تحقیق ریخته گری دوغابی
دسته بندي :
کالاهای دیجیتال »
رشته مواد و متالورژی (آموزش_و_پژوهش)
بخشی از متـنِ ایـن تـحقیـق :
ریخته گری دوغابی
نزدیک 150 سال است که تکنیک شکل دهی قطعات سرامیکی از طریق ریختن دوغاب در یک قالب متخلخل انجام میشود. در ابتدا هنوز نقش روان کنندگی املاح سدیم مشخص نشده بود و لذا دوغابهایی که مورد استفاده قرار می گرفتند نزدیک 40 تا 60 درصد آب داشتند. در اوایل قرن نوزدهم استفاده از کربنات سدیم به منظور ساخت دوغابی با حداقل آب مورد توجه قرارگرفت.با کاهش میزان آب در دوغاب ریخته گری:معایبی از قبیل انقباض زیاد قطعات:ترکهای ناشی از فرایند خشک شدن و زمان زیاد برای تولید قطعه از بین خواهد رفت. ریخته گری دوغابی اساسا" به دو روش انجام میشود:
1- ریخته گری باز: در این روش (رایج ترین روش ریخته گری) سوسپانسیون غلیظ به خوبی روان شده و داخل یک قالب گچی ریخته شده و شکل مورد نظر را به خود میگیرد.به دلیل جذب آب قالب گچی یک لایه تقریبا" متراکم از دوغاب مورد نظرتشکیل شده و مابقی دوغاب اضافی از قالب خارج میگردد و قطعه خام به دلیل انقباض جزیی که در آن به وجود می آید از قالب خارج میشود.
2- ریخته گری بسته: در این روش دوغاب آنقدر در داخل قالب گچی میماند تا تمام قسمت های داخلی آن اصطلاحا" می بندد و قطعه ای توپر به وجود می آید.
عمده ترین امتیاز روش ریخته گری دوغابی نسبت به سایر روش های دیگر امکان شکل دهی قطعات بزرگ و پیچیده است در حالیکه شکل دهی چنین قطعاتی با روش های دیگر تولید تقریبا" غیر ممکن است.
اما معایب روش ریخته گری مجموعا" بیشتر از مزایای آن است. از جمله معایب آن می توان به زمان زیاد برای تولید، کیفیت کم در قطعه تولید شده، تلرانس ابعادی زیاد در قطعه تولید شده و ... را نام برد.
در گام اول از توضیحات بالا می توان فهمید که عوامل مختلفی در شکل گیری لایه ریخته گری شده نقش دارند.عواملی مانند؛ دانسیته دوغاب، میزان آب موجود در دوغاب، میزان تخلخل در قالب گچی، زمان، فشار سیستم، آنالیز بدنه، دانه بندی دوغاب و ... ؛ حتی عوامل جزیی دیگری نظیر دمای سیستم، میزان رطوبت در قالب گچی، توزیع تخلخل در قالب گچی و... نیز در ضخامت لایه ریخته گری شده موثر هستند.
برای تشریح شکل گیری یک دوغاب سرامیکی ابتدا باید به تعامل بین ذرات رسی و آب اشاره کرد. به عبارت دیگر ابتدا باید سیستم رس- آب مورد بررسی قرار گیرد. ذرات رسی به هنگام معلق شدن در آب ممکن است دو رفتار کاملا" متمایز از خود نشان دهند. با توجه به بار الکترواستاتیکی سطح شان رس ها یا جذب یکدیگر شده و یا یکدیگر را دفع میکنند. به بیان واضح تر ذرات رس در محیط اسیدی یکدیگر را به صورت لبه به سطح جذب کرده که اصطلاحا" حالت فلکولاسیون در دوغاب به وجود می آید. یا اینکه در محیط قلیایی به صورت سطح به سطح یکدیگر را دفع میکنند و اصطلاحا"حالت دفلکولاسیون به وجود می آورند. در حالت فلکوله جاذبه لبه به سطح در ذرات باعث بالا رفتن ویسکوزیته دوغاب میشود و در حالت دفلکوله دافعه سطح به سطح ذرات باعث کاهش ویسکوزیته و روانی دوغاب رسی می شود.
