اساساً دو نوع ریخته گری گریز از مرکز وجود دارد .گریز افقی که حول محور افقی خود میچرخد و گریز عمودی که حول محور عمودی خود میچرخد .از ماشین ریخته گریز از مرکز افقی عموماً برای تولید لوله، تیوپ، بوش، غلاف های سیلندری و قطعات استوانه ای یا تیوپ مانند که شکل ساده ای دارند (مطلب بخش پیش ریخته گری گریز از مرکز افقی را ببینید )استفاده میشود. دامنه ی کاربرد ماشین ریخته گری گریز از مرکز عمودی وسیعتر است. قطعاتی که استوانه ای ویا حتی متقارن نیستند می توانند با استفاده از ریخته گری گریز از مرکز عمودی تولید شوند. فرآیند ریخته گری گریز از مرکز از قالب دواری استفاده می کند تا مذاب را به طور یکسان داخل محفظه قالب کند. انجماد جهت دار قطعه ای چگالتر با خصوصیات فیزیکی عالی تری نسبت به فرآیند ریخته گری ثقلی تولید می کند.
قطعات تولیدی به روش ریخته گری گریز از مرکز،توسط ریختن فلز مذاب داخل قالب دوار تولید می شوند. نیروی گریز از مرکز ناشی از دوران قالب فلز مذاب را به داخل حفره (حفرات) قالب هل می دهد تا اینکه در زیر فشار ممتد فلز مذاب منجمد شود. قطعات ریختگی استوانه ای عموماً مناسب تر است تا با استفاده از ریخته گری گریز از مرکز تولید شوند. قطعات استوانه ای تولید شده در قالب های دائم به روش ریخته گری گریز از مرکز دارای نقطه تسلیم بالاتر و خواص مکانیکی بالاتری نسبت به قطعات تولید شده در ریخته گری ثقلی هستند. اقتصادی ترین روش در تولید قطعات سیلندری یا استوانه ای با کیفیت عالی با توجه به نقاط تسلیم قطعه، هزینه تمیز کاری و هزینه قالب، ریخته گری گریز از مرکز می باشد.
قطعات تولیدی گریز از مرکز می توانند با استفاده از واژه "هموژن" بهتر تعریف شوند، یعنی اینکه دارای خواص کاملاً یکنواخت در تمامی جهات باشند. که این مطلب در مورد فورجینگ صادق نیست. با استفاده از مزایای عالی به وجود آمده ناشی از نیروی گریز از مرکز قالب دوار، قطعات ریختگی با کیفیت بالا و بدون عیب به دلیل چگالی بالا و به دور از گاز های اکسیدی و سایر آخالهای غیر فلزی می توانند تولید شوند. مزیت اقصادی روش ریخته گری گریز از مرکز حذف و یا به حداقل رساندن راه گاه و تغذیه ها می باشد.
تمام فلزاتی که توسط ریخته گری ثقلی تولید می شوند می توانند با استفاده از روش ریخته گری گریز از مرکز نیز تولید شوند. از قبیل فولاد های کربنی و آلیاژی، فولاد های پُر آلیاژ مقاوم به خوردگی و مقاوم در برابر حرارت، چدن خاکستری، چدن داکتیل و چدن نشکن، چدن های پر آلیاژ، فولاد های زنگ نزن، فولاد نیکل دار، آلیاژهای آلومینیوم، مس منیزیم، آلیاژ های پایه نیکل و کبالت و آلیاژهای تیتانیم. غیر فلزات نیز با استفاده از روش ریخته گری گریز از مرکز می توانند تولید شوند، از قبیل: سرامیک ها، شیشه ها، پلاستیک ها و تقریباً هر ماده ای که بتوان آن را ذوب کرده و به صورت مایع درآورد.
قالب های ماسه ای، نیم ریژه و قالب های دائم میتوانند در فرآیند ریخته گری گریز از مرکز به کار روند. انتخاب نوع قالب به شکل قطعه، میزان کیفیت مورد نیاز و تعداد قطعه مورد نیاز بستگی دارد.
فرآیند های ریخته گری گریز از مرکز
سه نوع ریخته گری گریز از مرکز وجود دارد:
1- ریخته گری گریز از مرکز حقیقی (rue centrifugal casting)
2- ریخته گری نیمه گریز از مرکز (semi centrifugal casting)
3- ریخته گری گریز از مرکزمرکز گرا (centrifuge centrifugal casting)
ریخته گری گریز از مرکز حقیقی:
ریخته گری گریز از مرکز حقیقی برای تولید قطعات ریختگی لوله ای یا سیلندری ، توسط چرخش قالب حول محور خودش استفاده میشود . این فرآیند میتواند عمودی ویا افقی باشد ونیاز به ماهیچه مرکزی کاملاًٌ برطرف میشود . قطعه ریختگی تولید شده به این روش دارای یک حفره عمیق استوانه ای با شعاع درونی مشخص بدون توجه به شکل یا پیکربندی قطعه خواهد بود. حفره قطعه ریختگی تولید شده بدون شیب ویا با شیب خواهد بود بسته به نوع محور دوران افقی یا عمودی استفاده شده .قطعات ریختگی تولید شده در مدل فلزی دارای انجماد جهت دارحقیقی از بیرون قطعه به سمت مرکز دوران هستند . انجماد جهت دار منجر به تولید قطعاتی با کیفیت عالی و بدون عیب انقباضی، که بزرگترین دلیل معیوب شدن قطعات در ریخته گری ماسه ای است خواهد شد.
