ریخته گری دوغابی

 

فرآیند ریخته گری دوغابی (Slip Casting) یکی از روش های شکل دهی سرامیک ها است. ریخته گری دوغابی شامل ریختن یک دوغاب ریخته گری به داخل یک قالب متخلخل (معمولا از جنس گچ پاریس)، دادن زمان مناسب (از چند دقیقه تا چند ساعت) برای انتقال آب از دوغاب به قالب در اثر مکش لوله مویین، ایجاد یک لایه روی سطح و خارج کردن دوغاب اضافی است. این فرآیند به ریخته گری توخالی معروف است. در نوع دیگر این روش که ریخته گری تو پر نام دارد و در ابتدا برای بدنه های بهداشتی به کار برده می شد، تمام آب دوغاب به درون قالب جذب می شود. در هر دو مورد خشک شدن نسبی بدنه در قالب سبب کمی انقباض در بدنه می شود که خروج آن را از قالب برای خشک کردن کامل ممکن می سازد.

در ساده ترین حالت فرآیند ریخته گری دوغابی را می توان تنها یک فرآیند آب زدایی محض در نظر گرفت. چون حجم آب جذب شده توسط قالب معمولا کمتر از حجم تخلخل قالب است فشار مکش عملا ثابت است. مدت زمانی که دوغاب در داخل قالب باقی می ماند در قطر لایه ایجاد شده و یا به عبارت دیگر در ضخامت بدنه خام تاثیر بسیار زیادی دارد. بدین معنی که چنانچه دوغاب اضافی همچنان در قالب باقی مانده و تخلیه نگردد و اصطلاحا زمان بیشتری به دوغاب داده شود، قطر لایه ایجاد شده افزایش خواهد یافت. باید توجه داشت که با گذشت زمان سرعت تشکیل لایه ثابت نبوده و به مرور کند تر می شود چرا که در این شرایط، خود لایه ایجاد شده به صورت سدی در مقابل نفوذ آب به داخل گچ، عمل می نماید.

همچنان که مشاهده می شود این عامل که اصطلاح سرعت ریخته گری به آن اطلاق می گردد، عامل مهمی در تعیین قطر بدنه خام (و در نتیجه دیگر خصوصیات بدنه) و نیز سرعت تولید می باشد. به همین دلیل یکی از مهم ترین خواص دوغاب ها مقدار سرعت ریخته گری آن ها است. به طور مشخص سرعت ریخته گری عبارت است از ضخامت ایجاد شده در واحد زمان و عوامل موثر در آن کلا عبارتند از فشار، درجه حرارت، وزن مخصوص دوغاب و بالاخره مقاومت لایه ریخته گری شده در برابر عبور آب، دو عامل آخر و به خصوص آخرین عامل، مهم ترین مواردی هستند که عملا در صنعت مورد توجه هستند. مقاومت لایه ریخته گری شده در برابر عبور آب، خود به عوامل دیگری بستگی دارد که به طور خلاصه عبارتند از نوع و یا دانه بندی مواد و نیز چگونگی و با شدت روان شدگی (به عبارت دیگر تجمع و یا تفرق ذرات) ضمنا باید توجه داشت که در سرعت ریخته گری عوامل خارجی دیگری که ربطی به خواص دوغاب ندارند نیز موثر هستند، مانند تراکم و یا تخلخل قالب گچی و درصد رطوبت موجود در آن، ضخامت لایه ایجاد شده رابطه مستقیم با جذر زمان ریخته گری دارد .

عملا فرآیند ریخته گری دوغابی در واقع پیچیده تر از یک آب زدایی ساده است. گچ سفت شده دارای حلالیت قابل توجهی در آب است (معادل ۴۰۰ میلی اکی والان Ca2+ درلیتر) و اعتقاد بر این است که تشکیل جداره ریخته شده با همراهی اثر فلوکولاسیون ناشی از مهاجرت یون های Ca2+ ازقالب گچی به درون دوغاب صورت می گیرد. این مهاجرت در واقع با استفاده از ایزوتوپ رادیواکتیو کلسیم به عنوان اتم نشان دار تصدیق شده است. عامل دیگری که سبب پیچیدگی موضوع می شود این است که معمولا برای ریخته گری دوغابی از دوغاب هایی استفاده شود که مقدار کمی خاصیت {{تیکسوتروپی}} داشته باشند، به طوری که تشکیل جداره ریخته گری شده به طور عادی با کمک و استقرار ساختمان داخلی تیکسوتروپی انجام گیرد. لازمه های یک دوغاب خوب ریخته گری در زیر آورده شده است:

۱- باید قابلیت ریختن داشته باشد و بتواند گوشه های قالب را پر کند.

۲- ذرات آن رسوب نکنند.

۳- سرعت ریخته گری باید زیاد باشد ولی نه آنقدر که از کنترل خارج شود.

۴- باید مرز بارز و مشخصی بین جداره ریخته شده و مابقی دوغاب وجود داشته باشد، به طوریکه مابقی دوغاب به خوبی تخلیه شود.

۵- باید کمی {{انقباض خشک}} شدن وجود داشته باشد تا بدنه ریخته شده به راحتی از قالب جدا شود ولی انقباض نباید به حدی باشد که سبب تاب برداشتگی و ترک در طول عمل خشک شدن شود.

۶- بدنه ریخته شده باید محکم بوده و استحکام خشک کافی داشته باشد.

۷- در دوغاب نباید حباب های هوا محبوس شود، در غیر این صورت سبب ایجاد حفرات ته سوزنی در بدنه می شود.

۸- دوغاب باید تا حد ممکن آب کمی داشته باشد تا از اشباع شدن بیش از حد قالب ها و طولانی شدن زمان {{خشک کردن}} جلوگیری شود.

حصول این لازمه ها مستلزم انتخاب مناسب مواد اولیه، آسیاب کردن تا حد کافی، تنظیم میزان بهینه فلوکولاسون و نیز غلظت ماده جامد و گاهی اضافه کردن افزودنی های مناسب می باشد.

واضح است که توزیع اندازه ذرات مواد اولیه مهمترین عامل است. سیستم دانه بندی نسبتا درشت سبب می شود که سرعت ریخته گری زیادی باشد، اما بدنه ریخته شده {{دانسیته}} و استحکام کمی خواهد داشت. علاوه بر این ذرات دانه درشت سریعا ته نشین شده و بدنه هاب حاصل انقباض خشک کمی دارند. از طرف دیگر یک سیستم ریزدانه کاملا فشرده، دانسیته و استحکام بدنه بیشتری می دهد اما سرعت ریخته گری آن کم خواهد بود. انقباض خشک این بدنه ها ممکن است بیش از حد زیاد بوده و تاب برداشتگی یا ترک خوردگی را به دنبال داشته باشد. انتخاب درجه دفلوکولاسیون و غلظت جامدات که برای بهترین شرایط ریخته گری دوغابی لازم است نیز باید در عمل با در نظر گرفتن چندین عامل که نسبت به یکدیگر در حاالت تعادل باشند صورت گیرد.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *