تاریخچه صنعت ریخته گری

تاریخچه صنعت ریخته گری

ریخته گری یک کارخانه صنعتی است که در آن فلز ذوب شده و با ریختن آن در قالب به شکل های خاصی در می آید. این روند خود قرن ها قدمت دارد. امروزه تقریباً 90٪ كالاهای تولیدی به قطعات ریخته گری فلزات بستگی دارد كه بزرگترین بازار خودروها و کامیون ها است.  ریخته گری قطعات فولادی، آلومینیوم، آهن و ریخته گری قطعات چدن، متداول ترین آلیاژ های فرآوری شده در ریخته گری ها هستند. در ادامه همراه ما باشید تا شما را بیشتر با تاریخچه ریخته گری و تحولات آن آشنا کنیم.

پیشینه صنعت ریخته گری

برای نسل ها، بشر روش های ابتکاری برای استفاده از مواد اولیه موجود در طبیعت پیدا کرده است، کار با فلزات از زمان های بسیار قدیم بخشی از تمدن بوده است. طیف وسیعی از آثار باستان شناسان از اشیا پرستش گرفته تا ابزار و سلاح های جنگی کشف شده است. در حقیقت، دوره های تاریخ بشریت به دلیل پیشرفت در تکنولوژی فلزات نامگذاری شده اند: عصر مس، عصر مفرغ و عصر آهن. قدیمی ترین ریخته گری شناخته شده توسط مورخان یک تبر مسی است که تقریباً از 3300 سال قبل از میلاد با یک مومیایی به خاک سپرده شده است.

ریخته گری و کوره از بین النهرین و مناطق عراق و سوریه سرچشمه گرفته است. ریخته گری های سفالی و گودال های آتش داغ برای ذوب و شکل دادن مس، طلا و نقره کار می کردند. این ریخته گری های ابتدایی مس را ذوب می کردند و قادر به ایجاد اشکال پیچیده تری بودند اما تا زمانی که قلع معرفی شد، فلز کاری پیشرفت چشمگیری داشت. افزودن قلع دمای ذوب شدن دو فلز را کاهش داده و برنز را تشکیل می دهد. طی قرن ها و نسل های متوالی، با ظهور تمدن های مختلف برای غلبه بر منظر فرهنگی و فناوری، تکنیک های مختلف فلز کاری و ریخته گری توسعه و از بین رفت.

تاریخچه صنعت ریخته گری

در قرون وسطی برای اولین بار فرآیندهای ریخته گری فلز در ریخته گری ها ثبت شد.  Vannoccio Biringuccio (1439-1539) به عنوان “پدر صنعت ریخته گری” شناخته می شود زیرا نویسنده اولین کتاب راهنما در مورد ریخته گری ها شد که این فناوری بیشتر از آن توسعه یافت. اولین ریخته گری رسمی با نام “فروشگاه Canon” شناخته شد که در سال 1479 در مسکو ساخته شد. Saugus Iron Works اولین ریخته گری در ایالات متحده بود و در سال 1642 توسط فولادسازان اروپایی به بهره برداری رسید. این شهر در لین ماساچوست تاسیس شد و به عنوان زادگاه صنعت آهن و فولاد آمریکا شناخته شد.

فرآیندهای ریخته گری به طور مداوم در حال توسعه برای بهبود کیفیت محصولات، بهره وری تولید و بهره گیری از فناوری های جدید است. دستیابی به موفقیت، پیشرفت قابل توجهی در ریخته گری فلزات در برهه های مهم تاریخ صنعت ایجاد کرده است.

تحولات ریخته گری

در دوران باستان ریخته گری فلز در قالب های رس انجام می شد. با گذشت زمان تحولات فناوری فرآیند ریخته گری را از ریخته گری شن و ماسه به فناوری الکترومغناطیسی تبدیل کرد. در ادامه به توضیح‌ آن ها می پردازیم‌.

1- ریخته گری شن و ماسه

در ابتدا شن و ماسه به عنوان ماده اتصال دهنده با خاک رس مخلوط می شود تا قالب در حین ریخته گری شکل خود را حفظ کند اما با گذشت زمان انواع جدیدی از شن و ماسه و عوامل اتصال ایجاد شده است. شن و ماسه سبز یکی از متداول ترین مواد امروزی است که استفاده می شود. از نظر تاریخی شن و ماسه سبز از ماسه سیلیس، خاک رس بنتونیت، آب و زغال سنگ دریا تشکیل شده بود. با این وجود امروزه دیگر از زغال سنگ دریایی معمولاً استفاده نمی شود و مواد دیگری جایگزین آن شده اند. در حالی که ریخته گری شن و ماسه سبز همچنان مورد استفاده معمول قرار می گیرد، مجموعه های “بدون پخت”، مجموعه های شیمیایی یا فرآیند های تنظیم سرد در کارخانه های ریخته گری امروز غالب هستند.

2- ریخته گری قالب

ریخته گری قالب و قالب گیری، سرمایه گذاری تکنیک های مدرن با استفاده از مواد تازه در دسترس، برای بهبود کیفیت پایان ریخته گری و هزینه تولید است. ریخته گری قالب با مجبور کردن فلز مذاب تحت فشار زیاد به داخل حفره قالب مشخص می شود. بسته به نوع فلز ریخته شده از یک ماشین محفظه گرم یا سرد استفاده می شود. ریخته گری های قالب به دلیل ارائه یک سطح خوب و قوام بعدی شناخته شده اند.

3- ریخته گری مداوم

شاید مهمترین پیشرفت در فرآیند ریخته گری، معرفی دستگاه ریخته گری مداوم باشد. فلز مذاب در قالب ریخته می شود و به آرامی خارج می شود و طول های مداوم فلز جامد ایجاد می شود. مزیت عمده این روش ریخته گری فولاد کربن، حذف برخی از مراحل پردازش پایین دستی است. این محصولات نیمه تمام را می توان به راحتی از طریق نورد به محصولات نهایی تبدیل کرد.

4- قالب های دائمی

در قرن بیست و یکم فرآیندهای ریخته گری با ورود فناوری الکترومغناطیسی جهشی دیگر به جلو برداشت. یک سیم پیچ القايی به دور یک قالب آب خنک با میدان های الکترومغناطیسی جریان متناوب پیچیده می شود. این میدان های الکترومغناطیسی از طریق فلز خنک کننده عبور می کنند و باعث تشکیل جریان های گردابی در فلز مذاب می شوند.

ریخته گری و تکامل مستمر آن

ریخته گری فلزات از دوران باستان بخشی از جامعه بشری بوده و هر روز فقط در حال استفاده و پیشرفت است. امروزه محصولات فلزی از جنبه های مختلفی بر زندگی ما تأثیر می گذارد. قطعات خودرو، وسایل آشپزخانه، وسایل و بسیاری دیگر از محصولات روزمره همه نتیجه فرآیند های تولید ریخته گری ها است. طی قرن ها، فناوری پیشرفت چشمگیری در جهت بهبود سازگاری و کنترل کیفیت محصولات فلزی پیدا کرده است در حالی که ایمنی شغلی کارگران را بهبود بخشیده و هزینه های رانندگی را از طریق کارایی بیشتر کاهش داده است. مطالعه تاریخچه ریخته گری ها، کارآفرینان، مهندسان، مبتکران و حل کنندگان مشکلات برجسته را نشان می دهد که هر یک در توسعه این صنعت نقشی داشته اند.