ساخت ماهیچه با ماشین:

روش های ساخت ماهیچه با ماشین به صورت زیر تقسیم بندی میشود:

1- روش فشاری

1-1 سخت کردن با خشک کردن

1-2 ماهیچه های روغنی

2- روش دمشی

2-1  سخت کردن با خشک کردن

2-1-1 ماهیچه های روغنی

2-2 سخت کردن با گرما

2-2-1 ماهیچه باجعبه گرم

2-2-2  ماهیچه با جعبه داغ

2-2-3 ماهیچه های پوسته ای

3-2سخت کردن با گاز

1-3-2ماهیچه با جعبه سرد

2-3-2 ماهیچه با آب شیشه

3- روش پرتابی

3-1 سخت کردن با خشک کردن

3-1-1 ماهیچه های روغنی

 2-3 سخت کردن با گرما

3-2-1 ماهیچه باجعبه گرم

3-2-2  ماهیچه با جعبه داغ

3-2-3 ماهیچه های پوسته ای

 3-3سخت کردن با گاز

1-3-3ماهیچه با جعبه سرد

3-3-2 ماهیچه با آب شیشه

در ماهیچه سازی به روش جعبه داغ وجعبه گرم بدلیل مزایای زیر از روش پرتابی استفاده می شود:

1- در این روش باید هوای داخل قالب سریعا تخلیه شود .هوا با مواد ماهیچه در داخل قالب ماهیچه  جمع نمی شود ولذا سوراخهای ریزی جهت تخلیه هوا لازم نیست.

2- ماشین بصورت ساده کار میکند

3- سرعت بالای تولید

 روش کار دستگاه:

در این روش مواد ماهیچه سازی با هوا مخلوط نشده بلکه هوا با فشار معینی در یک سیلندر پر از ماسه عمل می کند هوا با فشار 3تا 8 بار بعد از باز کردن شیر هوا روی ستون ماسه اثر می گذارد،در نتیجه ماسه با ضربه قالب را پر می کند.عمل پرتاب مواد در جعبه ما هیچه باعث تراکم یکنواخت ماهیچه می شود.و استحکام نهایی بوسیله سخت کردن بدست می آید.

 روش های گرم کردن جعبه ماهیچه:

1- گرم کردن الکتریکی

مزیت :تنظیم دقیق دما وسهولت کار با آن

2- گرم کردن گازی

مزیت این روش توان گرمایی بیشتر سرعت گرم کردن بیشتر وهزینه کمتر انرژی می باشد.

 شرایط یک مخلوط ماسه ماهیچه :

یک مخلوط ماهیچه باید به گونه ای طراحی وآ ماده شود که ماهیچه های تهیه شده از آن کیفیت و مشخصات زیر را داشته باشند :

1- در دمای بالا ودر خلال انجماد فلز استحکامی مناسب داشته باشد ولی استحکام در حدی باشد که در دمای بالا باعث شکست گرم نشود.

2- در خلال انجماد فلز و هنگامی که در حال انقباض میباشد فرو پاشی پیدا کرده و خرد شود

3- سطح صاف ومناسبی در برابر فلز مذاب ایجاد کند به طوری که فلز نتواند در ماهیچه نفوذ کند .

4- سختی کافی و مقاومتی مناسب در برابر جریان فلز مذاب داشته باشد زیرا در غیر این صورت احتمال شکستن , شسته شدن یا عیوب دیگر وجود دارد.

5- در برابر گرمای ناشی از درجه حرارت ریختن فلز مذاب مقاوم باشد.

6- تحت تاثیر قالب یا جو ایجاد شده توسط فلز مذاب مقاوم باشد.

7- در خلال نگهداری استحکام خود را به مقدار خیلی زیاد از دست ندهد.

8- در خلال نگهداری یا در قالب رطوبت اضافی جذب نکند.

9- در موقع حمل ونقل مقاومت کافی در برابر شکستن داشته باشد.

10- وقتی با فلز مذاب تماس حاصل میکند گاز تولیدی در حد اقل مقدار ممکن باشد.

11- نفوذ پذیری و قابلیت عبور گاز مناسبی داشته باشد.

12- به راحتی از داخل قطعه جامد خارج شود, به طوری که حداقل هزینه تمیزکاری صرف شود.

13- به داخل جعبه ماهیچه ای که در آن تهیه میشود نچسبد.

  - فرآیند جعبه داغ (hot box) و جعبه گرم(warm box) :

 در روش جعبه داغ ماسه حاوی چسب مایع گرما سخت همراه با کاتالیزر را درون جعبه هایی که تا دمای حدود 230درجه سانتیگراد داغ شده است می پاشند.

پس از تماس ماسه با دیواره داغ کاتالیزور گرم شده و مراحل اولیه عمل سخت شدن بین 10 تا 30 ثانیه انجام می شود. پس از آن میتوان ماهیچه را خارج ساخت که برای جابجایی های بعدی استحکام کافی خواهد داشت و میتواند شکل خود را حفظ کند.

در بعضی مواد عمل سخت شدن طی یک واکنش سخت شدن گرمازا تکمیل میشود. مواد دیگر برای کامل کردن عمل سخت شدن نیاز به پخت اضافی دارند.

- چسبهای مورد استفاده در فرآیند hot box :

چسبهای مرسوم در جعبه داغ رزین ها هستند مانند فوران ها و یا رزین های مصنوعی.

فوران ها : پایه این نوع چسب ها الکل میباشد که معروفترین آنها فورفوریل الکل(C4H3O.CH2OH) میباشد.

رزین های مصنوعی: مانند فنل ها ( اسید کربولیک )

چسبهای موجود در فرآیند  hot box محتوی اوره و فرمالدوئید هستند .رزین های فوران در مقایسه با رزین های فنلی  سریعتر عمل می آیند , بنا براین آنها را میتوان سریعتر خارج کرد و سرعت کلی ریخته گری بیشتر میشود .

ماهیچه هایی که دارای میزان کمتری فنل هستند برای بیرون آمدن از جعبه ماهیچه به ارتعاش بیشتری نیاز دارند .

میزان این رزین ها در مخلوط ماهیچه 1.5 تا 2 درصد است.

شماتیک واکنش انجام شده در هنگام سخت شدن ماهیچه در hot box به صورت زیر است:

 رزین جامد +بخار آب = حرارت + کاتالیزور + رزین مایع

 انتخاب کاتالیزور براساس خواص شیمیایی و میزان اسیدی بودن ماسه است.وقتی دمای ماسه تغیر میکند میزان مصرف کاتالیزور باید تغیر کند , میتوانگفت به ازای هر 11درجه تغیر دما 2% میزان کاتالیزور تغیر میکند , یعنی میزان مصرف کاتالیزور در تابستان و زمستان با یکدیگر متفاوت است .

کاتالیزورهای مصرفی در هر دو فصل کلرور ها ونیترورها هستند به دلیل اینکه کاتالیزورهای کلریدی واکنش زاتر هستند  از آنها در زمستان و از نیتروری ها در تابستان استفاده میکنند.

رزین ها ی به کار برده شده در فرایند دارای عمر مفید مشخص هستند وبا افزایشنگهداری در انبار ویسکوزیته آنها بیشتر می شود.

تا جای ممکن باید رزین ها دور از آفتاب ودر مکان با دمای متعادل نگهداری شوند.

و به ترتیب ورود به انبار مصرف شوند.

کاتالیزور های مصرفی در جعبه داغ عمر نا محدود دارند.

درجه حرارت جعبه ماهیچه در جعبه داغ بین 230-290 میباشد.

اگر درجه حرارت بیش از حد بالا برود باعث پایین آمدن کیفیت سطحی ماهیچه ودر نتیجه کیفیت سطحی نا مطلوب در سطح قطعه می شود.وهمچنین باعث ترد وشکننده شدن ماهیچه می شود که برای قسمتهای نازک مضر است.

اگررنگ سطح ماهیچه اندکی زرد یا قهوه ای خیلی روشن باشد  نشان می دهد که ماهیچه پخته شده است .

روی هم رفته روش جعبه داغ با رزین های فوران وفنل ها بطور وسیعی در صنعت خودرو وبرای تولید قطعات پیچیده وقالب هایی که نیاز به استحکام بالا و هزینه های پائین که از جنس چدن خاکستری دارند استفاده می شوند.

 چسب های جعبه گرم:

 در جعبه گرم رزین های به کار برده شده دارای حداقل 5% آب هستند.یکی از آنها فور فوریل الکل (محتوی  70% الکل) می باشد وشامل 2.5% نیتروژن می باشد.

