عملية صب الرغوة المفقودة للوحة الأذن

تعتمد هذه العملية على صبّ الرمل الجاف لضمان دقة أبعاد وشكل القطعة المصبوبة، مما يمنحها خصائص الصب الدقيق، ويضمن جودة عالية لسطحها. كما أنها تلغي الحاجة إلى عملية تشكيل قلب الرمل، وتتخلص من عيوب الصب والنفايات الناتجة عن هذه العملية. يُبسط هذا الأسلوب عملية التشكيل بشكل كبير، ويقضي على عيوب الصب الناتجة عن عملية إخراج القالب وإغلاقه. كما أن استخدام الرمل الجاف فقط يمنع العيوب الناتجة عن الرطوبة والمواد المضافة والمواد الرابطة. توجد أنواع عديدة من المسبوكات، ولكنها جميعها من المسبوكات الفولاذية. تتناول هذه الورقة البحثية صفيحة الأذن كمثال لتحليلها.

1- تحليل عملية الصب

(1) المقاس: شريطي الشكل، يشبه الأذنين، ويُسمى صفيحة الأذن. أقصى طول 1885 مم، والعرض 300 مم، والفتحة 116، 55، 40 مم، وسُمك الجدار 40 مم. وزن القطعة الواحدة 250 كجم.

(2)ZG1Cr13Ni9 

المادة: فولاذ مقاوم للصدأ من النيكل والكروم ZG1Cr13Ni9

(3) المتطلبات: تتطلب جودة سطح الصب معايير عالية، بالإضافة إلى أن مادته هي الفولاذ المقاوم للصدأ، لذا فإن درجة نقاء الفولاذ السائل عالية أيضًا. ونظرًا لتعرض "الأذن" لقوة كبيرة، يجب ألا يتعرض الصب في هذه المنطقة لأي مسامية داخلية أو شوائب خبث.

(4) تحليل الصب:

تُشبه عملية الصب عملية صب الألواح الطويلة، حيث يكون وزن طبقة الطلاء البيضاء كبيرًا، مما قد يؤدي إلى تشوه المسبوكة. لذلك، خلال عملية التجفيف، يجب تقليل مساحة السطح الأفقي قدر الإمكان، أي تجنب تعريض المسبوكة للضغط الزائد.

يجب وضع الرافعين على بعد ثلث المسافة بحيث يكون الصب بأكمله ضمن نطاق التغذية.

نظراً لأن الشوائب لها تأثير كبير على الخصائص الميكانيكية للمسبوكات، فإنها تتطلب احتفاظاً صارماً بالخبث.

2、تصميم نظام الصب

تتميز مصبوبات الصلب بارتفاع درجة انصهارها، وانخفاض سيولتها، وانكماشها الكبير، وسهولة تأكسدها. يتطلب نظام الصب بنية بسيطة ومساحة مقطع عرضي كبيرة، لضمان سرعة وثبات عملية ملء القالب. يجب أن يكون التدفق منتظمًا، مما يُسهّل عملية التصلب المتتابع للمصبوبة وتغذية المصب، كما يجب ألا يعيق انكماشها.

بالإضافة إلى الخصائص الهيكلية للصب، يمكن استخدام الجزء العلوي من الصب.

لحساب حجم المصب، يتم أولاً حساب معامل الصب (M) لتحديد معامل المصب (M)، ثم حساب انكماش حجم المسبوكة، ومن ثم تحديد الشكل والحجم المناسبين للمصب. يبلغ طول المصب في هذه المسبوكة 250 مم، وعرضه 200 مم، وارتفاعه 300 مم.

3、مخطط سير العمل

• المنطقة البيضاء:

نظراً لقلة متطلبات الصب، يستخدم الموقع قالب قطع أبيض يدوي. متطلبات الألواح البيضاء الكبيرة: التحكم في الكثافة بحيث لا تتجاوز 19 غ/لتر، وضمان سطح متجانس وجاف تماماً.

• المنطقة الصفراء:

يجب أن تتراوح متطلبات سمك الطلاء بين 1.5 و 2.0 مم، ويجب أن تكون وصلة الصاعد أكثر سمكًا للحماية، ويجب تقوية الثقوب في زاوية سمك الطلاء.

