قالب سرد یک قالب قابل استفاده مجدد برای ریختن فلز است. این می تواند جداشدنی باشد (از دو قسمت تشکیل شده است) یا غیر (قالب تکان دهنده). ریخته‌گری با قالب نسبت به ریخته‌گری پوسته‌ای مزایای زیادی دارد، اما معایبی نیز دارد، برای مثال، هنگام ریخته‌گری چدن، ریخته‌گری نیاز به عملیات حرارتی اضافی دارد.
مزایا
در طول تشکیل یک ریخته گری، انتقال حرارت شدید از فلز مذاب به قالب وجود دارد. این منجر به چگالی بیشتر، خواص مکانیکی بهتر فلز، دقت بیشتر، ساختار بهتر و زبری کمتر در مقایسه با ریخته‌گری شن و ماسه می‌شود.
فرایند ریخته گری قالب نیز از این جهت متفاوت است که قالب فلزی (قالب سرد) قابل استفاده مجدد است. از مواد با استحکام بالا ساخته شده است که به همین دلیل سطح کار قالب با دقت بیشتری انجام می شود. این باعث بهبود کیفیت سطح ریخته گری می شود و به دلیل رسانایی حرارتی بالای قالب، ریخته گری به سرعت جامد می شود.
یکی دیگر از مزیت های ریخته گری دایکاست نسبت به قالب های شنی این است که ریخته گری های به دست آمده کمتر به صورت مکانیکی پردازش می شوند و این باعث کاهش مصرف مواد قالب گیری می شود.
سلامت و محیط زیست
قالب‌گیری سرد بهره‌وری نیروی کار را ۲ تا ۳ برابر افزایش می‌دهد، زیرا از این فرآیندعملیات وقت گیر مانند آماده سازی مخلوط، تمیز کردن و قالب گیری محصولات مستثنی هستند. از آنجایی که سطح تولید نیز در حال کاهش است، هزینه تعمیر و ساخت کارگاه های جدید به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
بسیاری از عملیات کاری ناسالم از این فرآیند حذف می شوند، مانند ضربه زدن قالب، تمیز کردن ریخته گری و خرد کردن. این نه تنها به بهبود شرایط کار، بلکه به کاهش آلودگی محیط زیست کمک می کند.
عیوب
تولید قالب خنک به دلیل پیچیدگی خود فرآیند بسیار گران است. در صورت وجود برش های زیرین در ریخته گری، هزینه قالب به دلیل نیاز به پیچیدگی طراحی افزایش می یابد: از درج، ماسه یکبار مصرف و میله های فلزی تقسیم شده استفاده می شود.
عمر یک قالب با تعداد قطعات ریخته گری با کیفیت خوب که می توان در آن به دست آورد تعیین می شود. پایداری شکل، امکان پذیری اقتصادی فرآیند را به ویژه در فرآیند ریخته گری فولاد و چدن تعیین می کند. افزایش عمر قالب ها یکی از چالش های اصلی فناوری در این حوزه تولید است.
به دلیل سرد شدن و ضخیم شدن سریع مذاب، بدست آوردن محصولات دیواره نازک بلند هنگام ریخته گری در قالب دشوار است. این همچنین باعث می شود که چدن یک لایه سخت و سفید شده به دست آورد. شکل شکل پذیر است که می تواند منجر به ایجاد تنش و ترک در قطعات ریخته گری شود. هنگام استفاده از هسته های ماسه ای یکبار مصرف، دقت ریخته گری کاهش می یابد، زبری سطح در نقطه تماس با هسته افزایش می یابد.
ریخته گری با کیفیت
ریخته گری و قالب با راندمان بالا در تعامل هستند. ریخته‌گری در قالب ماسه‌ای بسیار طولانی‌تر از قالب سخت می‌شود و سرد می‌شود، با این حال، پرشدگی قالب ماسه معمولاً بهتر است، که فرآیند تولید با ریخته‌گری قالبی ریخته‌گری‌های غیر سیال را سخت‌تر می‌کند و همچنین محدودیت‌هایی را برای چنین قالب‌هایی اعمال می‌کند. پارامترهایی مانند اندازه ریخته گری و حداقل ضخامت دیوارها. ریخته گری آلومینیوم (و همچنین مس و سایر فلزات غیر آهنی) محبوب ترین در روسیه است.
اما در نتیجه خنک شدن سریع می توان ساختاری بدون متخلخل و دانه ریز بدست آورد که نه تنها استحکام، بلکه شکل پذیری ریخته گری حاصل را افزایش می دهد. در ساخت محصولات چدنی با ریخته گری سرد، تعدادی از مشکلات ایجاد می شود: به دلیل تبلور عجیب و غریب در ریخته گری، تشکیل کاربیدها، یوتکتیک فریت-گرافیت امکان پذیر است. این باعث کاهش چقرمگی و مقاومت در برابر سایش چدن می شود. لایه سطحی سفید شده در چنین ریخته گری ها بسیار سخت است، به طوری که محصولات فقط پس از عملیات حرارتی (پخت) برای برش مناسب هستند که سرما را از بین می برد.
