گزارش کارآموزی بخش ریخته گری آلومینیوم

مقدمه

این گزارش شرح مختصر و اجمالی از کارآموزی در کارخانه ایران خودرو به مدت 360 ساعت در سالن ریخته گری آلومینیوم و قسمت تولید سیلندر می باشد. این گزارش شامل دو بخش ریخته گری آلومینیوم و کارگاه ریخته گری چدن می باشد.

کارخانه ایران خودرو در کیلومتر 14 جاده مخصوص کرج واقع شده و دارای بخشها و سالنهای زیر می باشد:

ریخته گری ،‌ماشین کاری ، جوشکاری ، سالن رنگ، کنترل کیفیت، سالن مونتاژ ، سواری سازی، موتورسازی، پرس شاپ ، قالب سازی و شاتل و غیره می باشد.

عمده مواد اولیه مصرفی فلزی عبارتند از: ورقه و پروفیلهای فولادی، شمشهای چدنی، شمش آلومینیوم می باشد.

کارخانه ریخته گری آلومینیوم

هدف این بخش تولید سیلندر و سر سیلندر و پوسته کلاج پژو می باشد. در این قسمت ریخته گری سیلندر از نوع تحت فشار که از دستگاه  High Pressure  با قدرت

2500 HP  که یک دستگاه ژاپنی است استفاده می شود و پوسته کلاج و سرسیلندر با دو دستگاه Low Pressure  با قدرت 1600 HP که دستگاه ایتالیایی است تولید می شود البته قبلاً در این واحد دستگاه ریژه ریزی نیز موجود بود که با توجه به طرح انتقال بخش ریخته گری به شهرستان ابهر این دستگاه جمع آوری و به ابهر منتقل شد.

در قسمت تولید ذوب از 5 کوره استفاده می شود که این کوره ها شعله ای بوده و دمای حداکثر آنها در حدود   می باشد. سه کوره آن برای تامین ذوب قسمت سیلندر با ظرفیت سه تن و سرعت تولید یک تن در ساعت بکار می رود دمای ذوب هنگامی که درون با قبل ریخته می شود حدود 750- 730 درجه سانتگراد می باشد که توسط لیفتراک به قسمت ریخته گری سیلندر حمل می شوند. درجه حرارت مذاب هنگام تحویل در قیمت ریخته گری سیلندر به  می رسد که در کوره نگهدارنده، موجود می باشد و دو کوره دیگر هر کدام با ظرفیت ذوب 500 کیلوگرم و سرعت تولید 150 کیلوگرم در ساعت موجود می باشند و برای قسمت سر سیلندر بکار می روند.

در مورد گاز زدایی در این کوره  ها باید گفت با توجه به ویژگی فلز آلومینیوم و اینکه گازها کمتر از حالت انحلال خارج می شوند در قسمت سیلندر نیازی به گاز زدایی نمی باشد اما برای سر سیلندر از گاز آرگون که توسط دستگاهی به کوره متصل است استفاده می شود. مهمترین مشخصات گاز زدایی مذاب سر سیلندر عبارتند از :

سرعت دوران دهنده گاز 400-450 RPM

زمان گاز زدایی 15-12 دقیقه

درجه حرارت شروع گاز زدایی  

نوع گاز مصرفی : آرگون

فشار گاز ورودی : 5/2 اتمسفر

درصد خلوص گاز مصرفی 99/99%

در حدود چهار دقیقه پایانی گاز زدایی مواد :

AL:Sr10%

AL:Mg50%

به منظور اصلاح ساختار و جوانه زنی و آلیاژ سازی در چهار دقیقه پایانی     

 AL-Sr10% و AL-Mg50% افزوده و دوباره گاز زدایی می کنیم همچنین از فلاکس Coveral11  که یکی ترکیب فلوئوریدی می باشد استفاده می کنیم.

