ما هي عيوب الصب الشائعة والحلول أثناء عملية الصب؟
2025-01-03 13:46:55 الزيارات:0
في عملية الصب المعقدة والحساسة لصناعة المسبك، على الرغم من الجهود التي يبذلها الحرفيون لتحقيق الكمال، لا تزال بعض عيوب الصب تحدث بشكل متكرر بسبب العديد من المتغيرات والإجراءات المتضمنة. يعد فهم هذه المشكلات الشائعة والحلول المقابلة لها أمرًا بالغ الأهمية لتحسين جودة الصب وتقليل معدل الخردة.
I. ثقوب الرمال
تعد ثقوب الرمل أحد العيوب الأكثر شيوعًا، والتي تتجلى في شكل ثقوب صغيرة متناثرة أو كثيفة على السطح أو داخل الصب، مملوءة بجزيئات رمل القالب. الأسباب الرئيسية تنبع من العفن: فمن ناحية، قوة رمل القالب غير كافية. تحت تأثير وتآكل المعدن المنصهر، من المحتمل أن تتساقط رمل القولبة وتختلط بالمعدن المنصهر، وتشكل في النهاية ثقوبًا رملية. على سبيل المثال، في بعض المسابك الصغيرة، من أجل توفير التكاليف، يتم اختيار رمل صب منخفض الجودة مع كمية صغيرة من المادة الرابطة وقوة أقل بكثير من المستوى القياسي، مما يؤدي إلى حدوث ثقوب رملية متكررة. من ناحية أخرى، فإن ضغط القالب غير متساوي. يتم اختراق المناطق السائبة المحلية بسهولة من خلال المعدن المنصهر أثناء الصب، مما يؤدي إلى حبس رمل القالب لتشكيل ثقوب رملية.
الحلول: أولاً، التأكد من جودة رمل التشكيل. حدد مواد خام عالية الجودة لرمل التشكيل وقم بخلطها بدقة وفقًا للصيغة لضمان القوة الكافية. بشكل عام، يمكن مراقبة قوة الضغط لرمال القولبة. على سبيل المثال، في صب الرمل العادي، يجب أن تصل قوة الضغط لرمل القولبة إلى 0.3 - 0.5 ميجاباسكال. في الوقت نفسه، أثناء عملية التشكيل، استخدم طرق الضغط المناسبة، مثل الهز الميكانيكي والضغط، لضمان الضغط الموحد لجميع أجزاء القالب. بالنسبة لقوالب الصب الكبيرة، غالبًا ما يتم استخدام الضغط عالي الضغط للتحكم في انحراف الضغط ضمن نطاق صغير جدًا، مما يقلل بشكل فعال من عيوب ثقب الرمل.
ثانيا. ثقوب الغاز
تظهر ثقوب الغاز على شكل تجاويف دائرية أو بيضاوية أو غير منتظمة داخل المسبوكة، وعادة ما تكون مملوءة بالغاز. هناك سببان رئيسيان: الأول هو أن المعدن المنصهر يمتص الغاز أثناء عملية الصهر. على سبيل المثال، عند صهر سبائك الألومنيوم، إذا كانت بيئة الصهر ذات رطوبة عالية، فإن المعدن المنصهر سوف يمتص كمية كبيرة من الهيدروجين. عندما يتصلب الصب، لا يمكن للغاز الهروب ويشكل ثقوب الغاز؛ والثاني هو ضعف نفاذية القالب. من الصعب تفريغ الغاز الناتج عن تبريد وتصلب المعدن المنصهر ويتراكم داخل الصب لتكوين فتحات الغاز. كان هناك ذات يوم مسبك ينتج تجهيزات أنابيب الحديد الزهر. بسبب النفاذية غير القياسية لرمال القالب، كان معدل عيوب ثقب الغاز يصل إلى 20%، مما يؤثر بشكل خطير على جودة المنتج.
الحلول: لمعالجة مشكلة امتصاص الغاز بواسطة المعدن المنصهر، يمكن اعتماد عملية تفريغ الغاز أثناء الصهر. على سبيل المثال، يمكن إدخال غاز الأرجون الخامل في مصهور سبائك الألومنيوم. تقوم الفقاعات الصاعدة بنقل الهيدروجين، مما يقلل محتوى الغاز في المعدن المنصهر إلى النطاق المؤهل. بالنسبة لمشكلة نفاذية القالب، قم بتحسين صيغة رمل القولبة لزيادة نفاذية رمل القولبة. على سبيل المثال، قم بإضافة كمية مناسبة من رقائق الخشب ومعدِّلات النفاذية الأخرى إلى رمل القالب. في الوقت نفسه، قم بإعداد قنوات العادم بشكل معقول، مثل فتح فتحات العادم أو استخدام دبابيس العادم على القالب لضمان التفريغ السلس للغاز والتحكم بشكل فعال في عيوب ثقب الغاز.
ثالثا. تعبئة غير مكتملة
يشير الملء غير المكتمل إلى ظاهرة عدم ملء المسبوكة بالكامل بالمعدن المنصهر، مما يؤدي إلى نقص محلي في المواد. يحدث هذا عادةً بسبب سرعة الصب البطيئة جدًا أو درجة حرارة الصب المنخفضة جدًا. عندما تكون سرعة الصب بطيئة، يفقد المعدن المنصهر الحرارة بسرعة أثناء عملية التدفق، وتتدهور سيولته، غير قادر على الوصول إلى جميع زوايا التجويف؛ عندما تكون درجة الحرارة منخفضة جدًا، تكون سيولة المعدن المنصهر نفسه ضعيفة ويصعب ملء التجاويف المعقدة. من المحتمل أن يحدث هذا العيب بشكل خاص عند صب بعض المصبوبات الدقيقة ذات الجدران الرقيقة والمعقدة.
لحل مشكلة التعبئة غير الكاملة، من الضروري التحكم بدقة في سرعة الصب ودرجة الحرارة. بالنسبة للمعادن والمسبوكات المختلفة، ينبغي تحديد معلمات الصب المناسبة بناءً على الخبرة والبيانات التجريبية. على سبيل المثال، عند صب أجزاء سبائك النحاس ذات الجدران الرقيقة، يمكن أن تكون سرعة الصب أسرع بنسبة 10% - 20% من المسبوكات العادية، ويمكن التحكم في درجة الحرارة بمقدار 30 درجة مئوية - 50 درجة مئوية أعلى من درجة حرارة الصب التقليدية للنحاس. السبائك للتأكد من أن المعدن المنصهر لديه سيولة كافية وقوة تأثير لملء التجويف بالكامل وتجنب الحشو غير الكامل.
رابعا. اغلاق بارد
ومن مميزات الإغلاق البارد ظهور فجوة خطية غير منصهرة بشكل كامل على سطح المسبوكة، كما لو أن المعدن المنصهر انقسم إلى تيارين أو أكثر ولا يندمج بشكل جيد. الأسباب الرئيسية هي أن درجة حرارة صب المعدن المنصهر منخفضة جدًا، بحيث عندما تلتقي تيارات المعدن المنصهر المختلفة، لا يمكنها تحقيق اندماج جيد بسبب انخفاض درجة الحرارة؛ أو تتوقف عملية الصب، مما يؤدي إلى اختلاف كبير في درجة الحرارة بين المعدن المنصهر المحقون في الأمام والخلف ولا يمكن دمجهما. عند الصب في بيئة منخفضة الحرارة في الشتاء، فإن احتمال حدوث عيوب الإغلاق البارد سيزداد بشكل كبير.
الحلول: من الضروري التحكم الصارم في درجة حرارة الصب وإجراء التعديلات المناسبة وفقًا لدرجة الحرارة البيئية وخصائص الصب. على سبيل المثال، في موسم البرد، يمكن زيادة درجة حرارة صب سبائك الألومنيوم بمقدار 20 درجة مئوية - 30 درجة مئوية؛ في الوقت نفسه، تحسين عملية الصب للتأكد من أن عملية الصب مستمرة ومستقرة وتجنب التوقف المؤقت، مما يقلل عيوب الإغلاق البارد ويضمن المظهر والجودة الداخلية للصب.
V. انكماش التجاويف والمسامية
تجاويف الانكماش هي ثقوب كبيرة تتشكل في الجزء المتصلب الأخير من الصب أثناء عملية التصلب لأن انكماش السائل وانكماش التصلب لا يحصلان على مكملات معدنية سائلة كافية؛ تشير المسامية إلى مجموعة من الثقوب الصغيرة المتناثرة حول تجويف الانكماش. ويرتبط هذا بخصائص تصلب المعادن. تخضع بعض السبائك لعملية تصلب طرية. لا يمكن تغذية المعدن السائل الموجود في المنطقة الطرية بشكل فعال، لذلك من المحتمل حدوث تجاويف ومسامية انكماشية. على سبيل المثال، تكون المسبوكات الفولاذية أكثر عرضة لمثل هذه العيوب من مسبوكات الحديد الزهر بسبب نطاق التصلب الواسع.
ولمعالجة هذا الخلل يمكن اعتماد عملية التغذية الصاعدة. قم بتثبيت الناهضات في أجزاء الصب التي من المحتمل أن تظهر فيها تجاويف الانكماش. يتصلب المعدن المنصهر الموجود في الروافع أخيرًا، باستخدام معدنه السائل لتكملة انكماش الصب. في الوقت نفسه، مع استخدام قشعريرة لتسريع سرعة التبريد المحلية للصب، وتوجيه تسلسل التصلب، ونقل تجاويف الانكماش والمسامية إلى الناهضات، وأخيرا إزالة الناهضات للحصول على صب كثيف.
في الختام، تحتاج عيوب الصب في عملية الصب إلى تحقيق شامل في الأسباب من جوانب مثل المواد الخام، ومعلمات العملية، والقوالب، واتخاذ الحلول المستهدفة. من خلال التحسين المستمر والتحكم الدقيق، يمكن إنتاج مصبوبات عالية الجودة وخالية من العيوب لتلبية احتياجات الصناعات المختلفة للمنتجات المعدنية.
