راهباره شاخی شکل:
وسیله ایست برای ایجاد اتصال سریع و آسان بین راهگاه و ته محفظه قالب, که بخاطر وجود انحنا در مدل شاخی شکل می توان براحتی آن را از قالب بیرون کشید.
بعلت اتصال انتهای باریک آن به محفظه قالب , که باعث ایجاد حرکت فشانه ای مذاب به درون قالب می شود, بیشتر توصیه میگردد که از راهبار شاخی شکل معکوس استفاده می شود.
از راهباره شاخی شکل برای چدن خاکستری در قالب ماسه ای تر استفاده می شود.
مقایسه سیستم راهگاهی مستقیم و غیرمستقیم:
گاهی اوقات به خاطر اثری که بر روی الگوی انجماد قطعه می گذارد باعث ایجاد مشکلاتی می شود.(راهباره مستقیم)
به منظور کاهش تلاطم سطحی, پر کردن آهسته صفحه باعث می شود که مذاب از نقاط کناری راهباره به سمت کناره های صفحه جریان یابد و به صورت لایه هایی جدا از مذاب تازه ایی که از راهباره می آید منجمد شود.
انجماد کامل مسیر جریان, به علت پیش گرم شدن قالب اطراف مسیر , آهسته و آرام بوده و بنابراین ساختار آن خشن و متخلخل می باشد.
این مسیرهای جریان در قطعات بزرگ, که زمان بیشتری برای پر کردن می گیرند, مشکل ساز می باشند.
سیستم راهگاهی برای حل مسئله مورد نظر بدین صورت است که راهباره درون قطعه ایجاد نشود. مسیر جریان اصلی در خارج از قطعه ریختگی ایجاد گشته, که به آن تغذیه کناری گفته می شود.
مشخصه ویژه این سیستم آن است که تغذیه کناری و راهباره کاردی, نه تنها عمل انتقال مذاب را بلکه عمل تغذیه رسانی را نیز انجام می دهند.
در این حالت, راهباره و گلویی تغذیه یکی می باشد.
مشکل برش دادن و جدا کردن سیستم راهگاهی و تمیز کاری نهایی وجود دارد.
کف راهبار هم سطح با راهباره و کف قطعه نمی باشد. در غیر اینصورت, مذابی که با سرعت در درون راهبار جریان دارد به صورت کنترل نشده ای مستقیما وارد قطعه می شود و مسیر جریانی بر جای می گذارد.
مقایسه سیستم راهگاهی مرکزی و خارجی
در اغلب قطعات لازم است که مذاب از طریق یک سیستم راهگاهی خارجی وارد محفظه قالب شود.
از دیدگاه اشغال فضای زیاد درون قالب, نامناسب می باشد. این نکته اغلب در قالبهای با چسب شیمیایی, که هزینه نسبتا زیادی می برند قابل توجه است.
اما برای قطعات توخالی نظیر جعبه های روباز , سیلندرها یا رینگها, راهباره ها از حوضچه مرکزی به سمت بیرون برمیگردند, و با راهباره های کاردی عمودی که به صورت قوس هایی در دور کف سیلندر کار گذاشته شده اند, تماس می یابند.
پر کردن متوالی
وقتی که چندین مدل بر روی یک صفحه مدل سوار باشد, نباید همه محفظه ها را به صورت همزمان پر نماییم.
راه حل لوپر: او از موانعی در راهبار استفاده نمود تا جلوی مذاب را بگیرد تا اولین سری از قطعات قبل از اینکه مذاب بتواند مانع را خراب کند به سمت سری های بعدی پر شود.
راه حل هالت: یکی دیگر از تکنیک ها, قالبگیری پشته ایی افقی می باشد.پیشرفت مذاب از بالای قطعاتی که قبلا پر شده اند, باعث می شود که تغذیه ها گرم نگه داشته شوند .
کنترل آخالها
سرباره گیر : سرباره گیری که در انتهای یک راهبار قرار داده می شود جلوی فلز مذاب اولیه راهبار را میگیرد و از ورودش به راهباره جلوگیری می کند.
طرح قدیمی باعث ایجاد یک حرکت گردابی در خلال پر کردن می شود.
