تعریف و كاربرد ریخته گری

تعریف ریخته گری

ریخته گری یكی از روشهای شكل دادن قطعات فلزی است كه شامل تهیه مذاب از فلز مرد نظر و ریختن آن در محفظه ای بنام قالب است، به گونه ای كه پس از انجماد مذاب، شكل، اندازه و خواص مورد نظر تامین شود. بنابراین با توجه به این تعریف یك فرآیند ریخته گری را باید مجموعه ای از عملیات ذوب، تهیه قالب و ریختن مذاب دانست بطور كلی مراحل ریخته گری یك قطعه قلزی به طور ساده در ذیل نشان داده شده است.

تاریخچه ریخته گری:

براساس تحقیقات باستان شناسان، ریخته گری فلزات، یك تكنولوژی ماقبل تاریخ بوده و قدمتی شش هزار ساله دارد.

اولین اشیای ساخته شده از فلزات بصورت قطعات كوچك چكش كاری شده از مس هستند كه قدمت آنها به هزار سال قبل از میلاد مسیح می رسد.

از نقطه نظر تاریخی، ریخته گری را می توان به چند دوره تقسیم نمود كه در اینجا بشرح آنها به اختصار می پردازیم.

دوره برنز ( مس و مفرغ)

این دوره در خاور نزدیك و در حدود 3000 سال قبل از میلاد مسیح آغاز شده اولین اشیای برنزی كشف شده بصورت آلیاژی از مس و آرسنیك ( حدود 4 درصد) بوده است.

موضوع مهم در این دوره، پی بردن به تأثیر قلع بر خواص مس است كه باعث افزایش استحكام و سختی آن می شود. این موضوع هنوز در پرده ای از ابهام است. زیرا نه سنگ معدن مس حاوی قلع بوده و نه اینكه معدن مس و قلع نزدیك هم قرار دارد كه آلیاژ شدن آنها بطور اتفاقی امكان پذیر باشد.

در ارتباط با چگونگی پیدایش ریخته گری، میتوان اینگونه تحلیل كرد كه با توجه به اینكه پتك كاری قبل از ریخته گری مورد استفاده بشر قرار گرفته است، ممكن است در هنگام تپك كاری عمل ذوب بطور اتفاقی صورت گرفته باشد كه با مشاهده این امر موارد ذیل در ذهن بشر القا شده است:

-مذاب باید در محفظه ای ریخته شود تا شكل پیدا كند.

- برای تهیه مذاب باید كوره های تپك كاری بگونه ای تغییر یابد كه همواره تهیه مذاب در آن امكان پذیر باشد.

- برای تهیه مذاب و نگه داری آن باید ظرفی نسوز تهیه كرد ( بوته)

با توجه با اینكه بشر قبلاً به نسوز بودن بعضی از خاكها پی برده و نیز به دلیل آشنایی با حرفه سفالگری، به نحوه شكل دادن خاك نیز دست یافته بود، لذا به نیازهای اول و سوم او پاسخ داده شد. نیاز دوم یعنی ساخت كوره های ذوب نیز احتمالاً با سنگ چین و گل اندود نمودن و قرار دادن محلی برای عبور هوا برآورده شد.

از مسائل مهم در این ارتباط موضوع و مش بود كه این امر به تبدیل سیستم دم از حالت فوت كردن به استفاده از كسیه دم و سپس به موتورهای تنظیم هوا و فشار مناسب كه امروزه كاربرد فراوانی دارد منتهی شد.

بطور كلی در دوران مفرغ، ساخت قطعاتی نظیر تبر، نیزه، كارد، سپر، ظروف و شیشه و نیز ساخت آلیاژ هایی از عناصری نظیر قلع ( تا 18 درصد) و سرب ( تا 11 درصد) و آرستیك و روی معممل بوده است.

دوره آهن:

براساس كاوش باستان شناسان در چین قطعاتی چون مربوط به 600 سال قبل از میلاد مسیح بدست آمده است اما پیدایش آهن به عنوان یك دوره به دو هزار سال قبل از میلاد مسیح می رسد.

نام آهن در زبان پهلوی به عنوان آلیسن در زبان آلمانی آیزن و در انگلیسی آیرن نامیده می شود و احتمالاً در هنگام ذوب مس به آن پی بردند.

در هر حال در حدود 1200- 1000 سال قبل از میلاد آهن تقریباً ماده اصلی اغلب سلولها و ابزارها را تشكیل می داد.

با توجه به نقطه ذوب بالا  1539 بدیهی است كه ذوب مستقیم آهن تا قرن نوزدهم میلادی امكانپذیر نبود ولی در اواسط دوره آهن بر اثر افزایش كربن و پائین آمدن نقطه ذوب ( در چدنها) قطعات ریخته گری نیز بوجود آمد.

نكته مهم دیگر كشف عملیات حرارتی بر روی آهن بود كه از اهمیت خاصی برخوردار است. در مصر شمشیری و تبری با پوشش خاك نسوز بدست آمده كه لبه آن حاوی 9 .0 درصد كربن و قسمتهای میانی آن تقریباص فاقد كربن است.

در این اشیاء سختی در قسمت میانی معادل 70 BHN و در قسمت لبه معادل  440 BHN می باشد البه در این دوره جدیدی در آلیاژ های مس نیز بوجود آمده و آلیاژ های مختلفی از مس و قلع ساخته شد.

از آلیاژهای دیگر ساخته شده در اواخر این دوره آلیاژ برنج ( مس و روی) و نیز بنجهای قلع دار است. پیدایش روشهای جدید ریخته گری و قالبگیری را نیز باید از دیگر تحولات دوره آهن دانست در این دوره شواهدی وجود دارد كه از قالبهای سرامیكی نیز استفاده بعمل آمده است.

از عجایب این دوره ساخت مجسمه رودیس است كه در سال 290 قبل از میلاد ساخته شد و جزء عجایب هفتگانه محسوب می شود.

این مجسمه 32 متری كه از قطعات مختلف برنز ریختگی ساخته شده و وزنی حدود 390 تن داشت، طی زمین لرزه ای در دریای مدینترانه غرق شد.