في عملية الإنتاج، ستواجه شركات المسابك حتمًا عيوب الصب مثل الانكماش والفقاعات والفصل، مما يؤدي إلى انخفاض إنتاجية الصب. كما ستواجه إعادة الصهر والإنتاج كمية كبيرة من استهلاك القوى العاملة والكهرباء. تعد كيفية تقليل عيوب الصب مشكلة لطالما اهتم بها متخصصو المسبك.
وفيما يتعلق بمسألة الحد من عيوب الصب، فإن جون كامبل، الأستاذ من جامعة برمنغهام في المملكة المتحدة، لديه فهم فريد للحد من عيوب الصب. في وقت مبكر من عام 2001، قام Li Dianzhong، الباحث في معهد أبحاث المعادن، الأكاديمية الصينية للعلوم، بتنفيذ محاكاة تنظيم عملية المعالجة الساخنة وتصميم العملية تحت إشراف البروفيسور جون كامبل. اليوم، قامت شركة InterContinental Media بتجميع قائمة بالمبادئ العشرة الأهم لتقليل عيوب الصب التي اقترحها خبير الصب الدولي جون كامبل.
1. تبدأ المسبوكات الجيدة بصهر عالي الجودة
بمجرد البدء في صب المسبوكات، يجب عليك أولاً إعداد عملية الصهر وفحصها والتعامل معها. إذا لزم الأمر، يمكن اعتماد أدنى معيار مقبول. ومع ذلك، فإن الخيار الأفضل هو إعداد واعتماد خطة صهر تقترب من الصفر من العيوب.
2. تجنب الشوائب المضطربة على سطح السائل الحر
وهذا يتطلب تجنب سرعة التدفق المفرطة على سطح السائل الأمامي الحر (الغضروف المفصلي). بالنسبة لمعظم المعادن، يتم التحكم في سرعة التدفق القصوى عند 0.5 م/ث. بالنسبة لأنظمة الصب المغلقة أو الأجزاء ذات الجدران الرقيقة، سيتم زيادة سرعة التدفق القصوى بشكل مناسب. ويعني هذا الشرط أيضًا أن ارتفاع سقوط المعدن المنصهر لا يمكن أن يتجاوز القيمة الحرجة لارتفاع "السقوط الثابت".
3. تجنب الشوائب الصفائحية لقذائف المكثفات السطحية في المعدن المنصهر
وهذا يتطلب أنه خلال عملية التعبئة بأكملها، يجب ألا تتوقف أي واجهة أمامية لتدفق المعدن المنصهر عن التدفق قبل الأوان. يجب أن يظل الغضروف المفصلي المعدني المنصهر في المرحلة المبكرة من الملء متحركًا ولا يتأثر بسماكة قذائف المكثفات السطحية، والتي ستصبح جزءًا من الصب. ولتحقيق هذا التأثير، يمكن تصميم الواجهة الأمامية للمعدن المنصهر بحيث تتوسع بشكل مستمر. من الناحية العملية، فقط صب الجزء السفلي "صعودًا" هو الذي يمكنه تحقيق عملية ارتفاع مستمرة. (على سبيل المثال، في الصب بالجاذبية، يبدأ بالتدفق لأعلى من أسفل العداء المستقيم). هذا يعنى:
نظام صب القاع.
لا يوجد سقوط أو انزلاق للمعدن؛
لا توجد تدفقات أفقية كبيرة.
لا يوجد توقف أمامي للمعدن بسبب التدفقات المتدفقة أو المتتالية.
4. تجنب انحباس الهواء (توليد الفقاعات)
تجنب انحباس الهواء في نظام الصب من التسبب في دخول الفقاعات إلى التجويف. ويمكن تحقيق ذلك عن طريق:
تصميم كوب الصب المتدرج بشكل معقول؛
تصميم معقول للذباب لملء سريع؛
استخدام "السد" بشكل معقول ؛
تجنب استخدام "البئر" أو أي نظام صب مفتوح آخر؛
استخدام عداء صغير المقطع أو استخدام مرشح سيراميك بالقرب من الاتصال بين الذباب والمجرى المتقاطع؛
باستخدام جهاز التفريغ.
عملية الصب لا تنقطع.
5. تجنب المسام الرملية الأساسية
تجنب فقاعات الهواء الناتجة عن قلب الرمل أو قالب الرمل من دخول المعدن المنصهر في التجويف. يجب أن يحتوي قلب الرمل على محتوى هواء منخفض جدًا، أو استخدام عادم مناسب لمنع تكوين مسام قلب الرمل. لا يمكن استخدام النوى الرملية ذات الأساس الطيني أو غراء إصلاح القالب إلا إذا كانت جافة تمامًا.
6. تجنب تجاويف الانكماش
بسبب الحمل الحراري وتدرجات الضغط غير المستقرة، فإنه من المستحيل تحقيق تغذية انكماشية تصاعدية للمسبوكات ذات المقطع العرضي السميك والكبير. ولذلك، يجب اتباع جميع قواعد تغذية الانكماش لضمان تصميم جيد لتغذية الانكماش، ويجب استخدام تكنولوجيا المحاكاة الحاسوبية للتحقق وعينات الصب الفعلية. التحكم في مستوى الفلاش عند الاتصال بين قالب الرمل وقلب الرمل؛ التحكم في سمك طلاء الصب (إن وجد)؛ التحكم في السبائك ودرجة حرارة الصب.
7. تجنب الحمل الحراري
ترتبط مخاطر الحمل الحراري بوقت التصلب. لا تتأثر المصبوبات ذات الجدران الرقيقة والسميكة بمخاطر الحمل الحراري. بالنسبة للمسبوكات متوسطة السمك: تقليل مخاطر الحمل الحراري من خلال هيكل أو عملية الصب؛
تجنب تغذية الانكماش التصاعدي.
ينقلب بعد الصب.
8. تقليل الفصل
منع الفصل والتحكم فيه ضمن النطاق القياسي، أو منطقة حدود التركيب المسموح بها من قبل العميل. إذا كان ذلك ممكنًا، حاول تجنب فصل القنوات.
9. تقليل الإجهاد المتبقي
بعد معالجة السبائك الخفيفة بمحلول، لا يتم إخمادها بالماء (الماء البارد أو الساخن). إذا لم يكن ضغط الصب كبيرًا، فاستخدم وسيلة التبريد البوليمرية أو التبريد القسري بالهواء.
10. النقاط المرجعية المحددة
يجب أن تعطى جميع المسبوكات نقاط مرجعية لتحديد المواقع لفحص الأبعاد ومعالجتها.
وقت النشر: 30 مايو 2024