ساختار شکل
قالب سرد قاعدتاً دو نیم قالب است که با گیره (پین) بسته می شود و بلافاصله قبل از شروع ریختن فلز مذاب نیم قالب ها را با قفل ثابت می کنند. سود، ریخته گری را از طریق دریچه های به اصطلاح و دریچه های هوا تغذیه می کند. قالب های فلزی بدون عملکرد اتصال دهنده، قالب لرزان نامیده می شوند.
قبل از ریختن، سطح کار قالببا لایه ای از ماده ای که قالب را از شوک حرارتی ناشی از افزایش شدید دما محافظت می کند، درمان می شود. این اقدام همچنین از چسبیدن قالب با قالب جلوگیری می کند.
فولاد و چدن
ریخته گری فولاد و چدن با استفاده از پودر کوارتز، گرافیت، شیشه آب و خاک رس نسوز به عنوان پوشش نسوز انجام می شود. قبل از ریختن، قالب باید تا دمای معینی گرم شود که بستگی به ضخامت دیواره ریخته‌گری و آلیاژ مورد استفاده دارد.
نیاز اصلی که مواد قالب باید برآورده شود مقاومت در برابر شوک های حرارتی است که هنگام ریختن فلز مذاب اجتناب ناپذیر است. برای ساخت قالب ها از چدن خاکستری، چدن شکل پذیر، سازه، کربن و فولاد آلیاژی و همچنین آلیاژهای مس و آلومینیوم استفاده می شود.
قالب سرد آستردار
این نوعی فناوری است که مزایای ریخته گری پوسته و دایکاست را با هم ترکیب می کند، در حالی که معایب هر دو روش هموار می شود. مشخصه این فناوری نه تنها مقاومت در برابر ترک است، بلکه شکل پذیری آن نیز امکان تولید قطعات ریخته گری با دقت بالا را فراهم می کند و در مقایسه با ریخته گری پوسته، مواد قالب گیری گران قیمت به حداقل می رسد.
قالب فلزی آستردار با پر کردن فضای بین مدل فلزی ریخته گری و سطح داخلی قالب ساخته می شود. متداول ترین روش های سندبلاست و ژله ای. برای پر کردن، مخلوط شن و رزین گرفته می شود که در آن چسبنده رزین فنل فرمالدئید (2-2.6٪) است واوروتروپین (تقریباً 10٪ وزنی)، و همچنین خود سخت شونده (بایندر - شیشه مایع) و ترکیبات سرامیکی (بایندر - اتیل سیلیکات). مدل چیل قالب و ریخته گری با دمای 200 درجه حرارت مخلوط را منتقل می کند که سفت شده و لایه آستری به ضخامت 5-3 میلی متر تشکیل می دهد. میله های معمولی یا صدفی برای ایجاد حفره در ریخته گری استفاده می شود.
فرایند بازیگری
قالب سرد که با لایه ای از مواد نسوز پوشانده شده است، گرم می شود. دمای کار باید حداقل دویست درجه باشد، اما نه تنها به آلیاژ مورد استفاده برای ریختن، بلکه به ابعاد ریخته گری، ضخامت دیواره آن و به خواصی که از آن نیاز است بستگی دارد. بعد از گرم شدن می توان میله های سرامیکی یا ماسه ای را در قالب نصب کرد البته در صورتی که طبق نقشه ریخته گری نیاز باشد و سپس نیمه های قالب را با گیره های مخصوص به هم وصل کرده و محکم قفل می کنند. اگر ریخته‌گری در ماشین قالب‌گیری انجام شود، از مکانیزم قفل کردن قالب خود استفاده می‌شود. پس از این اقدامات مقدماتی، فلز مذاب را می توان در قالب سرد ریخت.
هنگامی که قالب ریخته گری قبلاً استحکامی به دست آورده است، میله های فلزی را می توان تا حدی از آن جدا کرد. این امر متعاقباً حذف نهایی هسته‌ها از قطعات ریخته‌گری را به دلیل کاهش فشار وارده از فلز در حال انجماد تسهیل می‌کند.
بعد از سرد شدن قالب ریخته گری تا دمای دلخواه، قالب را می توان باز کرد. در این مرحله میله های فلزی برداشته شده و قطعات ریخته گری از قالب خارج می شوند. هسته های شن و ماسه حذف می شوند، سود، افزایش می یابد و اسپرو می شودقطع می شوند و کنترل کیفیت محصول انجام می شود و پس از آن می توان کل فرآیند را تکرار کرد.
قبل از ساختن قالب جدید، صفحه جداکننده و سطح قالب به دقت بررسی می شود. ترکیب نسوز یک یا دو بار در هر شیفت اعمال می شود، اما در صورت لایه برداری از سطح کار، لازم است لایه بازسازی شود. اگر محصول با دیواره نازک باشد، قالب به شدت خنک می شود. اگر قالب ریخته‌گری به اندازه کافی حجیم باشد، قالب می‌تواند بالاتر از دمای عملیاتی گرم شود و سپس از سیستم‌های خنک‌کننده مخصوص استفاده می‌شود تا در هر صورت قالب قبل از ریخته‌گری بعدی خنک شود.
ریخته گری سرد مستلزم اعمال پیچیده و زمان بر نیست، به جز فرآیند سرد کردن ریخته گری تا دمای مورد نظر. اکثر عملیات را می توان به صورت خودکار توسط ماشین انجام داد که یکی از مزایای مهم روش است، اما نکته اصلی این است که قالب یک بار مصرف نیست.