طرح گوه ایی: فلز مذابی که در قسمت باریک به جریان در می آید حبس می شود, و هیچ گونه امواج برگشتی یا حرکت گردابی از دیواره انتهایی به وجود نمی آید.
آشغالگیر چرخشی :
اساس کار این وسیله استفاده از اختلاف بین چگالی مذاب و سایر مواد ناخواسته شناور یا معلق درون آن می باشد. چرخش مذاب حالت سانتریفوژیی را بوجود می آورد که مذاب سنگین را به سمت بیرون پرتاب می کند و مواد سبکتر به سمت مرکز پرتاب و در آنجا بصورت شناور در می آیند.
از آشغالگیرهای چرخشی نمی توان برای آلیاژهای سبک استفاده نمود (آلومینیوم و منیزیم)
نکات مهم :
1- معبر ورودی و خروجی به صورت مماس بر آن واقع شوند.
2- خروجی در ارتفاع بیشتری نسبت به ورودی تعبیه شود.
3- به منظور جمع نمودن آشغالها ارتفاع بالای محور چرخش آشغالگیر نیز کافی باشد.
فیلترها
ماهیچه های برشی: یک ماهیچه برشی ممکن است دارای 10 یا بیشتر سوراخ با قطر تقریبی معادل 3-5 میلی متر باشد.
صافیهای حصیری: در آلیاژهای سبک, مش های از سیمهای فولادی یا الیاف شیشه ای برای جلوگیری از ورود فیلمهای اکسیدی به درون قطعه استفاده می شود.
وقتی فیلتر در یک محل اتصال مورد استفاده قرار می گیرد سطح مقطع آن باید اندکی بزرگتر از مقطع معبر مربوطه باشد تا فیلتر در اثر عبور مذاب جدا نشود.
فیلترهای بلوکی سرامیکی:
فیلترهای بلوکی به دو نوع اصلی تقسیم بندی می شوند:
1- شکلهای اکسترود شده که دارای سوراخهای دراز, مستقیم و موازی هم می باشند.
2- فیلترهای فومی که با اختلاط مواد پلاستیکی و دوغاب سرامیکی ساخته می شوند.
فیلترهای بلوکی گرانتر از فیلترهای حصیری هستند. اما استفاده از آنها آسانتر و قابل اطمینان تر است.
مولاند و دیویدسون با استفاده از این فیلترها دریافتند که استحکام آلیاژهای Al-7.5Mg تا 50% افزایش می یابد و میزان ازدیاد طول تا شکست آنها دو برابر می شود.
در بعضی مواقع, نشت کناره های فیلتر را به وسیله قرار دادن درزگیرهایی از جنس ورقه های سرامیکی در اطراف آن, کنترل نمود.
نکاتی در مورد قرار دادن فیلترها در سیستم راهگاهی :
فیلتر ها را در حوضچه باریز قرار ندهید.
1- در معرض شوک های حرارتی قرار می گیرد.
2- در معرض خورده شدن و حل شدن توسط سرباره قرار می گیرند.
3- ریزش مذاب در راهگاه باعث تولید آخالهای جدیدی بعد از عمل فیلتراسیون می شود.
مساحت فیلتر باید کافی باشد. هرچه مساحت فیلتر بیشتر شود سرعت عبور مذاب از آن کمتر و در نتیجه تاثیر فیلتر بیشتر می شود.
راندمان زدودن آخالهای TiB2 از مذاب آلومینیوم وقتی افزایش می یابد که سرعت عبور مذاب از حدود m/s 10به m/s1 کاهش یابد.
کیسه های سرباره گیر:
یک کیسه سرباره گیر فقط یک جمع کننده می باشد, که شبیه یک باک ماشین سرته شده می باشد.
در فولاد و چدن , کیسه باید دارای ارتفاع کافی باشد تا اجازه دهد سرباره و شلاکه به صورت کامل شناور شود.
قرار دادن فیلتر با زاویه ایی مناسب در برابر جریان مذاب, به ایجاد جریان گردابی کمک می کند و باعث می شود که تمایل طبیعی سرباره و شلاکه برای شناور شدن تقویت شود.