تولید سیلندر با دستگاه HP

از دستگاه HighPressure به منظور تولید سیلندر پژو استفاده می شود این دستگاه 180 تن وزن دارد و نیروی قفل شدن قالب ها 2500 تن و نیرویی که عملShout را انجام می دهد 850 ( ) می باشد. کوره نگهدارنده آن 2500 کیلوگرم وزن دارد و دمای ذوب حدود 720 درجه سانتیگراد می باشد.

دستگاه از دو قسمت تشکیل شده است.

1) فک ثابت:

2) فک متحرک که امکان قفل شدن قالب ها و شات کردن مذاب را می دهد. زمان کل تولید یک قطعه سه دقیقه می باشد و برای سیستم شات از سیستم هیدرولیک و گاز ازت استفاده می شود.

برای تهیه سیلندر از مذاب آلیاژ AS9U3 استفاده می شود برخی از نکات در تهیه این مذاب عبارتند از :

1- در صورت سرد بودن کوره عملیات پیش گرم به صورت کافی، صورت می گیرد تا دیواره کوره سرخ شود.

2- مواد اولیه و شارژ اولیه بصورت 50%شمش و 50%برگشتی سالن می باشد.

3-پس از ذوب کامل شارژ، دمای مذاب به حدود  می رسد.

4- فلاکس Coverall11 به نسبت  500gr به ازاء 100 کیلوگرم مذاب روی سطح مذاب ریخته و پس از هم زدن در سطح مذاب عمل سرباره گیری صورت می گیرد.

5- دمای مذاب هنگام آلیاژ سازی    می باشد.

6- مذاب با ترکیب شیمیایی و درجه حرارت حدود  داخل پاتیل پیش گرم و تخلیه می شود. مذاب با ابزار دستی به هم زده می شود. در حین تخلیه مذاب در پاتیل AL -50Mg% به مذاب افزوده می شود.

7- مقداری فلاکس بر سطح مذاب داخل پاتیل ریخته و در سطح هم زده و سرباره گیری می شود.

8- ابزار مورد استفاده در واحد ذوب باید پیش گرم و پوشش داده شود.

9- دمای ذوب نباید از  بالاتر رود.

10- روزی یک مرتبه دیواره کوره ذوب و پاتیل با ماده Coverall 88 تمیز می شود.

ترکیب شیمیایی مذاب:

Si

Fe

Cu

Mg

Ti

Zn

Ni

Pb

Sn

Fe+Mn

Min

25/8

6/0

8/2

__

2/0

__

__

__

__

__

Max

75/9

9/0

7/3

2/0

35/0

1

5/0

2/0

2/0

1/1

در مورد دستگاه HP باید گفت دارای سیستم خنک کننده از دو نوع زیر است

1- مدارهای داخلی سیستم

2-اسپری ماده خنک کننده که شامل آب و ماده روان ساز است.

فرآیند ریخته گری سر سیلندر پژو

برای تولید سر سیلندر از دستگاه Low Pressure استفاده می شود که اساس کار آن همانند دستگاه HP ولی با فشار کمتری می باشد. در هر بار ملاقه ای از جنس چدن با پوشش مخصوص داخل کوره نگهدارنده رفته و مذاب را داخل لوله مسیر انتقال مذاب هدایت می کند در زیر لوله مشعل وجود دارد تا از سرد شدن مذاب جلوگیری کند و توسط فک ها و با فشار مذاب به درون قالب های با سطح جدایش عمودی تزریق می شود و بعد از چند ثانیه پس از انجماد قطعه را از قالب بیرون می آورند و راهگاه و سیستم راهگاهی را از مجموعه جدا می کنند پس از هر بار ذوب ریزی و خروج قطعه از قالب سطح قالب با مخلوطی آب و ماده اضافی شسته و تمیز می شود سپس با فشار هوا سطح قالب خشک و تمیز و آماده ذوب ریزی بعدی می شود .

برای تولید سر سیلندر از آلیاژ آلومینیوم AS5U36 استفاده می شود.

برخی از ویژگیهای مذاب مورد استفاده در خط تولید سر سیلندر عبارتند از :

1- درجه حرارت مذاب تحویله به کوره نگهدارنده LP :  

2- ترکیب شیمیایی مذاب داخل کوره ذوب

Si

Fe

Cn

Ti

Mn

Zn

Ni

Pb

Sn

5-6/2

0/2-0/6

3-3/8

0/2

Max

0/2-0/3

0/3

Max

0/2

Max

0/1

Max

0.05 Max

3- چگالی مذاب داخل کوره نگهدارنده:                                   

4- ترکیب شیمیایی مذاب در کوره نگهدارنده                                Fe:(0/2-0/6)

                                                      Sr:(0/008-0/014)   Mg: (0/3-0/45)    

5-  درجه حرارت مذاب هنگام تخلیه در داخل پاتیل :                     

6- پاتیل باید تمیز و پیشگرم باشد.

7- دبی گاز آرگون هنگام گاز زدایی داخل Holder :              

8- در صورتیکه دانستیه مذاب درون Holder بین 62/2-58/2 باشد گاز زدایی توسط گاز آرگون و با استفاده از لنس گرافیتی به مدت 30 دقیقه صورت می گیرد اگر دانستیه کمتر از 58/2 بود گاز زدایی توسط گاز آرگون و با استفاده از لنس گرافیتی به مدت 45 دقیقه صورت می گیرد. همچنین باید دقت شود هنگام گاز زدایی از پاشش مذاب به اطراف جلوگیری شود.

در مورد تمیز کاری و پوشش قالب باید گفت: که پوشش‌دهی قالب به صورت کلی هفته ای یکبار صورت می گیرد. قالب را ابتدا باید توسط شوت ماسه تمیز و آماده پوشش دادن کرد دمای پوشش دهی قالب 170 تا  است.

