توسط : کارشناسان و طلاسازان، قالب ریژه را به‌عنوان یک ابزار طلاسازی مهم می‌شناسند که برای ریخته‌گری قطعات فلزی از جمله طلا، نقره و سایر آلیاژهای گران‌بها قابل استفاده است. این قالب‌ها به دلیل دقت، ظرافت و کیفیت برتر در فرایندهای ریخته‌گری و همچنین امکان کنترل دقیق پارامترهای مختلف، گزینه‌ای محبوب در صنعت طلا و جواهرند. اگر می‌خواهید ریژه را بهتر بشناسید، با گلدیکا همراه شوید.
ریژه چیست؟
ریژه نوعی قالب دائمی است که از فلزات مقاوم در برابر حرارت شدید ساخته شده و برای ریخته‌گری قطعات فلزی به کار می‌رود. قالب ریژه از این لحاظ که می‌توان چندین بار از آن استفاده کرد و در برابر دمای زیاد مقاومت خوبی دارد، با قالب‌های ماسه‌ای و موقتی متفاوت است. این قالب به‌گونه‌ای طراحی می‌شود که با تحمل گرمای شدید و حفظ و پایداری ابعاد، فرایند ریخته‌گری را بهبود بخشیده و به ساخت قطعات دقیق کمک کند.
انواع قالب ریژه
انواع قالب ریژه بر اساس ساختار و کاربرد در صنعت متفاوت‌اند. سه دسته اصلی قالب ریژه در ادامه معرفی شده‌اند:
- قالب‌های دستی: در تولید قطعات ساده و اشکال هندسی با ضخامت‌های مختلف از این نوع قالب‌های ریژه ساده استفاده می‌کنند. روش دستی به دلیل دقت کم در بعضی از محصولات، عمدتاً در تولید محدود کاربرد دارد.
- قالب‌های نیمه‌اتوماتیک: قالب‌های ریژه از این نوع را با استفاده از سیستم‌های هیدرولیکی باز و بسته می‌کنند، ولی بعضی از مراحل هنوز به نیروی انسانی وابسته‌اند. روش نیمه‌اتوماتیک در تولید انبوه قطعات فلزی، به‌خصوص در صنایع خودروسازی، محبوبیت دارد؛ زیرا کارایی بیشتری نسبت به روش دستی دارد.
- قالب‌های اتوماتیک: این قالب‌ها با سیستم‌های کاملاً خودکار تجهیز شده‌اند و تمام مراحل، از ریختن مواد مذاب تا جداسازی قطعه در آنها، به‌صورت اتوماتیک است. این روش دقیق‌ترین و سریع‌ترین شیوه در بین انواع قالب‌های ریژه است و برای تولید قطعات با ابعاد و مشخصات پیچیده و همچنین تولید انبوه مناسب است.
برای ساخت ریژه چه فلزها و آلیاژهایی استفاده می‌کنند؟
در ساخت قالب ریژه، باید به جنس ماده‌ای توجه داشت که قالب را از آن درست می‌کنند. به همین دلیل از فلزاتی برای ساخت قالب ریژه استفاده می‌کنند که در برابر حرارت شدید مقاومت و استحکام کافی داشته باشند. رایج‌ترین فلزات و آلیاژهای مناسب برای ساخت قالب ریژه را در ادامه معرفی می‌کنیم:
- آلیاژهای آلومینیوم
آلومینیوم رایج‌ترین آلیاژی است که در فرایند ساخت قالب‌های ریژه از آن استفاده می‌کنند. ویژگی سبک‌وزنی و رسانایی حرارتی مناسب این آلیاژها، آنها را برای تولید قطعاتی مانند بدنه موتور که نیاز به وزن کم و مقاومت زیاد دارد، ایده‌آل می‌کند. این قطعات را تا وزن 70 کیلوگرم تولید می‌کنند و به دلیل هدایت حرارتی بالای آلومینیوم، سردسازی قالب به سرعت انجام شده و کیفیت قطعه نهایی افزایش می‌یابد.
- آلیاژهای منیزیم
آلیاژهای منیزیم نیز برای ریخته‌گری در قالب‌های ریژه کاربرد دارند، اما محدودیت‌هایی در شکل‌دهی و ریخته‌گری آنها وجود دارد. این آلیاژها به دلیل وزن سبک و استحکام زیاد برای ساخت قطعات خاص به‌کارمی‌روند و قطعات تولید شده با آنها معمولاً وزنی حدود 10 کیلوگرم دارند.