وسیله ایست برای ایجاد اتصال سریع و آسان بین راهگاه و ته محفظه قالب, که بخاطر وجود انحنا در مدل شاخی شکل می توان براحتی آن را از قالب بیرون کشید.
بعلت اتصال انتهای باریک آن به محفظه قالب , که باعث ایجاد حرکت فشانه ای مذاب به درون قالب می شود, بیشتر توصیه میگردد که از راهبار شاخی شکل معکوس استفاده می شود.
از راهباره شاخی شکل برای چدن خاکستری در قالب ماسه ای تر استفاده می شود.
مقایسه سیستم راهگاهی مستقیم و غیرمستقیم:
گاهی اوقات به خاطر اثری که بر روی الگوی انجماد قطعه می گذارد باعث ایجاد مشکلاتی می شود.(راهباره مستقیم)
به منظور کاهش تلاطم سطحی, پر کردن آهسته صفحه باعث می شود که مذاب از نقاط کناری راهباره به سمت کناره های صفحه جریان یابد و به صورت لایه هایی جدا از مذاب تازه ایی که از راهباره می آید منجمد شود.
انجماد کامل مسیر جریان, به علت پیش گرم شدن قالب اطراف مسیر , آهسته و آرام بوده و بنابراین ساختار آن خشن و متخلخل می باشد.
این مسیرهای جریان در قطعات بزرگ, که زمان بیشتری برای پر کردن می گیرند, مشکل ساز می باشند.
سیستم راهگاهی برای حل مسئله مورد نظر بدین صورت است که راهباره درون قطعه ایجاد نشود. مسیر جریان اصلی در خارج از قطعه ریختگی ایجاد گشته, که به آن تغذیه کناری گفته می شود.
مشخصه ویژه این سیستم آن است که تغذیه کناری و راهباره کاردی, نه تنها عمل انتقال مذاب را بلکه عمل تغذیه رسانی را نیز انجام می دهند.
در این حالت, راهباره و گلویی تغذیه یکی می باشد.
مشکل برش دادن و جدا کردن سیستم راهگاهی و تمیز کاری نهایی وجود دارد.
کف راهبار هم سطح با راهباره و کف قطعه نمی باشد. در غیر اینصورت, مذابی که با سرعت در درون راهبار جریان دارد به صورت کنترل نشده ای مستقیما وارد قطعه می شود و مسیر جریانی بر جای می گذارد.
مقایسه سیستم راهگاهی مرکزی و خارجی
در اغلب قطعات لازم است که مذاب از طریق یک سیستم راهگاهی خارجی وارد محفظه قالب شود.
از دیدگاه اشغال فضای زیاد درون قالب, نامناسب می باشد. این نکته اغلب در قالبهای با چسب شیمیایی, که هزینه نسبتا زیادی می برند قابل توجه است.
اما برای قطعات توخالی نظیر جعبه های روباز , سیلندرها یا رینگها, راهباره ها از حوضچه مرکزی به سمت بیرون برمیگردند, و با راهباره های کاردی عمودی که به صورت قوس هایی در دور کف سیلندر کار گذاشته شده اند, تماس می یابند.
پر کردن متوالی
وقتی که چندین مدل بر روی یک صفحه مدل سوار باشد, نباید همه محفظه ها را به صورت همزمان پر نماییم.
راه حل لوپر: او از موانعی در راهبار استفاده نمود تا جلوی مذاب را بگیرد تا اولین سری از قطعات قبل از اینکه مذاب بتواند مانع را خراب کند به سمت سری های بعدی پر شود.
راه حل هالت: یکی دیگر از تکنیک ها, قالبگیری پشته ایی افقی می باشد.پیشرفت مذاب از بالای قطعاتی که قبلا پر شده اند, باعث می شود که تغذیه ها گرم نگه داشته شوند .
کنترل آخالها
سرباره گیر : سرباره گیری که در انتهای یک راهبار قرار داده می شود جلوی فلز مذاب اولیه راهبار را میگیرد و از ورودش به راهباره جلوگیری می کند.
طرح قدیمی باعث ایجاد یک حرکت گردابی در خلال پر کردن می شود.