تئوری لایه مضاعف و پتانسیل زتا
طبق این تئوری سطح رس از دو لایه بار دار تشکیل شده است.لایه داخلی دارای بار منفی بوده لایه خارجی بار مثبت دارد. بارهای منفی لایه داخلی همان بارهای خنثی نشده سطح رس هستند. بارهای مثبت لایه خارجی ناشی از کاتیون هایی است که سطح رس جذب می کند. در حالت معلق شدن ذرات رسی در آب: ملکول های قطبی آب نیز توسط لایه داخلی جذب می شوند. باید توجه داشت که ملکول های قطبی آب به صورت منظم جذب سطح رس می شوند یعنی سر مثبت آنها در طرف لایه داخلی بوده و سر منفی آنها به سمت خارج است.
در فاصله X از سطح رس، میزان بار منفی سطح، توسط بارهای مثبت خنثی می شود.میزان بار الکتریکی در مرز X با عنوان جنبش الکتریکی یا همان پتانسیل زتا معرفی می شود. میزان پتانسیل زتا عملا" مشخص کننده روانی یا انعقاد دوغاب است. روانی یا انعقاد دوغاب نیز تاثیر مستقیم بر ضخامت لایه ریخته گری شده دارد. در همین جا اهمیت میزان آب موجود در دوغاب و دانسیته دوغاب در ضخامت لایه ریخته گری شده مشخص می شود.
قالب گچی
قالب گچی به عنوان یکی از عوامل مهم درضخامت لایه ریخته گری شده می باشد. میزان تخلخل قالب گچی، توزیع این تخلخل، قطر تخلخل های موجود و حتی میزان رطوبت قالب گچی تاثیر مهمی در ضخامت لایه ریخته گری شده دارند.
در شکل زیر رابطه بین سرعت ریخته گری (نسبت ضخامت لایه ریخته گری شده به زمان) و نسبت میزان آب به گچ(میزان تخلخل قالب گچی) دیده می شود.می توان دید که در نسبت های حدود 80% درصد، بهترین سرعت ریخته گری حاصل می شود.علت افت شدید سرعت ریخته گری در تخلخل های بالاتر مربوط به پیوستن تخلخل ها به هم و بزرگ شدن قطر آنها می شود. با بزرگ شدن قطر تخلخل ها پدیده اسمز و جذب آب قالب گچی کاهش می یابد. میزان رطوبت قالب گچی به عنوان لایه مقاومت کننده ای در مقابل جذب آب مطرح است.همچنین باید به میزان مقاومت خود ضخامت X نیز در مقابل جذب آب توجه شود.
مکانیزم های ریخته گری دوغابی
در ریخته گری دوغابی نیروی فشاری پیش برنده فرآیند مجموع میزان فشار کاپیلاری هایی که بخاطر فشار مکش قالب و یا هر گونه فشار اضافی که به سیستم وارد میشود و یا خلاء که به قالب اعمال می شود می باشد. اندازه فشار کاپیلاریها از طریق اندازه گیری میزان اندازه تخلخلهای داخل قالب، میزان نیروی کششی سطح مایع پخش شده و زاویه تماس با تخلخلهای جداره می باشد. گزارش شده است که قالبهای گچ پاریس فشار مکش آن در حدود 0.1-0.2 Mpa است. در عین حال، مقاومتی بخاطر حرکت مایع جذب شده در طول ساختمان تخلخل در حین تشکیل جداره ریخته گری ایجاد می شود. شکل زیر بطور شماتیک نشان دهنده این موقعیتها است.