- آلیاژهای مس
مس و آلیاژهای آن، به‌ویژه آلیاژهای حاوی درصدی از برنج، برای ریخته‌گری در قالب‌های ریژه مناسب‌اند. مس به دلیل رسانایی حرارتی و الکتریکی زیاد و همچنین خواص فیزیکی و مکانیکی، گزینه‌ای خوب است. ازآنجا‌که انجماد مس سریع اتفاق می‌افتد، باید قطعه بلافاصله پس از سردشدن از قالب جدا شود، زیرا در غیر این صورت انقباض فلز ممکن است به قالب بچسبد.
- آلیاژهای روی
آلیاژهای روی به خاطر خواص ذاتی روی، به‌ویژه برای روش ریخته‌گری تحت فشار یا دایکست، مناسب‌اند و برای تولید قطعات دقیق و ظریف گزینه مناسبی به شمار می‌روند.
- چدن خاکستری
چدن خاکستری نیز برای ریخته‌گری در قالب‌های ریژه به کار می‌رود، اما به دلیل روند کُند سردشدن و چالش‌هایی که در انجماد آن وجود دارد، استفاده از آن در این روش به شرایط خاص محدود می‌شود. معمولاً قطعات چدنی با وزن بیشتر از 10 کیلوگرم در این قالب‌ها تولید نمی‌شوند، زیرا هزینه‌های طراحی و تولید قالب و همچنین کنترل فرایند سردسازی افزایش می‌یابد و ممکن است مشکلاتی از نظر کیفیت سطح و یکنواختی ضخامت در پی داشته باشد.
- آلیاژهای تنگستن و مولیبدن
برای ریخته‌گری فلزات با نقطه ذوب بالا مانند تیتانیوم از آلیاژهای تنگستن و مولیبدن استفاده می‌شود.
به‌طورکلی، هر فلز و آلیاژ بسته به‌خصوصیات ذاتی خود، فرایند قالب‌گیری، طراحی سیستم سردسازی و نحوه تخلیه از قالب، مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارد. همانطور که سازندگان معمولاً بوته ذوب را از مواد بادوام مانند گرافیت و سرامیک می‌سازند تا در برابر حرارت و ترکیبات شیمیایی مقاومت کند، در انتخاب جنس و میزان مقاومت قالب ریژه نیز باید نهایت دقت و توجه را داشت.
کاربردهای ریژه
قالب‌های ریژه در صنعت ریخته‌گری کاربردهای متنوعی دارند و به دلیل امکان تولید قطعات با کیفیت قابل‌توجه، در بسیاری از صنایع مهم و حساس استفاده می‌شوند. در ادامه به مهم‌ترین کاربردهای قالب ریژه در صنایع مختلف و دلایل استفاده از آن اشاره می‌کنیم:
- صنایع خودروسازی: در ساخت قطعات پیچیده و بادوام مانند بدنه موتور، سیلندرها و بخش‌های سیستم انتقال نیرو، قالب ریژه به دلیل قابلیت تولید قطعات سبک و مقاوم به کار می‌رود. این قطعات را معمولاً از آلیاژهای آلومینیوم و منیزیم می‌سازند که ضمن کاهش وزن کلی خودرو، خواص مکانیکی مناسبی برای تحمل حرارت و فشار زیاد دارند.
- صنایع الکترونیک: برای تولید قطعات کوچک و دقیقی مانند هیت‌سینک‌ها و پایه‌های مدارهای چاپی که به دقت بالا و رسانایی حرارتی مناسب نیاز دارند، تولیدکنندگان از قالب ریژه استفاده می‌کنند. آلیاژهایی مانند مس و برنج در این موارد کاربرد زیادی دارند، زیرا به‌خوبی گرما را منتقل می‌کنند و دوام خوبی دارند.
- صنایع هوافضا: در این صنعت به دلیل اهمیت بالای وزن و دوام قطعات حساس، از ریخته‌گری در قالب‌های ریژه برای تولید قطعات سبک و با کیفیت قابل‌توجه مانند بخش‌هایی از بدنه هواپیماها و تجهیزات داخلی آن استفاده می‌شود. آلیاژهای سبک مانند آلومینیوم که به مقاومت زیاد و وزن سبک معروف‌اند، از جمله آلیاژهای پرکاربرد در این زمینه‌اند.
