رایزر (ریخته‌گری)
رایزر که به عنوان تغذیه‌کننده نیز شناخته می‌شود،[۱] مخزنی است که در قالب ریخته‌گری فلزی برای جلوگیری از حفره‌های ناشی از انقباض تعبیه شده است. بیشتر فلزات به عنوان مایع نسبت به جامد چگالی کمتری دارند، بنابراین مواد ریخته‌گری پس از سرد شدن منقبض می‌شوند، که می‌تواند در آخرین نقطه برای جامد شدن، فضای خالی باقی بگذارد. رایزرها با فراهم کردن فلز مذاب برای ریخته‌گری در حین جامد شدن از این امر جلوگیری می‌کنند، به طوری که حفره در رایزر تشکیل می‌شود و نه ریخته‌گری.[۲] رایزرها روی موادی که دامنه انجماد زیادی دارند مؤثر نیستند، زیرا انجماد جهتی امکان‌پذیر نیست. آنها همچنین برای فرآیندهای ریخته‌گری که از فشار برای پر کردن حفره قالب استفاده می‌کنند، مورد نیاز نیستند.[۳]
تئوری[ویرایش]
برای اینکه رایزر بعد از ریخته‌گری خنک شود، رایزر باید کندتر از ریخته‌گری خنک شود. قانون Chvorinov به‌طور خلاصه بیان می‌کند که کندترین زمان خنک سازی با بیشترین حجم و کمترین سطح به دست می‌آید. از نظر هندسی، این یک کره است. بنابر این، در حالت ایده‌آل، یک رایزر باید یک کره باشد، اما این شکل چندان کاربردی برای قرار دادن در قالب نیست، بنابراین به جای آن از یک استوانه استفاده می‌شود. نسبت ارتفاع به قطر سیلندر بسته به جنس، محل رایزر، اندازه فلاسک و غیره متفاوت است[۴]
انقباض باید برای ریخته‌گری محاسبه شود تا تأیید شود که مواد کافی در رایزر برای جبران انقباض وجود دارد. اگر به نظر می‌رسد که مواد کافی وجود ندارد، اندازه رایزر باید افزایش یابد.
در نهایت، ریخته‌گری باید به گونه ای طراحی شود که انجماد جهت دار ایجاد کند، که از انتهای حفره قالب به سمت بالابر(ها) حرکت می‌کند. به این ترتیب رایزر می‌تواند فلز مذاب را به‌طور مداوم به بخشی از ریخته‌گری که در حال جامد شدن است تغذیه کند.[۲] یکی از بخش‌های دستیابی به این هدف، قرار دادن رایزر در نزدیکی ضخیم‌ترین و بزرگ‌ترین قسمت ریخته‌گری است، زیرا آن قسمت از ریخته‌گری در آخر سرد و سفت می‌شود.[۴] اگر این نوع انجماد امکان‌پذیر نباشد، ممکن است رایزرهای متعددی که بخش‌های مختلف ریخته‌گری یا سرما را تغذیه می‌کنند ضروری باشد.[۳]
انواع[ویرایش]
یک رایزر بر اساس سه معیار طبقه‌بندی می‌شود: محل قرارگیری آن، باز بودن آن در جو و نحوه پر شدن آن. اگر رایزر روی ریخته‌گری قرار داشته باشد به عنوان رایزر بالا شناخته می‌شود، اما اگر در کنار ریخته‌گری قرار گیرد به عنوان رایزر جانبی شناخته می‌شود. رایزرهای بالایی سودمند هستند زیرا فضای کمتری را در فلاسک نسبت به رایزر جانبی اشغال می‌کنند، به علاوه فاصله تغذیه کمتری دارند. اگر رایزر به اتمسفر باز باشد به عنوان رایزر باز شناخته می‌شود، اما اگر رایزر کاملاً در قالب باشد به عنوان رایزر کور شناخته می‌شود. یک رایزر باز معمولاً بزرگتر از یک رایزر است زیرا رایزر باز گرمای بیشتری را برای قالب‌گیری از بالای رایزر از دست می‌دهد. در نهایت، اگر رایزر مواد را از سیستم دروازه دریافت کند و قبل از حفره قالب پر شود، به عنوان رایزر زنده یا رایزر داغ شناخته می‌شود. اگر رایزر با موادی پر شود که قبلاً از داخل حفره قالب جاری شده است به عنوان رایزر مرده یا رایزر سرد شناخته می‌شود. رایزرهای زنده معمولاً کوچکتر از رایزرهای مرده هستند. رایزرهای بالا تقریباً همیشه رایزرهای مرده هستند و رایزرها در سیستم دروازه تقریباً همیشه رایزرهای زنده هستند.[۴]
اتصال رایزر به حفره قالب می‌تواند برای رایزرهای جانبی مشکل باشد. از یک طرف اتصال باید تا حد امکان کوچک باشد تا جداسازی تا حد امکان آسان شود، اما از سوی دیگر، اتصال باید به اندازه ای بزرگ باشد که قبل از بالا آمدن محکم نشود. اتصال معمولاً کوتاه می‌شود تا از گرمای رایزر و حفره قالب‌گیری استفاده شود، که در طول فرایند آن را گرم نگه می‌دارد.[۳]
وسایل کمکی افزایش دهنده وجود دارند که می‌توانند برای کند کردن خنک شدن یک رایزر یا کاهش اندازه آن استفاده شوند. یکی استفاده از یک آستین عایق و رویه در اطراف رایزر است. دیگری قرار دادن بخاری در اطراف رایزر است.[۳]
تاپ‌های داغ[ویرایش]
یک تاپ داغ که به عنوان afeeder head ,[۵] یک رایزر تخصصی است که برای کمک به مقابله با تشکیل لوله‌ها در هنگام ریخته‌گری شمش استفاده می‌شود. این در اصل یک رایزر باز زنده است که به جای مواد قالب، یک آستر سرامیکی داغ دارد. آن را در قسمت بالای قالب شمش نزدیک انتهای ریختن قرار می‌دهند و سپس بقیه فلز را می‌ریزند.[۶] هدف آن حفظ مخزنی از فلز مذاب است که با سرد شدن قالب ریخته‌گری، برای پر کردن لوله تخلیه می‌شود. تاپ داغ توسط رابرت فارستر موشت اختراع شد که آن را Dozzle نامید. با رویه داغ فقط ۱ تا ۲ درصد شمش هدر می‌رود، قبل از استفاده تا ۲۵ درصد شمش هدر می‌رفت.[۷]
بازده[ویرایش]
راند مان یا بازده یک ریخته‌گری به صورت تقسیم وزن ریخته‌گری بر وزن کل مقدار فلز ریخته شده تعریف می‌شود. رایزرها می‌توانند مقدار زیادی به وزن کل ریخته شده اضافه کنند، بنابراین مهم است که اندازه و شکل آنها را بهینه کنید. رایزرها فقط برای اطمینان از یکپارچگی ریخته‌گری وجود دارند، پس از سرد شدن قطعه برداشته می‌شوند و فلز آنها دوباره ذوب می‌شود تا دوباره استفاده شود. در نتیجه، اندازه، تعداد و محل رایزر باید به دقت برنامه‌ریزی شود تا ضمن پر کردن تمام انقباضات در ریخته‌گری، ضایعات کاهش یابد.[۴]
یکی از راه‌های محاسبه حداقل اندازه رایزر استفاده از قانون Chvorinov با تنظیم زمان انجماد برای رایزر بیشتر از زمان ریخته‌گری است. هر زمانی را می‌توان انتخاب کرد اما ۲۵٪ بیشتر معمولاً یک انتخاب مطمئن است که به شرح زیر نوشته شده است:[۴]
زیرا همه عوامل قالب و مواد برای n یکسان هستند. اگر استوانه ای برای هندسه رایزر انتخاب شود و نسبت ارتفاع به قطر قفل شود، می‌توان معادله را برای قطر حل کرد که این روش را به روشی ساده برای محاسبه حداقل اندازه رایزر تبدیل می‌کند. توجه داشته باشید که اگر از رایزر بالا استفاده می‌شود، سطحی که بین رایزر و ریخته‌گری مشترک است باید از سطح روی ریخته‌گری و رایزر کم شود.[۸]
زیرا همه عوامل قالب و مواد برای ن یکسان هستند. اگر یک سیلندر برای هندسه رایزر انتخاب شده و نسبت ارتفاع به قطر قفل شده است، سپس معادله را می‌توان برای یک قطر حل، که باعث می‌شود این روش یک راه ساده برای محاسبه حداقل اندازه برای یک رایزر. توجه داشته باشید که اگر یک سحر بالا استفاده می‌شود سطح است که بین سحر و ریخته‌گری به اشتراک گذاشته باید از منطقه در ریخته‌گری و سحر کم.[۹]
منابع[ویرایش]
- ↑ Ravi 2005.
- ↑ ۲٫۰ ۲٫۱ Degarmo 2003.
- ↑ ۳٫۰ ۳٫۱ ۳٫۲ ۳٫۳ Degarmo 2003.
- ↑ ۴٫۰ ۴٫۱ ۴٫۲ ۴٫۳ ۴٫۴ Degarmo 2003.
- ↑ Cmj Network, Inc (1959-06-25), "Riser filled by electro-slag welding", The New Scientist, 5 (136): 1383صفحه پودمان:Citation/CS1/en/styles.css محتوایی ندارد.
- ↑ Oberg, Erik; Jones, Franklin Day (1920), Iron and steel, Industrial Press, p. 129.صفحه پودمان:Citation/CS1/en/styles.css محتوایی ندارد.
- ↑ Gordon, Robert (1996), American Iron, 1607-1900, Johns Hopkins University Press, p. 178, ISBN 978-0-8018-6816-0صفحه پودمان:Citation/CS1/en/styles.css محتوایی ندارد.
- ↑ Degarmo 2003.
- ↑ Degarmo 2003.
- Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. (2003), Materials and Processes in Manufacturing (9th ed.), Wiley, ISBN 0-471-65653-4صفحه پودمان:Citation/CS1/en/styles.css محتوایی ندارد..
- Kalpakjian, Serope, et al. (2001). Manufacturing Engineering and Technology. Published by Pearson Education.
- Ravi, B. (2005), Metal Casting Computer-Aided Design And Analysis, PHI Learning Pvt. Ltd., ISBN 978-81-203-2726-9صفحه پودمان:Citation/CS1/en/styles.css محتوایی ندارد..
This article "رایزر (ریخته‌گری)" is from Wikipedia. The list of its authors can be seen in its historical and/or the page Edithistory:رایزر (ریخته‌گری). Articles copied from Draft Namespace on Wikipedia could be seen on the Draft Namespace of Wikipedia and not main one.