طرح گوه ایی: فلز مذابی که در قسمت باریک به جریان در می آید حبس می شود, و هیچ گونه امواج برگشتی یا حرکت گردابی از دیواره انتهایی به وجود نمی آید.
آشغالگیر چرخشی :
اساس کار این وسیله استفاده از اختلاف بین چگالی مذاب و سایر مواد ناخواسته شناور یا معلق درون آن می باشد. چرخش مذاب حالت سانتریفوژیی را بوجود می آورد که مذاب سنگین را به سمت بیرون پرتاب می کند و مواد سبکتر به سمت مرکز پرتاب و در آنجا بصورت شناور در می آیند.
از آشغالگیرهای چرخشی نمی توان برای آلیاژهای سبک استفاده نمود (آلومینیوم و منیزیم)
نکات مهم :
1- معبر ورودی و خروجی به صورت مماس بر آن واقع شوند.
2- خروجی در ارتفاع بیشتری نسبت به ورودی تعبیه شود.
3- به منظور جمع نمودن آشغالها ارتفاع بالای محور چرخش آشغالگیر نیز کافی باشد.
فیلترها
ماهیچه های برشی: یک ماهیچه برشی ممکن است دارای 10 یا بیشتر سوراخ با قطر تقریبی معادل 3-5 میلی متر باشد.
صافیهای حصیری: در آلیاژهای سبک, مش های از سیمهای فولادی یا الیاف شیشه ای برای جلوگیری از ورود فیلمهای اکسیدی به درون قطعه استفاده می شود.
وقتی فیلتر در یک محل اتصال مورد استفاده قرار می گیرد سطح مقطع آن باید اندکی بزرگتر از مقطع معبر مربوطه باشد تا فیلتر در اثر عبور مذاب جدا نشود.
فیلترهای بلوکی سرامیکی:
فیلترهای بلوکی به دو نوع اصلی تقسیم بندی می شوند:
1- شکلهای اکسترود شده که دارای سوراخهای دراز, مستقیم و موازی هم می باشند.
2- فیلترهای فومی که با اختلاط مواد پلاستیکی و دوغاب سرامیکی ساخته می شوند.
فیلترهای بلوکی گرانتر از فیلترهای حصیری هستند. اما استفاده از آنها آسانتر و قابل اطمینان تر است.
مولاند و دیویدسون با استفاده از این فیلترها دریافتند که استحکام آلیاژهای Al-7.5Mg تا 50% افزایش می یابد و میزان ازدیاد طول تا شکست آنها دو برابر می شود.
در بعضی مواقع, نشت کناره های فیلتر را به وسیله قرار دادن درزگیرهایی از جنس ورقه های سرامیکی در اطراف آن, کنترل نمود.
نکاتی در مورد قرار دادن فیلترها در سیستم راهگاهی :
فیلتر ها را در حوضچه باریز قرار ندهید.
1- در معرض شوک های حرارتی قرار می گیرد.
2- در معرض خورده شدن و حل شدن توسط سرباره قرار می گیرند.
3- ریزش مذاب در راهگاه باعث تولید آخالهای جدیدی بعد از عمل فیلتراسیون می شود.
مساحت فیلتر باید کافی باشد. هرچه مساحت فیلتر بیشتر شود سرعت عبور مذاب از آن کمتر و در نتیجه تاثیر فیلتر بیشتر می شود.
راندمان زدودن آخالهای TiB2 از مذاب آلومینیوم وقتی افزایش می یابد که سرعت عبور مذاب از حدود m/s 10به m/s1 کاهش یابد.
کیسه های سرباره گیر:
یک کیسه سرباره گیر فقط یک جمع کننده می باشد, که شبیه یک باک ماشین سرته شده می باشد.
در فولاد و چدن , کیسه باید دارای ارتفاع کافی باشد تا اجازه دهد سرباره و شلاکه به صورت کامل شناور شود.
قرار دادن فیلتر با زاویه ایی مناسب در برابر جریان مذاب, به ایجاد جریان گردابی کمک می کند و باعث می شود که تمایل طبیعی سرباره و شلاکه برای شناور شدن تقویت شود.