Lm میزان عمق ترشده قالب، Lc هم متناسب با میزان مایعی است که توسط قالب جذب شده است و هم میزان سینتیک پرابولیک ایجاد شده می باشد. بنابراین محاسبه اینکه مقدار تخلخل قالب نزدیک لایه ریخته گری شده بطور اشباع از مایع پر شده است برابر خواهدبود. بطوریکه PT-Pl افت فشار در حین انجام فرآیند و Pl-P0 افت فشار در قسمت تر شده قالب گچی است ، و Xm مقاومت مخصوص تخلخلهای قالب ε0 می باشد. مقدار فشار مکش قالب برابر با PT-P0 است. بنابراین خواهیم داشت. از طرف دیگری در بعضی از منابع آمده است که :فشار در مرز قالب گچی تقریبا برابر با فشار مکش تخلخل، P، است و تقریبا برابر است با مقدار فشار از رابطه ، است و تقریبا برابر است با مقدار فشار از رابطه Laplac که : P=Sσcosγ
که در آن S طرح ویژه گچ، σ کشش سطحی آب و γ زاویه تماس است. ( cosγ=1 چراکه گچ کاملا با آب تر می شود) بنابراین فشار مکش آن آب در کاپیلار گچ بین 0.03 – 0.1 Mpa متغییر می باشد. ریخته گری دوغابی بیشتر در تولید لایه های نازک در حدود 15mm مورد استفاده می شود چرا که سرعت ریخته گری بطور تحمیل شونده‌ای تابع مقاومت هیدرولیک می باشد. تاثیر پرامترهای فرایند ریخته گری دوغابی بروی سرعت ریخته گری از طریق یک مدل فیلتراسیون سینتیکی که بر پایه شکل شماتیک زیر می باشد مشخص شد. مدل پیش بینی می کند که سرعت افزایش ضخامت با گذشت زمان برابر خواهد بود بود که در آن :
mc ξ ضخامت لایه ریخته گری، t زمان ، P فشار نهایی موثر در فیلتراسیون و sξ چگونگی فصل مشترک سوسپانسیون-هوا در زمان فیلتراسیون ξm چگونگی فصل مشترک کیک- هوا در قالب گچی و η ویسکوزیته سوسپانسیون، c کسر حجمی ذرات جامد سوسپانسیون و n فاکتور توازن جرمی است. تحقیقاتی نیز از طریق شبکه هوش مصنوعی بروی عوامل موثر یر زمان ریخته گری شده است که بطور خلاصه در نمودار زیر خلاصه می شود.
قالب سازي
از آنجا که قالب سازی علمی است کاربردی و دارای ظرافت ها و پیچیدگی های بسیار، باید برای پیشبرد اهداف صنعتی توجه خاصی به آن داشت. اما متاسفانه در کشور ما این علم را در اکثر موارد فقط یک فن و هنر می دانند و به همین خاطر بسیاری از متخصصان و مهندسان ما هیچ اهتمامی نسبت به فراگیری و پیشبرد آن، بالعکس دیگر علوم ندارند. در اینجا سعی شده تا بیشتر حول قالب های دائم بحث شود. زیرا یکی از پایه های تولیدات صنعتی محسوب می شوند. در این قسمت بطور مختصر نام چند نوع قالب دائم را خواهید دید. هر کدام از این قالب ها دارای زیر شاخه های فراوانی می باشند
1- قالب های برش فلزی
2- قالب های خم فلزی
3- قالب های کشش فلزی
4- قالب های پلاستیک
5- قالب های نورد
6- قالب های باکالیت
7- قالب های دایکاست
8- قالب های فورج
9- قالب های اکستروژن
...
تـوضـیـحــاتِ فـایــل :
- این فایل با فرمت word ( قابل ویرایش ) در اختیار شما قرار خواهد گرفت.
- تعداد صفحات :29
- قابل ارائه و مناسب بعنوان تحقیق کلاسی
- جهت دانـلـود این تحقیق به انتهای صفحه مراجعه کنید.
کلمات کلیدی : ریخته گری دوغابی, تحقیق در مورد ریخته گری دوغابی, دانلود تحقیق ریخته گری دوغابی, دانلود رایگان تحقیق ریخته گری دوغابی, پروژه ریخته گری دوغابی, مقاله ریخته گری دوغابی, مقاله در مورد ریخته گری دوغابی, پروژه در مورد ریخته گری دوغابی, پایان نامه ریخته گری دوغابی, تحقیق آماده در مورد ریخته گری دوغابی, رایگان , word , ورد, پاورپوینت , pdf, رشته متالورژی , power point , فرمت ورد , تحقیق آماده متالورژی در مورد ریخته گری دوغابی, تحقیق علم مواد ریخته گری دوغابی, تحقیق کلاسی آماده ریخته گری دوغابی, تحقیق درباره ریخته گری دوغابی, تحقیق رایگان ریخته گری دوغابی, پاورپوینت ریخته گری دوغابی, تحقیق در رابطه با ریخته گری دوغابی, تحقیق راجب ریخته گری دوغابی, پروژه درباره ریخته گری دوغابی, دانلود پاورپوینت آماده ریخته گری دوغابی, مقاله در مورد ریخته گری دوغابی, مقاله درباره ریخته گری دوغابی, دانلود تحقیق علم مواد , تحقیق با موضوع ریخته گری دوغابی, تحقیق دانش آموزی در مورد ریخته گری دوغابی, تحقیق آماده ریخته گری دوغابی, درس متالورژی فیزیکی , دانلود رایگان تحقیق در مورد ریخته گری دوغابی, شناسایی مواد , جوشکاری , سرامیک ,مهندسی مواد , متالورژی