محل پوشش دادن

نوع پوشش

ابزار پوشش

راهگاه

DyCote 140 ESS

اسپری

در تمامی سطوح

DyCote 140ESS

اسپری

محل پره‌ها

DyCote 11

اسپری

سطوح جدایش و لغزنده بر روی همدیگر

DyCote11

اسپری

ماهیچه گذاری و تست کیفیت

در قطعات سیلندر که بوسیله دستگاه HP تولید می‌شوند ماهیچه‌ها فلزی و دائمی هستند که در فک‌های کناری قالب موجود می‌باشند اما در مورد سر سیلندر ماهیچه‌ها عمدتاً از نوع ماسه‌ای رزینی می‌باشند که به دو روش Cold Box و Hot Box تولید می‌‌شوند که در مورد تولید ماهیچه، این دو روش در بخش چدن توضیح داده خواهد شد. لازم به تذکر است پس از ساخت ماهیچه پختن نهایی ماهیچه ضرورت دارد که به این منظور ماهیچه‌ها را در کوره قرار می‌دهیم درجه حرارت کوره پخت  می‌باشد و زمان پخت آنها  دقیقه می‌باشد. در صورت نگهداشتن ماهیچه بیشتر از یک هفته، ماهیچه‌ها بایستی مجدداً پخته شوند و همچنین از چیدن ماهیچه‌ها بر روی هم باید خودداری شود از نکات قابل توجه در مورد محصولات این می‌باشد که محصولات را یکبار توسط کارگر و توسط چشم اندازه‌گیری ابعادی و یا فیکسچرینگ می‌کنند و بعضی از نمونه‌ها را به طور انتخابی در دستگاه CMM که بصورت کامپیوتری و سه بعدی اندازه و ابعاد قطعه را آنالیز می‌کند بررسی شده و در صورت نقص دستور توقف خط تولید و بررسی ور فع عیب می‌شود سپس قطعات را برای تست واتر تست به قسمت مخصوص برده و با عبور هوای فشرده هر گاه حبابی خارج شود نشانگر آنست که قطعه تولیدی دارای نقص و نشستی می‌باشد سپس قطعات نشستی دار را به قسمت نشستی گیری می‌برند به طوریکه قطعات که در سبد خاصی چیده شده‌اند را کاملاً تمیز و خشک می‌کنند و آن را محفظه خلاء که در آن رزین و کاتالیست موجود می‌باشد انتقال می‌دهند. درجه حرارت رزین موجود در محفظه خلاء بین 18تا 25 درجه سانتیگراد است این فرآیند 10 دقیقه طول می‌کشد قطعات تحت فشار 10Mbar  قرار می‌گیرند سبد را ازا محفظه در آورده و چند دقیقه صبر می‌کنیم تا محلول اضافی بین قطعات به داخل محفظه خلاء بریزد سپس سبد را به طرف محفظه Cold Wash برده و درب محفظه را باز و سبد را درون آن قرار می‌دهیم با عبور آب سرد رزین اضافه جذب می‌شود سپس سبد را خارج و آن را در محفظه Hot Cure قرار می‌دهیم و به مدت 10 دقیقه صبر می‌کنیم در این محفظه با اعمال حرارت سبب پخت رزین و قرارگیری آن در نقاط نشستی و نشستی گیری قطعه می‌شویم. سپس درباره قطعات را واتر تست می‌کنیم اگر قطعات دوباره نشستی داشت جزو ضایعات محسوب می‌شود سپس قطعات سالم را برای پلیسه گیری به دستگاه مخصوص هدایت می‌کنیم سپس توسط دستگاه Shot Blast ساچمه‌های ریز را با سرعت به قطعات برخورد داده و سبب تمیز شدن سطح قطعه می‌شویم سپس محل‌هایی را که لازم است سوراخکاری شود در دستگاه تراش خودکار قرار می‌دهیم و در مرحله بعدی زوایه و ناصافی‌ها را برطرف و قطعه آماده تحویل می‌باشد.

مهمترین عیوبی که در قطعات سیلندر وجود دارند عبارتند از :

عیوب غیر قابل اصلاح ماند سرد جوش ، تخلخل، ترک خوردگی  و کندگی و …

2) عیوب قابل تعمیر و اصلاح مانند شکستگی بین قالب، رنگ، پوشش و تمیزکاری و…

بیشترین عاملی که سبب می‌شود سیلندر رد شود سردجوشی و شکستگی می‌باشد عیوبی که در سر سیلندر وجود دارند هماند سیلندر می‌باشند و چون از ماهیچه نیز استفاده می‌شود عیوبی از جمله جابجایی ماهیچه، ماسه ریزی، شکستگی ماهیچه و خارج شدن ماهیچه از قالب پدید می‌آید.

عیوب داخلی مانند فک‌های داخلی قطعات سر سیلندر را با استفاده از پرتونگاری با اشعه X-Ray بررسی می‌کنند و قطعات را سالم یا رد می‌کنند و قطعاتی که رد می‌شوند برای ذوب مجدد به قسمت ذوب بازمی‌گردند. در این قسمت از دستگاه X-Ray برای شناسایی حفره‌هایی که به بیرون راه ندارند و از طریق واتر تست قابل شناسایی نیستند استفاده می‌شود. دستگاه CMM نیز برای تهیه نقشه قطعات پیچیده از طریق مختصات‌یابی به کار می‌رود. برای جدا کردن ماسه‌ها از طریق دستگاه Shaker استفاده می‌شود و برای تمیزی سطوح از دستگاه Shot Blast استفاده می‌شود.

در مورد دایکاست یا ریخته‌گری تحت فشار در قالب‌های دائمی می‌توان گفت: که فرآیندی است که در آن فلز مذاب تحت فشار بالا به داخل یک محفظه فلزی مرسوم به قالب رانده می‌شود. از آنجایی که در این فرآیند فلز مذاب تحت فشار منجمد می‌شود.

لذا قطعه ریختگی بعد از انجماد از لحاظ شکل و هم از لحاظ جنبه صافی سطح کاملاً شکل محفظه قالب را کسب می‌کند.

لذا وظیفه‌این ماشین ریخته‌گری عبارتست از ثابت نگه داشتن دو تکه قالب در هنگام تزریق مذاب، باز و بسته کردن قالب، تزریق مذاب با فشار بالا به داخل حفره قالب و نهایتاً بیرون اندازی قطعه از قالب در نوع اول ماشین‌های تحت فشار از سیستم هوای فشرده استفاده می‌شود که به آن Low Pressure Die Casting گویند و در نوع دوم از یک سیلندر و پیستون با فشار بالا برای راندن مذاب بدرون قالب استفاده می‌شود که به آن High Pressure Die Casting  گویند این روشها دارای مزیت‌هایی از جمله امکان ایجاد اشکال پیچیده و امکان تولید مقاطع نازک و نرخ تولید بالا و امکان ایجاد مقاطع ظریف در قطعه می‌باشند.

کارخانه ریخته‌گری چون شرکت ایران خودرو

عمده قطعات تولیدی در این بخش سیلندر و سر سیلندر پیکان، قطعات Valeo ( مخصوص ماشین‌آلات سنگین)، پنجره اجاق گاز می‌باشد کارخانه ایران خودرو قطعات سیلندر و سر سیلندر را با ترکیب آلیاژی زیر تولید می‌کند.

نام قطعه: سیلندر                شماره فنی قطعه: 71981526

آنالیز شیمیایی:

P%

S%

Mn%

Si%

C%

Max 0/6

11/0-8/0

6/0-45/0

10/2-9/1

35/3-15/3

ساختار چدن : گرافیت A  با بیش از 95% پرلیت

سختی قطعه: HB 235-197

اطلاعاتی در مورد چدن خاکستری

به علت آنکه در ریخته گری سیلندر وسر سیلندر پیکان از چدن خاکستری استفاده می‌شود مختصری درباره خواص و ساختار آن بیان می‌کنیم. چدن خاکستری آلیاژی که برمبنای سیستم آهن کربن همراه با عناصری شامل سیلیس، منگنز، گوگرد وفسفر می‌باشد.

ساختار گرافیت در چدن ممکن است در اثر تغییرات ذوب، جوانه زنی‌، سرعت انجماد و تأثیر بعضی از عناصر تغییر زیادی پیدا می‌کند.

مقطع این چدن‌ها، خاکستری یا سیاه می‌باشد به همین دلیل چدن خاکستری نامیده، می‌شود. عناصری که موجب تشکیل پرلیت می‌گردد شامل قلع و مس و نیکل است که برای چدن پرلیتی مفید است.

مشخصات مواد قالب‌گیری موقت

1) استحکام قالب و مواد خوب باشد.

2) قابلیت خروج گاز بالا.

3)پس از ریخته‌گری قابلیت تخریب داشته باشد.

نحوه تهیه ماسه قالبگیری

اجزاء تشکیل دهنده مخلوط ماسه قالب‌گیری شامل ماسه و چسب در رطوبت‌گرد زغال و سایر موارد می‌باشد.

چسب ماسه ریخته‌گری معمولاً بنتونیت می‌باشدکه یک چسب معدنی است و بین %7-5 به ماسه افزوده و باعث خودگیری آن می‌شود.

رطوبت مورد نیاز برای ماسه حدود %(5/3-3 ) می‌باشد و همچنین به منظور افزایش نفوذ پذیری ماسه % (5/2 – 5/1 ) گرد زغال به آن افزود می‌شود.

ماسه مورد استفاده در کارخانه ماسه سیلیسی می‌باشد.