في عملية التجفيف، يجب ضمان جفاف وبرودة الطلاء قدر الإمكان، وتجنب تبخر الرطوبة لتكوين عيوب في الثغور.

• منطقة سوداء

يعتمد النموذج الأبيض على تصميم المجموعة الخارجية، حيث تتكون كل مجموعة من قطعتين، وكل صندوق من مجموعة واحدة. يتم تثبيت الصندوق المدفون باستخدام منصة اهتزاز متحركة، مع اهتزاز رملي طبقي. تتم معالجة البوابة برمل زجاجي لمنع انجراف الرمل أثناء الصب.

درجة حرارة الصب: 1560-1580 درجة مئوية

الضغط السلبي: -0.050 ميجا باسكال، -0.020 ميجا باسكال، حافظ على الضغط لمدة 15 دقيقة.

سرعة الصب: حوالي 40 ثانية، صب سريع

ستعمل آلة تقليب الطعام في غضون 3 ساعات

يوضح الشكل التالي قالب الصب الأبيض والقطع المصبوبة بعد قلب الصندوق.

4、تحليل العيوب

العيوب الشائعة في مصبوبات الصلب EPC هي الكربنة والمسامية ووجود شوائب الخبث والتدفق العكسي.

الكربنة: السبب: تتكون مادة الرغوة بشكل أساسي من الكربون والهيدروجين. ينفصل الهيدروجين عند درجات الحرارة العالية ويتحد مع الأكسجين ليتحول إلى بخار ماء، بينما يبقى الكربون المتبقي في الصب، مما يؤدي إلى كربنة سطح أجزاء الفولاذ المصبوب. التدابير الوقائية: اختيار بلاستيك رغوي عالي الجودة، واتباع عملية صب مناسبة، مع مراعاة خصائص الصب. فكلما ابتعدنا عن نقطة الصب، زادت نسبة الكربون، لذا يُنصح بزيادة ارتفاع نقطة الصب في المناطق البعيدة عن نقطة الصب.

الثقوب الهوائية: هي ثقوب ناتجة عن رغوة غير جافة أو عن دخول الهواء أثناء الصب. لتحسين عملية الصب، يُنصح بتحسين عملية ملء الفولاذ السائل بسلاسة ودون اضطراب، مما يُحسّن درجة حرارة الصب، والضغط السلبي، ونفاذية الطلاء وقالب الرمل. يُستخدم قالب الصب المجوف لتقليل انبعاث الغازات ومنع الثقوب الهوائية.

شوائب الخبث: الرمل الجاف، والطلاء، والشوائب الأخرى التي تدخل في عملية الصب مع الحديد المنصهر، مما يؤدي إلى تكوين عيوب. تدابير الوقاية والتحكم: اختيار طلاء عالي الجودة، وضبط رأس الصب ودرجة الحرارة والوقت بشكل مناسب، وتحديد حجم الضغط السلبي بدقة.

الارتجاع: أثناء عملية الصب، يرتفع ضغط الهواء في التجويف بشكل حاد نتيجةً لكمية الغاز الكبيرة المتولدة من التحلل الحراري للمادة الخارجية، ولا يمكن التخلص منه في الوقت المناسب، مما قد يتسبب في نشوب حريق أو تناثر المعدن، ويؤدي إلى تلف المسبوكة. التدابير الوقائية: التحكم في كثافة المادة الخارجية (EPS) بحيث تتراوح بين 0.018 و0.022 جم/سم³، ثم تجفيفها لتقليل انبعاث الماء والغاز. التحكم في درجة حرارة وسرعة الصب، وتصميم نظام صب مناسب.

5、ملخص

لا يزال فولاذ الصب بالقوالب المفقودة في مراحله الأولى من التطور في صناعة الصب بالقوالب المفقودة في الصين، ويتمتع بإمكانيات تطوير واسعة. ومن خلال عملية صب لوحة الأذن، يمكن الحصول على صب مُرضٍ، وقد تم شرح النقاط التي يجب مراعاتها وتجنبها في عملية الصب بأكملها بالتفصيل، مما يوفر مرجعًا وأساسًا نظريًا لإنتاج مصبوبات ذات أشكال مماثلة من مواد مماثلة.