- صنایع پزشکی: قطعاتی که در صنعت تولید تجهیزات پزشکی، با ریزبینی و دقت استفاده می‌کنند تا سازگاری خوبی با محیط‌های خاص داشته باشند را به کمک قالب ریژه می‌سازند. قالب ریژه برای تولید ابزارها و تجهیزات پزشکی با ابعاد دقیق و بدون نیاز به پرداخت‌های اضافه، گزینۀ مناسبی است. قطعاتی که در این زمینه استفاده می‌شوند اغلب شامل اتصالات یا اجزای داخلی تجهیزات تشخیصی و درمانی‌اند.
- تولید لوازم خانگی و محصولات صنعتی: قطعات کوچک و با دوام مانند دسته‌ها، بدنۀ قطعات الکترونیکی خانگی و همچنین بخش‌های مکانیکی، اغلب حاصل ریخته‌گری در قالب‌های ریژه‌اند. این قطعات نیاز به استحکام و زیبایی ظاهری دارند و معمولاً آنها را از آلیاژهای آلومینیوم یا روی می‌سازند تا هم دوام خوبی داشته باشند و هم به‌مرورزمان فرسوده نشوند.
- قالب ریژه طلا: قالب ریژه طلا به‌عنوان یک ابزار طلاسازی و جواهرسازی به کار می‌رود و به دلیل نیاز به ریزبینی و توجه به جزئیات، آن را از مواد مقاوم و بادوام می‌سازند. این قالب‌ها، معمولاً از جنس چدن یا گرافیت‌اند تا تحمل دمای زیاد ذوب طلا را داشته باشند و امکان ایجاد خطوط و نقش‌های دقیق را فراهم کنند. طراحی دقیق قالب ریژه در صنعت جواهرسازی به کاهش پسماند مواد، افزایش کیفیت سطحی قطعه و کاهش هزینه‌های تولید کمک می‌کند.
یکی دیگر از جنبه‌های مهم قالب ریژه طلا، قابلیت ساخت اشکال پیچیده و خاص است که برای تولید قطعات ظریف طلا و جواهر ضروری است.
باتوجه به این کاربردها، قالب‌های ریژه به دلیل دقت و قابلیت‌های خاص‌شان، به یکی از ابزارهای اصلی در بسیاری از صنایع تبدیل شده‌اند و به‌ویژه در مواردی که تولید انبوه و کاهش هزینه‌های تولید اولویت دارد، صعتگران از روش ریخته‌گری ریژه استفاده می‌کنند.
ریخته‌گری چیست؟
ریخته‌گری فرایندی است که در آن فلز مذاب را به داخل قالب می‌ریزند تا پس از سردشدن، شکل قالب را به خود بگیرد. این فرایند به تولید قطعات فلزی با دقت و سرعت زیاد کمک می‌کند و برای تولید انبوه نیز بسیار مناسب است. ریخته‌گری را به روش‌های مختلفی انجام می‌دهند و انتخاب نوع آن به عوامل مختلفی از جمله نوع قطعه، جنس فلز و دمای مورد نیاز بستگی دارد.
روش‌های ریخته‌گری در ریژه
روش‌های ریخته‌گری متعددی برای قالب‌های ریژه وجود دارد که بعضی از آنها را در ادامه توضیح می‌دهیم:
- ریخته‌گری ثقلی: در این روش، فلز مذاب از طریق جاذبه به داخل قالب می‌ریزد.
- ریخته‌گری تحت فشار: فلز مذاب با استفاده از فشار به داخل قالب تزریق می‌شود که باعث تولید قطعات با تراکم بیشتر می‌شود.
- ریخته‌گری با تزریق نیمه جامد: فلز را در حالت نیمه جامد به قالب تزریق می‌کنند تا قطعه نهایی را با خواص مکانیکی بهتری ایجاد کنند.
ترفندهایی برای طولانی‌تر کردن عمر ریژه
عمر قالب‌های ریژه به عوامل گوناگون وابسته است، اما با رعایت برخی نکات می‌توان طول عمر آنها را افزایش داد:
درجه مذاب در حین بارریزی
کنترل دمای مذاب در حین بارریزی می‌تواند از فرسایش سریع قالب جلوگیری کند. ذوب طلا معمولاً در دمایی بیشتر از 1064 درجه سانتی‌گراد صورت می‌گیرد که نیازمند کنترل دقیق حرارت و استفاده از بوته‌های مخصوص است. برای ریخته‌گری طلا، دمای ذوب طلا را باید با دقت تنظیم کنند تا از جلوی آسیب رسیدن به قالب را بگیرند.