ریخته گری نیمه گریز از مرکز :
برای تولید قطعات ریختگی با پیکربندی که به طورکامل از شکل قالب در تمام وجوه، داخل و بیرون توسط چرخیدن قالب و قطعه حول محور خودش نشئت می گیرد استفاده می شود. محور چرخش عمودی عموماً در این روش استفاده می شود. اگر که قطعه ریختگی دارای حفراتی باشد، از ماهیچه ممکن است استفاده شود. انجماد جهت دار باطراحی صحیح راهگاه به مانند ریختگری ثقلی قابل حصول است. قطعات ریختگی که تولیدآنها به روش ثقلی مشکل است، از نظر اقتصادی می توانند با این روش تولید شوند. به دلیل اینکه در ریختگری گریز از مرکز فلز مذاب تحت فشاری چندین برابر ریختگری ثقلی به قطعات تغذیه می شود. که این مطلب باعث افزایش نقطه تسلیم قطعه به مقدار قابل توجهی (85%-90%) و پر کردن تمام حفرات و منافذ قالب به طور کامل و در نتیجه تولید قطعه ای با کیفیت عالی و به دور از حفرات و منفذ در جوش خواهد شد.
در مقایسه با ریخته گری ثقلی قطعات ریختگی با جداره نازک میتوانند با این روش تولید شوند. قطعاتی از این دسته شامل پولک دنده ، فولی چرخ قرقره، چرخها، پره ها، روتور های موتورهای الکتریکی.
ریخته گری گریز از مرکز مرکزگریز:
ریخته گری گریز از مرکز مرکز گریز دارای وسیع ترین زمینه ی کاربرد هستند. در این روش حفرات قطعات ریختگی حول محور چرخش درست مانند پره های چرخ اتومبیل مرتب میشوند. بنابراین می توان ریخته گری چند گانه با این روش انجام داد. نیروی گریز از مرکز فشار مورد نیاز فلز مذاب را درست مانند ریخته گری نیمه گریز از مرکز تأمین میکند. این روش ریخته گری برای تولید بدنه شیرآلات، توپی ها، ماهک ها، دیوار کوب ها وحوزه وسیعی از قطعات صنعتی گوناگون استفاده می شود.
طراحی قالب
تکنیک راهگاه. عملی بودن ریخته گری یک قطعه با استفاده از ریخته گری نیمه گریز از مرکز یا گریز از مرکز مرکز گریز توسط پیکر بندی قطعه مشخص می شود . سیستم راهگاهی ریخته گری گریز از مرکز معمولاً یک راهگاه تنها را به خدمت می گیرد، که عملکرد یک راهگاه و تغذیه را با هم ترکیب می کند. نیروی گریز از مرکز اثر عملکرد مذاب رسانی تغذیه را تقویت می کند و قطعه ای با فلز چگالتر تولید می کند، در غیر این صورت چنین نتیجه نمی توانست به دست آید. شکل1 نشان می دهد که قالب ریخته گری گریز از مرکزی که با سرعت محیطی 305 متر بر دقیقه () در قطر بیرونی قطعه می چرخد ارتفاعی تغذیه ای هم ارز با 9 متر (ft30) خواهد داشت .که این هم ارز فشاری برابر kPa 703 (psi 102) است. نمونه قطعه ریختگی ساکن ارتفاع تغذیه ای کمتر از 3ر0 متر دارد. نیروی گریز ازمرکز عمل مذاب رسانی بهتری نسبت به فشار مایع (فشار هیدرو استاتیک فلز در منبع تغذیه ) در ریخته گری ثقلی فراهم می کند. بنا براین مذاب رسانی فلز مذاب به درون و از میان قسمت های باریک تر و سبک تر قالب به درون قسمت های سنگین تر قالب امکان پذیر می شود وخیلی راحتر از ریختگری ثقلی است.
پیکر بندی برخی از قطعات ریختگی که ذاتاً انجماد جهت داری تولید نمی کنند می توانند توسط برخی از تکنیک های قالب گیری به انجماد جهت دار تبدیل شوند. عایق ها، راه گاه های کمکی، مبرد ها یا تغذیه های کور می توانند مورد استفاده قرار بگیرند. هر چند ، قطعه ای که دارای قسمت های غیر یکسانی در ضخامت باشد ممکن است نیاز به روش های پیچیده قالب گیری داشته باشد که هزینه ی قالب گیری و تمیز کاری را افزایش می دهد.
قالب های ماسه ای
وقتی که از قالب های ماسه ای به خصوص ماسه تر استفاده می شود ، باید که عمل ریختن فلز مذاب به درون قالب در سرعت آهسته دوران- قالب شروع شود. وقتی که قسمتی از قالب یا تمام آن ریخته شد، سرعت چرخش تا حد مورد نیاز افزایش پیدا می کند، تا از فرسایش حفرات قالب توسط فلز مذاب جلو گیری کند یا کاهش دهد. قالب همواره باید تحت گردش ریخته شود، حتی اگر سرعت گردش قالب فقطrpm 5 (دور بر دقیقه )باشد. این مطلب توزیع صحیح فلز داغ و سرد در قالب را برای عملکرد بهینه تغذیه رسانی تأیید می کند.
قالب های ماسه ای تر : قطعات ریخته گری گریز از مرکز می توانند در قالب های ماسه ای تر یا خشک تولید شود. وقتی که از قالب های ماسه تر استفاده می شود، درجه (ترجیحاً گرد) مورد نیاز است. از سه روش می توان برای محکم کردن قالب ماسه ای تر به میز ماشین گریز استفاده کرد.
در روش اول، دو تا پین محکم
پاورپوینت-ریخته گری گریز از مرکز- در 33اسلاید-powerpoin-ppt