وجود آنها به این دلیل است که ماهیچه پس از تولید سختی وخواص بالایی را پس از گرما سخت شدن به ما می دهد.

خصوصیت ویژه ماهیچه ای که به روش جعبه گرم تولید می شود مقاومت کششی سرد وگرم بالاست .

به طور کلی میزان چسب در این روش بین 0.8تا 1.8% میباشد یعنی 20% کمتر از میزان رزین در روش  جعبه داغ .

کاتالیزور های جعبه گرم نمکهای مسی هستند که اصولا پایه آنها لسید سولفوریک در یک محلول آبی متانول میباشد . میزان مضرف کاتالیزور 20 الی 35 درصد وزنی رزین میباشد در دمای اتاق این کاتالیزورها فعال نشده وباعث سفت شدن چسب نمیشود ولی به وسیله حرارت دادن سخت میشوند، درجه حرارت سخت شدن آنها بالاتر از 65 درجه سانتیگراد میباشد.

 به صورت ساده این واکنش سخت شدن ب صورت زیر است:

 چسب فوران سخت شده = حرارت+ اسید + چسب فوران

 درجه حرارت جعبه ماهیچه در این روش 150-230 درجه سانتیگراد میباشد ، که به طور معمول 190درجه سانتیگراد استفاده میشود یعنی تقریبا 55 درجه زیر درجه حرارتی است که در روش جعبه داغ برای فعال کردن چسب به کار برده میشود

از خصوصیات ماهیچه های تولید شده با این روش دقت ابعادی بالا و مقاومت به سایش عالی میباشد.

کوره های پخت ماهیچه :ماهیچه را در کوره می پزند تا چسب آن گیرش پیدا کند.گستره دمایی معمولا برای پخت ماهیچه ها 150تا250 درجه سانتیگراد می باشد. زمانپخت بسته به حجم ماهیچه ها متفاوت است.بطوری که ممکن است یک ماهیچه بزرگ برای پخت به چند روز وقت نیاز داشته باشد در حالی که یک ماهیچه کوچک طی چند ساعت پخته شود. وقتی که ماهیچه بخوبی پخته باشد سطح خارجی آن قهوهای روشن خواهد بود نه سیاه یا قهوه ای تیره.

البته در روش جعبه داغ فقط ماهیچه های بزرگ نیاز به پخت دارند وبیشتر عمل پختن برای ماهیچه های تولید شده به روش جعبه گرم وماهیچه های روغنی صورت می گیرد.

کوره پخت ماهیچه معمولا گاز سوز ودارای کنترل گر است ،مجهز به قفسه هایی است که صفحه ماهیچه همراه با ماهیچه بر روی آن قرار می گیرند.

کوره پخت ماهیچه می تواند در آجری دایرهای یا مستطیلی داشته باشد . کف کوره مسطح است.

عوامل موثر بر خواص ماهیچه ها:

1- درجه حرارت پختن

بررسی های انجام گرفته نشان میدهد که درجه حرارت 177 درجه سانتیگراد در مدت زمان 1 ساعت بیشترین سختی را حاصل می کند.

قابلیت عبور گاز یا نفوذ پذیری ماهیچه تحت تاثیر درجه حرارت پخت نیست.

2- زمان پختن:همانطور که گفته شد بهترین زمان پخت 1 ساعت می باشد .

البته برای هر مخلوط ماهیچه یک زمان پخت ویک درجه حرارت بهینه وجود دارد.

3- مقدار رطوبت موجود در مخلوط ماسه:

تا 6.5% رطوبت استحکام ماهیچه افزایش پیدا می کند و بعد از آن کاهش پیدا خواهد کرد.

4- زمان خنک کردن پس از عملیات پختن:

پس از عملیات پختن باید ماهیچه تا دمای 27 درجه سانتیگراد خنک شود چون بررسی ها نشان داده است که در هنگامی که ماهیچه ها هنوز داغ هستند استحکام و سختی خیلی بالایی ندارند.

5- ریزی دانه های ماسه ماهیچه:

وقتی دانه های ماسه ماهیچه بر روی الکهای با مش 70،100 و140 وترجیها بیشتر آنها بر روی 100 باقی می ماند ماهیچه ای با حداکثر سختی واستحکام را فراهم می کند.البته اندازه دانه های ماسه باید براساس خواص مورد نیازی همانند صافی سطح ،استحکام و نفوذ گاز باشد.