وزن قطعه فلزی
وزن قطعه فلزی بر عمر قالب ریژه تأثیر مستقیم دارد. بهتر است برای قطعات سنگین‌تر، از قالب‌های ریژه با استحکام زیاد استفاده شود تا در برابر فشار مقاوم باشند.
ضخامت قطعه و میزان یکنواختی ضخامت
ضخامت قطعه و یکنواختی آن می‌تواند در طول عمر قالب مؤثر باشد. استفاده از طراحی دقیق و یکنواختی ضخامت به کاهش تنش‌های درونی، کاهش احتمال ترک‌خوردن و افزایش عمر قالب کمک می‌کند.
شیوه سردسازی قالب و قطعه
پس از ریخته‌گری، قالب و قطعه باید به‌صورت یکنواخت و کنترل‌شده سرد شوند تا از شوک حرارتی و ترک‌خوردن قالب جلوگیری شود. روش‌های خنک‌سازی با آب‌وهوا می‌تواند مناسب باشد.
پیش‌گرم کردن قالب ریژه
پیش‌گرم کردن قالب قبل از بارریزی مذاب به جلوگیری از شوک حرارتی و افزایش دوام قالب کمک می‌کند. این کار را به‌خصوص برای ریخته‌گری طلا و نقره توصیه می‌کنند.
پوشش‌دهی قالب ریژه
استفاده از پوشش‌های مقاوم به حرارت و ضدچسبندگی روی سطح داخلی قالب، می‌تواند از چسبیدن فلز مذاب به قالب و آسیب به سطح داخلی آن جلوگیری کند.
نحوه نگهداری از قالب
نگهداری و مراقبت از قالب‌های ریژه شامل تمیزکاری، روان‌کاری و بازبینی منظم آن‌هاست. این کارها به جلوگیری از آسیب‌های سطحی و افزایش عمر قالب کمک می‌کند.
روش تمیزکردن قالب پس از کار
تمیزکردن قالب پس از هر بار استفاده باعث حذف ضایعات فلزی و جلوگیری از خرابی سطح داخلی می‌شود. استفاده از روش‌های تمیزکاری مناسب و ابزارهای نرم به حفظ کیفیت قالب کمک می‌کند.
نحوه طراحی سیستم راهگاهی
طراحان، سیستم راهگاهی را به‌گونه‌ای طراحی می‌کنند که مذاب را به‌طور یکنواخت در داخل قالب توزیع کند و فشارهای داخلی روی قالب کاهش یابد. این کار می‌تواند به حفظ کیفیت قالب و افزایش عمر آن نیز کمک کند.
نوع عملیات ریختگی
انتخاب نوع عملیات ریختگی مناسب، تأثیر بسزایی در کیفیت قطعات تولیدی و سلامت قالب دارد. عملیات ریختگی تحت فشار شدید ممکن است به قالب آسیب بزند؛ بنابراین، باید عملیات ریختگی باتوجه به‌خصوصیات فلز و قالب به‌درستی انتخاب شود.
قالب ریژه از ابزار طلاسازی مهم در صنعت ریخته‌گری طلا و سایر فلزات گران‌بها است که به دلیل بادوام بودن و دقت تولید از آن استفاده می‌کنند. رعایت اصول طراحی، استفاده از مواد با کیفیت و مراقبت از قالب باعث افزایش عمر و بهره‌وری آن می‌شود.
سوالات متداول
ریژه چیست؟
ریژه نوعی قالب ریخته‌گری دائمی است که از فلزاتی با مقاومت زیاد آن را می‌سازند و برای تولید قطعات فلزی به کار می‌رود. این قالب‌ها از ویژگی‌هایی مانند دوام زیاد و تکرارپذیری برخوردارند و در تولید قطعات پیچیده یا با تیراژ بالا، مانند قطعات جواهر یا خودرو، کاربرد دارند.
تفاوت قالب چدنی و گرافیتی ریژه چیست؟
قالب‌های چدنی برای تولید انبوه قطعات بزرگ‌تر مناسب‌اند، زیرا دوام و مقاومت بیشتری در برابر فشار و حرارت دارند. در مقابل، قالب‌های گرافیتی به دلیل خاصیت ضدچسبندگی و رسانایی حرارتی بالا، برای ساخت شمش‌های کوچک و قطعات دقیق با کیفیت قابل‌توجه، به‌ویژه در صنعت جواهرسازی، گزینه بهتری محسوب می‌شوند.
"
