مخطط مقارنة صلابة المعادن: HV، HB، HB، HRC
تخيل عالماً تنحني فيه المواد لإرادتنا، حيث تكون القوة والمرونة في متناول أيدينا. في هذه التدوينة الآسرة، نغوص في عالم المعادن الرائع...
يُعد صب المعادن عملية أساسية في التصنيع، ولكن هل تساءلت يومًا كيف تتفوق على الصب بالرمل؟ تتعمق هذه المقالة في المزايا والعيوب التقنية والاقتصادية لكلتا الطريقتين، وتقدم مقارنة واضحة لأدائهما وتكاليفهما وتطبيقاتهما المحددة. سيحصل القراء على فهم شامل لطريقة الصب التي تناسب احتياجات التصنيع المختلفة، مما يضمن اتخاذ قرارات مستنيرة في الإنتاج.
بمقارنة صب القوالب المعدنية مع صب القوالب الرملية، هناك العديد من المزايا التقنية والاقتصادية:
(1) تتميز المسبوكات المنتجة بواسطة القوالب المعدنية بخصائص ميكانيكية أعلى من تلك المسبوكة في قوالب الرمل. بالنسبة لنفس السبيكة، يمكن أن تزيد قوة الشد بحوالي 25%، وقوة الخضوع بحوالي 20%، وهناك تحسينات كبيرة في مقاومة التآكل والصلابة.
(2) الدقة والنعومة السطحية للمسبوكات أعلى من تلك المصنوعة من القوالب الرملية، كما أن الجودة والأبعاد أكثر ثباتًا.
(3) يكون ناتج عملية الصب أعلى، مما يقلل من استهلاك المعدن السائل، ويوفر بشكل عام 15-30%.
(4) يتم التخلص من استخدام الرمل أو التقليل من استخدام الرمل إلى الحد الأدنى، مما يوفر بشكل عام 80-100% من مواد القالب.
وعلاوة على ذلك، يتميز صب القوالب المعدنية بكفاءة إنتاجية عالية؛ أسباب عيوب الصب يتم تقليلها؛ فالعملية بسيطة وسهلة الميكنة والأتمتة.
على الرغم من مزايا صب القوالب المعدنية، إلا أن هناك أيضًا عيوبًا، مثل:
(1) تكلفة إنتاج القوالب المعدنية مرتفعة.
(2) القوالب المعدنية غير قابلة للتنفس وليس لها قدرة على التحمل، مما قد يؤدي إلى عيوب في الصب مثل الصب غير الكافي أو التشقق أو الفم الأبيض في أجزاء الحديد الزهر.
(3) أثناء صب القالب المعدني، يمكن أن تؤثر عوامل مثل درجة حرارة عمل القالب، ودرجة حرارة الصب وسرعة السبيكة، والوقت الذي يبقى فيه الصب في القالب، ونوع الطلاء المستخدم، بشكل كبير على جودة الصب وتتطلب رقابة صارمة.
لذلك، عند اتخاذ قرار باستخدام صب القوالب المعدنية، من الضروري مراعاة العوامل التالية بشكل شامل: يجب أن يكون شكل ووزن الصب مناسبًا؛ ويجب أن يكون حجم الدُفعة كافٍ؛ ويجب أن يسمح الموعد النهائي للإنتاج.
هناك اختلافات كبيرة بين القوالب المعدنية والقوالب الرملية من حيث خصائصها. على سبيل المثال، القوالب الرملية قابلة للتنفس، بينما القوالب المعدنية ليست كذلك.
تتميز القوالب الرملية بضعف التوصيل الحراري، بينما تتفوق القوالب المعدنية في هذا الجانب. القوالب الرملية قابلة للسحب، بينما القوالب المعدنية ليست كذلك. تحدد هذه الخصائص للقوالب المعدنية مبادئها الفريدة في عملية تشكيل الصب.
تأثير التغيرات في حالة الغازات داخل تجويف القالب على تشكيل الصب: أثناء ملء المعدن، يجب طرد الغازات داخل تجويف القالب بسرعة. ومع ذلك، فإن عدم قابلية المعدن للتنفس يعني أن الإهمال الطفيف في العملية يمكن أن يؤثر سلبًا على جودة الصب.
خصائص الحرارة التبادل أثناء تصلب الصب: بمجرد دخول المعدن المنصهر إلى تجويف القالب، فإنه ينقل الحرارة إلى جدار القالب المعدني. يفقد المعدن السائل الحرارة من خلال جدار القالب، مما يؤدي إلى التصلب والانكماش.
وفي الوقت نفسه، يتمدد جدار القالب أثناء تسخينه، مما يخلق "فجوة" بين الصب وجدار القالب. وإلى أن يصل نظام "فجوة الصب - القالب - الفجوة" إلى درجة حرارة موحدة، يمكن اعتبار الصب يبرد داخل "الفجوة"، بينما يتم تسخين جدار القالب من خلال "الفجوة".
تأثير القالب المعدني الذي يعيق الانكماش على الصب: القوالب المعدنية أو القوالب الأساسية المعدنية لا تتراجع أثناء عملية تصلب الصب، مما يعيق انكماش الصب - وهي خاصية أخرى فريدة من نوعها.
لا يمكن استخدام القوالب المعدنية غير المسخّنة في الصب بسبب الموصلية الحرارية العالية. إذا كان المعدن السائل يبرد بسرعة كبيرة، تنخفض قابليته للتدفق بشكل كبير، مما يؤدي إلى عيوب في الصب مثل الانغلاق البارد، وعدم كفاية شوائب الصب، والمسامية.
تكون القوالب المعدنية غير المسخّنة عرضة للتلف بسبب الصدمة الحرارية وزيادة الإجهاد أثناء الصب. لذلك، يجب تسخين القوالب المعدنية قبل الاستخدام.
المناسب درجة حرارة التسخين المسبق (أي درجة حرارة التشغيل) تعتمد على نوع السبيكة وهيكل وحجم القالب، ويتم تحديدها بشكل عام من خلال الاختبار. وكقاعدة عامة، يجب ألا تقل درجة حرارة التسخين المسبق للقالب المعدني عن 1500 درجة مئوية.
تتضمن طرق التسخين المسبق للقوالب المعدنية ما يلي:
(1) التسخين المسبق باستخدام موقد اللحام أو لهب الغاز.
(2) باستخدام سخان مقاوم.
(3) استخدام فرن للتسخين، والذي يوفر درجة حرارة موحدة ولكنه مناسب فقط للقوالب المعدنية الصغيرة.
(4) التسخين المسبق للقالب المعدني في فرن، ثم صب المعدن السائل لتسخين القالب. هذه الطريقة مناسبة فقط للقوالب الصغيرة لأنها تهدر بعض المعدن السائل ويمكن أن تقلل من عمر القالب.
تكون درجة حرارة الصب للقوالب المعدنية أعلى بشكل عام من درجة حرارة الصب بالرمل ويمكن تحديدها بناءً على نوع السبيكة وتركيبها الكيميائي وحجم وسُمك الصب من خلال الاختبار. يمكن استخدام البيانات التالية كمرجع.
درجات حرارة الصب لمختلف السبائك:
نظرًا للتبريد السريع والطبيعة غير المسامية للقوالب المعدنية، يجب أن تكون سرعة الصب بطيئة في البداية، ثم سريعة، وأخيرًا بطيئة مرة أخرى. من الضروري الحفاظ على تدفق ثابت للسائل أثناء عملية الصب.
كلما طالت مدة بقاء اللب المعدني داخل القالب، زادت قوة التماسك على اللب بسبب انكماش الصب، مما يتطلب قوة سحب أكبر لللب.
إن المدة المثلى لبقاء اللب المعدني داخل الصب هي عندما يبرد الصب إلى نطاق درجة حرارة التشوه البلاستيكي ويصبح لديه قوة كافية، وعندها يكون الوقت الأمثل لسحب اللب.
إذا بقي الصب لفترة طويلة في قالب معدني، تزداد درجة حرارة جدار القالب، مما يتطلب المزيد من وقت التبريد وتقليل إنتاجية القالب المعدني.
عادةً ما يتم تحديد الوقت الأنسب لسحب اللب وإزالة الصب من خلال الطرق التجريبية.
لضمان ثبات جودة مصبوبات القوالب المعدنية والإنتاج الطبيعي، من الضروري الحفاظ على تغير ثابت في درجة الحرارة في القالب المعدني أثناء الإنتاج.
لذلك، بعد كل صب، يجب فتح القالب المعدني وتركه لفترة معينة حتى يبرد إلى درجة الحرارة المحددة قبل الصب التالي.
إذا تم الاعتماد على التبريد الطبيعي، فإن الوقت المطلوب يكون أطول، مما يقلل من الإنتاجية، وبالتالي يشيع استخدام التبريد القسري. هناك العديد من طرق التبريد بشكل عام:
1. تبريد الهواء: نفخ الهواء حول الجزء الخارجي من القالب المعدني لتعزيز تبديد الحرارة بالحمل الحراري. على الرغم من أن هيكل القالب المعدني المبرد بالهواء بسيط وسهل التصنيع ومنخفض التكلفة، إلا أن تأثير التبريد ليس مثاليًا بشكل خاص.
2. التبريد بالماء غير المباشر: تركيب سترة مائية على الجزء الخلفي أو جزء معين من القالب المعدني. تأثير التبريد الخاص به أفضل من تأثير التبريد بالهواء وهو مناسب لصب الأجزاء النحاسية أو أجزاء الحديد الزهر القابلة للتسامح. ومع ذلك، فإن التبريد المكثف لصب الجدار الرمادي الرقيق الجدار مصبوبات الحديد أو مصبوبات حديد الدكتايل أو حديد الدكتايل قد تزيد من عيوب الصب.
3. تبريد مباشر بالماء: صنع سترة مائية مباشرة على الجزء الخلفي أو جزء معين من القالب المعدني، وتبريده بالماء المتدفق عبر السترة. تُستخدم هذه الطريقة بشكل أساسي لصب الأجزاء الفولاذية أو غيرها من مصبوبات السبائكحيث يلزم التبريد القوي للقالب. ونظرًا لارتفاع تكلفته، فإنه لا يصلح إلا للإنتاج على نطاق واسع.
إذا كان سمك جدار الصب يختلف اختلافًا كبيرًا، عند استخدام قالب معدني للإنتاج، فإن الطريقة الشائعة هي تسخين جزء من القالب المعدني أثناء تبريد جزء آخر لضبط توزيع درجة حرارة جدار القالب.
خلال عملية الصب للقوالب المعدنية، من الشائع وضع طلاء على سطح عمل القالب المعدني.
يعمل الطلاء على تنظيم سرعة تبريد المسبوكات، وحماية القالب المعدني من التآكل والصدمة الحرارية الناجمة عن السائل المعدني عالي الحرارة، وتسهيل إطلاق الغازات عبر طبقة الطلاء.
اعتماداً على السبيكة، قد يكون للطلاء صيغ متنوعة ويتكون عموماً من ثلاثة أنواع من المواد:
1. المواد الحرارية المسحوقية (مثل أكسيد الزنك، ومسحوق التلك، ومسحوق رمل الزركون، ومسحوق التراب الدياتومي، إلخ);
2. مواد رابطة (عادة ما تكون زجاجية مائية أو شراب أو سائل نفايات من لب الورق، إلخ);
3. المذيب (الماء). يمكن الرجوع إلى الصيغ المحددة في الكتيبات ذات الصلة. يجب أن يفي الطلاء بالمتطلبات الفنية التالية: يجب أن يكون له لزوجة معينة لسهولة الرش، وأن يكون قادرًا على تشكيل طبقة رقيقة موحدة على سطح القالب المعدني؛ بعد التجفيف، يجب ألا يتشقق الطلاء أو يتقشر ويجب أن يكون سهل الإزالة؛ يجب أن يكون له قابلية عالية للحرارة؛ يجب ألا يولد كمية كبيرة من الغازات في درجات الحرارة العالية؛ يجب ألا يتفاعل كيميائيًا مع السبيكة (استثناءات للمتطلبات الخاصة).
على الرغم من أن الطلاء يمكن أن يقلل من سرعة تبريد المسبوكات في القالب المعدني، إلا أنه لا تزال هناك صعوبة معينة في إنتاج أجزاء حديد الدكتايل (مثل أعمدة الكرنك) باستخدام القوالب المعدنية التي تستخدم الطلاء، لأن سرعة تبريد المسبوكات لا تزال سريعة جدًا، والمسبوكات عرضة للفم الأبيض.
إذا تم استخدام قالب رملي، يكون للقالب سرعة تبريد أبطأ، ولكن يحدث انكماش أو مسامية بسهولة عند الوصلة الساخنة.
يمكن أن ينتج عن وضع طبقة من 4-8 مم من الرمل على سطح القالب المعدني مصبوبات حديد الدكتايل المرضية.
تعمل طبقة الرمل على تنظيم سرعة تبريد الصب بشكل فعال، فمن ناحية تمنع حدوث فوهة بيضاء في جسم الحديد الزهر، ومن ناحية أخرى، تجعل معدل التبريد أسرع من الصب بالرمل.
لا تتفكك القوالب المعدنية، ولكن يمكن لطبقة رقيقة من رمل الراتنج أن تقلل بشكل مناسب من مقاومة انكماش المسبوكات. وبالإضافة إلى ذلك، تتمتع القوالب المعدنية بصلابة جيدة، مما يحد بشكل فعال من تمدد الجرافيت الكروي، ويحقق الصب بدون ارتفاع، ويزيل الرخاوة، ويحسن من انضغاط المسبوكات.
إذا كانت الطبقة الرملية للقالب المعدني مصنوعة من رمل الراتنج، فيمكن تغطيتها عمومًا بالسفع الرملي. يجب أن تكون درجة حرارة القالب المعدني بين 180-200 ℃. يمكن استخدام القوالب المعدنية الراتنجية الرملية الراتنجية لإنتاج حديد الدكتايل أو الحديد الرمادي أو المسبوكات الفولاذية، وتأثيراتها التقنية كبيرة.
تتضمن طرق تحسين عمر القوالب المعدنية ما يلي:
1. اختيار المواد ذات الموصلية الحرارية العالية ومعامل التمدد الحراري المنخفض والقوة العالية لتصنيع القوالب المعدنية;
2. تكنولوجيا الطلاء المناسبة، مع الالتزام الصارم بمواصفات العملية;
3. يجب أن يكون هيكل القالب المعدني معقولاً، ويجب التخلص من الضغوط المتبقية أثناء عملية التصنيع;
4. يجب أن تكون حبيبات مادة القالب المعدني صغيرة.
لضمان جودة الصب، وتبسيط هيكل القالب المعدني، والاستفادة الكاملة من فوائده التقنية والاقتصادية، يجب إجراء تحليل أولي لهيكل الصب، ويجب إنشاء عملية صب معقولة.
تعد جودة تصميم العملية لهيكل صب القالب المعدني شرطًا أساسيًا لضمان جودة الصب واستغلال مزايا صب القالب المعدني. يجب أن يلتزم هيكل الصب المعقول بالمبادئ التالية:
(1) يجب ألا يعيق هيكل الصب عملية إزالة القوالب أو الانكماش;
(2) يجب ألا يكون تباين السماكة كبيرًا جدًا لتجنب الاختلافات الكبيرة في درجات الحرارة، مما يؤدي إلى حدوث تشققات انكماشية ومسامية في الصب;
(3) يجب تقييد الحد الأدنى لسمك جدار القوالب المعدنية المصبوبة.
وعلاوة على ذلك، يجب أن تكون دقة ونعومة الأسطح غير المشكّلة للسبك مطلوبة بشكل مناسب.
يرتبط موضع الصب في الصب ارتباطًا مباشرًا بعدد النوى وأسطح الفراق، وموضع إدخال المعدن السائل، وتأثير تغذية الصاعد، ودرجة سلاسة العادم، وتعقيد القالب المعدني.
فيما يلي مبادئ اختيار موضع الصب:
1. ضمان تدفق السائل المعدني بسلاسة أثناء التعبئة، مما يسمح بسهولة التنفيس ومنع دخول الهواء وأكسدة المعدن;
2. تعزيز التصلب المتسلسل والانكماش الجيد لضمان الحصول على مصبوبات ذات هيكل كثيف;
3. ينبغي تقليل عدد النوى إلى أدنى حد ممكن، وينبغي أن تكون سهلة الوضع وثابتة وسهلة الفك;
4. تيسير تبسيط المعدن هيكل القالب وسهولة إزالة القوالب.
تكون أشكال السطح الفاصل عموماً رأسية أو أفقية أو مدمجة (فراق مختلط رأسي أو أفقي مختلط أو فراق منحني). وفيما يلي مبادئ اختيار السطح الفاصل:
1. لتبسيط هيكل القالب المعدني وتحسين دقة الصب، يجب ترتيب شكل الصب الأبسط داخل القالب النصفي، أو يجب ترتيب معظمه داخل القالب النصفي;
2. يجب تقليل عدد الأسطح الفاصلة إلى أدنى حد ممكن لضمان المظهر الجمالي للقالب ولتسهيل عملية إزالة القوالب ووضع اللب;
3. يجب أن يضمن السطح الفاصل المختار أن يكون إعداد البوابات والرافعات مناسبًا، مما يسمح بتدفق المعدن بسلاسة أثناء الملء ويسهل طرد الغاز من تجويف القالب;
4. يجب عدم تحديد سطح الفراق على السطح المرجعي للتشغيل الآلي;
5. تجنب أسطح الفواصل المنحنية قدر الإمكان لتقليل عدد الأجزاء المفككة ومكونات القالب المتحركة.
يجب مراعاة العوامل التالية عند تصميم نظام الصب نظرًا للخصائص المحددة لصب القالب المعدني: سرعة الصب المعدني عالية، وتتجاوز سرعة القوالب الرملية بحوالي 20%.
وعلاوة على ذلك، يجب أن يكون الغاز في تجويف القالب قادرًا على الطرد بسلاسة عندما يملأ المعدن السائل القالب. وينبغي أن يكون اتجاه تدفقه متسقًا قدر الإمكان مع اتجاه تدفق السائل، مما يدفع الغاز بفعالية نحو الناهض أو الناهض المنفيس.
وبالإضافة إلى ذلك، يجب توخي الحذر لضمان تدفق المعدن السائل بسلاسة أثناء عملية الملء، دون إحداث أي اضطراب أو التأثير على جدار القالب أو القوالب أو التسبب في أي تناثر.
ينقسم نظام صب القوالب المعدنية عمومًا إلى ثلاث فئات: البوابات العلوية والبوابات السفلية والبوابات الجانبية.
(1) البوابات العلوية: تتميز هذه الطريقة بتوزيع حرارة معقول، وهو أمر مفيد للتصلب المتسلسل ويمكن أن يقلل من استهلاك المعدن السائل. ومع ذلك، فإن تدفق المعدن السائل غير مستقر، مما قد يسبب شوائب. عندما يكون ارتفاع الصب مرتفعًا، يمكن أن يؤثر على الجزء السفلي من القالب أو النوى. إذا تم استخدامها لصب أجزاء سبائك الألومنيوم، فهي مناسبة بشكل عام فقط للأجزاء البسيطة التي يقل ارتفاعها عن 100 ملليمتر.
(2) البوابات السفلية: يتدفق المعدن السائل بسلاسة أكبر، وهو أمر مفيد للتنفيس. ومع ذلك، فإن توزيع درجة الحرارة غير معقول، وهو ما لا يساعد على التصلب السلس للصب.
(3) البوابات الجانبية: تتميز هذه الطريقة بمزايا الطريقتين المذكورتين أعلاه. يتدفق المعدن السائل بسلاسة، مما يسهل جمع الخبث والتنفيس. ومع ذلك، فإن استهلاك المعدن السائل مرتفع، وهناك عبء عمل كبير لتنظيف البوابات.
يشبه هيكل نظام صب القوالب المعدنية بشكل أساسي نظام صب القوالب الرملية.
ومع ذلك، ونظرًا لأن جدار القالب المعدني غير قابل للتنفس ولديه موصلية حرارية قوية، يجب أن يسهل هيكل نظام الصب تقليل سرعة تدفق المعدن السائل، وضمان التدفق السلس، وتقليل تأثيره على جدار القالب.
إلى جانب ضمان أن الغاز الموجود في تجويف القالب لديه متسع من الوقت لطرده، يجب أن يضمن أيضًا عدم حدوث تناثر أثناء عملية الملء.
عند صب المعادن الحديدية باستخدام القوالب المعدنية، نظرًا لسرعة التبريد العالية للصب والزيادة السريعة في لزوجة تدفق السائل، غالبًا ما يتم استخدام نظام بوابات مغلقة. نسبة المساحات المستعرضة لأجزائه المختلفة هي: F_داخلي: F_عرضي: F_عكسي = 1 : 1.15 : 1.25
تؤدي الناهضات في صب القوالب المعدنية نفس الوظائف التي تؤديها تلك الموجودة في صب القوالب الرملية: فهي تعوض الانكماش وتجمع الخبث وتنفيسه. مبادئ تصميم الرافعات في القوالب المعدنية هي نفس مبادئ تصميم الرافعات في القوالب الرملية.
نظرًا لأن القوالب المعدنية تبرد بشكل أسرع وغالبًا ما تستخدم القوالب المعدنية طلاءات عازلة أو طبقات رملية، يمكن أن يكون حجم القوالب المعدنية أصغر من تلك الموجودة في القوالب الرملية.
قسم التحرير: معلمات عملية مصبوبات القوالب المعدنية
نظرًا لخصائص عملية القالب المعدني، تختلف معلمات عملية المسبوكات الخاصة به اختلافًا طفيفًا عن تلك الخاصة بمسبوكات القوالب الرملية.
لا يرتبط معدل الانكماش الخطي لمسبوكات القوالب المعدنية بالانكماش الخطي للسبائك فحسب، بل يرتبط أيضًا بهيكل الصب، وعرقلة الانكماش في القالب المعدني، ودرجة حرارة إزالة القالب المعدني، ودرجة حرارة الصب في الصب، وتمدد القالب المعدني وتغير حجمه بعد التسخين، وما إلى ذلك. تحتاج قيمته أيضًا إلى مراعاة ترك مجال لتعديل الحجم أثناء عملية الصب التجريبي.
من أجل إزالة قلب القالب المعدني والقالب المعدني والمسبوك، يجب أخذ مسودة مناسبة في اتجاه إزالة القلب وإزالة القالب من المسبوك. ارجع إلى الكتيبات ذات الصلة لمعرفة مسودة الصب لمختلف المسبوكات المصنوعة من السبائك المختلفة.
تكون دقة مصبوبات القوالب المعدنية أعلى عمومًا من دقة مصبوبات القوالب الرملية، لذلك يمكن أن يكون بدل التصنيع أصغر من ذلك، ويتراوح عمومًا بين 0.5 و4 مم.
بعد تحديد معلمات عملية الصب، يمكن رسم رسم عملية صب القالب المعدني. هذا الرسم هو في الأساس نفس رسم عملية صب القوالب الرملية.
بعد رسم مخطط عملية الصب، يمكن المضي قدمًا في تصميم القالب المعدني. يتضمن التصميم في المقام الأول تحديد الهيكل والأبعاد والقلب ونظام العادم وآلية طرد القالب المعدني.
يجب أن يهدف تصميم القالب المعدني إلى البساطة في الهيكل، والراحة في التصنيع الآلي، والملاءمة اختيار الموادوضمان السلامة والموثوقية.
يعتمد هيكل القالب المعدني على شكل وحجم الصب وعدد الأسطح الفاصلة ونوع السبيكة وحجم الإنتاج. بناءً على موضع سطح الفراق، هناك عدة أشكال من هياكل القوالب المعدنية:
1. قالب معدني متكامل: لا يحتوي هذا القالب على سطح فاصل وبنية بسيطة، وهو مناسب للمسبوكات ذات الشكل البسيط بدون سطح فاصل.
2. قالب فراق معدني أفقي: هذا القالب مناسب لمسبوكات العجلات رقيقة الجدران.
3. قالب فراق معدني عمودي: هذا النوع من القوالب مناسب لإنشاء أنظمة البوابات والعادم، وسهل الفتح والإغلاق، ومناسب للإنتاج الآلي. وغالباً ما يستخدم لإنتاج المسبوكات الصغيرة البسيطة.
4. قالب فراق معدني مركب: يتكون من سطحين أو أكثر من أسطح فراق، أو حتى كتل متحركة، وتستخدم بشكل عام لإنتاج المسبوكات المعقدة. إنه مناسب للتشغيل ويستخدم على نطاق واسع في الإنتاج.
يشير الجسم الرئيسي للقالب المعدني إلى الجزء الذي يشكل تجويف القالب ويستخدم لتشكيل الشكل الخارجي للقالب. ويرتبط هيكل الجسم الرئيسي بحجم الصب وموضع الصب في القالب وسطح الفراق ونوع السبيكة.
يجب أن يسعى التصميم إلى تحقيق أبعاد دقيقة لتجويف القالب؛ وتسهيل إنشاء أنظمة البوابات والعادم، وسهولة إخراج الصب والقوة والصلابة الكافية.
اعتمادًا على مدى تعقيد الصب ونوع السبيكة، يمكن استخدام مواد مختلفة لقلب القالب.
وبصفة عامة، تُستخدم النوى الرملية لصب الأجزاء المعقدة رقيقة الجدران أو السبائك ذات نقطة الانصهار العالية (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والحديد الزهر)، بينما تُستخدم النوى المعدنية في الغالب لصب السبائك ذات نقطة الانصهار المنخفضة (مثل الألومنيوم وسبائك المغنيسيوم). يمكن أيضًا استخدام النوى الرملية والنوى المعدنية معًا في نفس الصب.
عند تصميم قالب معدني، فإن نظام العادم ضروري. يمكن استخدام الطرق التالية للعادم:
(1) استخدم الفجوة بين السطح الفاصل أو السطح المركب لتجويف القالب للعادم.
(2) إنشاء أخدود عادم على السطح الفاصل أو السطح المركب لتجويف القالب، أو في المقعد الأساسي أو على سطح قضيب القاذف.
(3) قم بتركيب فتحات العادم، والتي تقع بشكل عام في أعلى نقطة من القالب المعدني.
(4) يشيع استخدام سدادات العادم في القوالب المعدنية.
يمكن أن تعيق الأجزاء غير المستوية من تجويف القالب المعدني انكماش الصب، مما يسبب مقاومة عند إزالة القالب. يجب استخدام آلية قاذف لإخراج الصب.
عند تصميم آلية القاذف، يجب ملاحظة النقاط التالية: منع تلف الصب، أي منع تشوه الصب أو انبعاج الصب بسبب القذف؛ منع قضيب القاذف من أن يعلق.
يجب أن يكون الخلوص بين قضيب القاذف وفتحة القاذف مناسبًا. إذا كان الخلوص كبيرًا جدًا، فيمكن أن يدخل المعدن بسهولة؛ وإذا كان صغيرًا جدًا، فقد يتسبب في حدوث انحشار. تقترح التجربة استخدام مطابقة مستوى D4/DC4.
عندما يتم تجميع قالب معدني، يلزم تحديد موضع النصفين بدقة. ويتم تحقيق ذلك بشكل عام بطريقتين: تحديد الموضع بالدبوس وتحديد الموضع "الإيقاف". بالنسبة للفصل الرأسي مع سطح فراق دائري، يمكن استخدام التموضع "الإيقافي"، بينما يستخدم التموضع "الإيقافي" في الغالب لأسطح الفراق المستطيلة.
يجب وضع دبوس التموضع داخل محيط سطح الفراق. عندما يكون القالب المعدني نفسه كبيرًا وثقيلًا، لضمان التموضع المريح أثناء فتح القالب وإغلاقه، يمكن اعتماد شكل توجيهي.
من تحليل أسباب فشل القوالب المعدنية، يجب أن تفي المواد المستخدمة في تصنيع القوالب المعدنية بالمتطلبات التالية: مقاومة جيدة للحرارة والتوصيل الحراري؛ عدم حدوث تشوه أو تلف عند التسخين المتكرر؛ قوة وصلابة ومقاومة تآكل معينة؛ قابلية جيدة للتشغيل الآلي.
الحديد الزهر هو المادة الأكثر استخدامًا للقوالب المعدنية. فهو يتميز بقابلية جيدة للتشغيل الآلي، وهو غير مكلف، ويمكن صنعه ذاتيًا في المصانع العامة. بالإضافة إلى ذلك، فهو مقاوم للحرارة والتآكل، مما يجعله مادة مناسبة للقوالب المعدنية. لا يستخدم الفولاذ الكربوني والفولاذ منخفض السبائك إلا عند الحاجة إلى متطلبات عالية.
استخدام سبائك الألومنيوم في تصنيع القوالب المعدنية قد جذبت الانتباه في الخارج. يمكن أن يخضع سطح قوالب الألومنيوم إلى معالجة بالأكسدة الأنودية، مما ينتج عنه طبقة أكسيد مكونة من Al2O3 و Al2O3-H2O.
يتميز هذا الفيلم بدرجة انصهار وصلابة عالية، كما أنه مقاوم للحرارة والتآكل. يُذكر أن قوالب معدن الألومنيوم هذه، عند استخدام تدابير التبريد بالماء، لا يمكنها فقط ألومنيوم مصبوب والأجزاء النحاسية ولكن يمكن استخدامها أيضًا لصب المسبوكات المعدنية الحديدية.
بصفتي مؤسس شركة MachineMFG، فقد كرّستُ أكثر من عقد من حياتي المهنية في مجال تصنيع المعادن. وقد أتاحت لي خبرتي الواسعة أن أصبح خبيرًا في مجالات تصنيع الصفائح المعدنية، والتصنيع الآلي، والهندسة الميكانيكية، وأدوات الماكينات للمعادن. أفكر وأقرأ وأكتب باستمرار في هذه المواضيع، وأسعى باستمرار للبقاء في طليعة مجال عملي. فلتكن معرفتي وخبرتي مصدر قوة لعملك.
AR 
EN 
DE 
ES 
FR 
ID 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR