معرفة

نظام بوابات المسبوكات مسؤول بشكل رئيسي عن نقل الفولاذ المنصهر النظيف والخالي من الخبث من المغرفة إلى تجويف القالب دون التسبب في أكسدة ثانوية أو امتصاص للغاز. تتأثر جميع السبائك، إلى حد ما، بتكوين الخبث، وبعضها، مثل السبائك القائمة على الألومنيوم والنحاس، أكثر عرضة لذلك.

 

أهم جانب في عملية الصب هو إدخال المعدن في القالب دون أي اضطراب، وبأقل سرعة ممكنة، وبمعدل ملء مناسب. لا يُمكن اعتبار معدل الملء الأمثل لسبائك معينة قيمة ثابتة، بل يعتمد على عوامل عديدة، مثل وزن المسبوكة، وسمك المقطع العرضي، وشكل المسبوكة. تزيد معدلات التدفق المفرطة من احتمالية حدوث اضطراب، ونفث، وأكسدة في الطرف الأمامي للمعدن، مما قد يؤدي إلى انخفاض في الخواص الميكانيكية أو حتى تلف المسبوكة.

 

يتعارض معدل الملء العالي اللازم مع معدل التدفق المنخفض، خاصةً في السبائك المعرضة لتكوين الخبث. غالبًا ما ينتج عن ذلك نظام بوابات كبير الحجم، يتجاوز بكثير النسب المعتادة لمساحة نظام البوابات. في هذه السبائك، يُفضل صبّها باستخدام نظام بوابات "بدون ضغط" عن طريق إزالة السطح العلوي للقناة. هذا يضمن تدفق القناة بكامل طاقتها دائمًا. يجب أن تكون المسافة بين بئر المصب والبوابة الداخلية الأولى كبيرة قدر الإمكان لإتاحة الوقت الكافي لطفو الخبث والتقاطه بالسطح العلوي للقناة. يجب وضع البوابات الداخلية بالقرب من أسفل القالب قدر الإمكان لتقليل الاضطراب في تجويف القالب.

 

شجيرة الصب: يُستخدم كوب الصب لجميع أنواع الصب باستثناء أصغرها. يجب تصميمه للسماح للصابون بملء المصب بسرعة والحفاظ على ضغط رأس ثابت أثناء عملية الصب. يمكن تحقيق ذلك بتصميم مائل مزود بسد. يجب أن يكون شكل كوب الصب مستطيلًا لتسهيل دوران الماء لأعلى أثناء الصب، مما يساعد على إزالة الخبث. يجب أن يكون مخرج كوب الصب مقوس الشكل ومطابقًا لمصب الصب. عادةً ما يُستخدم سدادة في كوب الصب، مما يسمح للصابون بملئه بالكامل قبل إزالته، مما يتيح الوقت الكافي للخبث ليطفو.

 

لا ينصح بالصب المباشر في القناة أو استخدام بطانة مخروطية للتدفق مباشرة إلى القناة، لأنه لا يتسبب فقط في تكوين وإدخال الهواء والخبث إلى نظام البوابة، بل يؤدي أيضًا إلى توليد اضطرابات مفرطة في نظام البوابة بسبب تدفق المعدن عالي السرعة.

 

المصب: يتحكم المصب في معدل ملء الصب، وهو أهم جزء في نظام البوابة. أثناء الإنتاج، يجب أن يتناقص حجم المصب تدريجيًا، مع مساحة تحكم أصغر في الأسفل، بينما تتحدد مكونات نظام البوابة الأخرى حسب مساحة مخرج المصب.

 

هناك العديد من الصيغ والرسوم البيانية المفيدة لتحديد ميل مجرى التفريغ. بدءًا من منطقة التحكم، يكفي انحناء بمقدار 5 درجات. عندما يتجاوز ارتفاع مجرى التفريغ 300 مم، يُنصح بزيادة قطر المقطع العرضي (أو طول ضلعه) بنسبة 50%. يمكن أن يكون المقطع العرضي للمجرى دائريًا أو مربعًا أو مستطيلًا. هناك أدلة تُوصي باستخدام مقطع عرضي مستطيل لأنه يُقلل من تكوين الدوامات وامتصاص الغازات. إذا لم تكن هناك أسباب أخرى، فإن المقاطع العرضية المربعة والمستطيلة أسهل في التصنيع من المقاطع الدائرية.

 

قاعدة المصب: نظرًا لأن معدل التدفق يبلغ أقصى حد له عند مخرج المصب، فمن المهم موازنة تدفق السائل والسماح له بالتحول من الاتجاه الرأسي إلى الأفقي بأقل قدر من الاضطراب. الأبعاد الموصى بها لبئر المصب هي: قطر يتراوح بين ضعفين وثلاثة أضعاف قطر مخرج المصب، وعمق يبلغ ضعف عمق المجرى.

 

الممر والبوابات: كما ذُكر سابقًا، يُفضّل أن يُصنع الصب بنظام بوابات بدون ضغط (الممر في القالب السفلي والبوابات الداخلية في القالب العلوي). يجب أن تكون مساحة الممر من ضعفين إلى أربعة أضعاف مساحة بئر المصب، وأن تكون المساحة الإجمالية للبوابات الداخلية مساوية أو أكبر من ضعف مساحة المصب. يضمن هذا معدل الملء المطلوب بأقل سرعة ممكنة. تتطلب السبائك الحساسة للخبث مجاري وبوابات أكبر لضمان أدنى معدل تدفق. المقطع العرضي المثالي للمصب مستطيل، بنسبة عرض إلى عمق 2:4. صُمم السطح العلوي العريض لزيادة التقاط الخبث والشوائب بواسطة المصب. عندما يكون للمصب بوابات متعددة، لضمان معدل تدفق منتظم عند كل بوابة، تتناقص مساحة المصب عند مروره عبر كل بوابة. من الممارسات الجيدة أيضًا وضع وعاء خبث في نهاية مجرى الصب لجمع المعدن شديد التأكسد الذي يملأه أولًا. يجب أن يكون موضع اتصال البوابة بالتجويف منخفضًا قدر الإمكان لتجنب الاضطراب الناتج عن سقوط السائل. وكما هو الحال في مجرى الصب، يجب أن يكون المقطع العرضي للبوابة مستطيلًا وليس مربعًا لتجنب تكوّن "بقع ساخنة" عند نقطة التلامس مع الصب وتجويفات الانكماش اللاحقة. تُحدَّد النسبة الدقيقة بين عرض البوابة وسمكها بناءً على زمن تصلب الصب. وبناءً على الخبرة، يجب أن يكون سمك البوابة أقل من ثلث سمك الصب عند نقطة الاتصال.

 

الترشيح: تُستخدم المرشحات المعدنية على نطاق واسع منذ سنوات عديدة. وهي متوفرة بأشكال متنوعة، بدءًا من المرشحات البسيطة والأقمشة المنسوجة وصولًا إلى أنواع مختلفة من الكتل الخزفية. تنقسم المرشحات الخزفية بشكل رئيسي إلى فئتين: إحداهما مبثوقة بفتحات مستقيمة ومتوازية؛ والأخرى سيراميك رغوي، مكونة من هيكل سيراميكي يشبه الرغوة بدون اتجاه مسام محدد. فوائد استخدام كتل الترشيح الخزفية موثقة جيدًا، فهي فعالة للغاية في إزالة الشوائب ويمكنها تحسين الخواص الميكانيكية. تتميز ألواح ترشيح السيراميك الرغوي بمزايا مميزة مقارنةً بألواح الترشيح المبثوقة. فعند مرور المعدن، لا ينقسم التدفق الأولي، مما يقلل من احتمالية الأكسدة الثانوية عند مخرج لوح الترشيح. تختلف سعة ألواح ترشيح السيراميك الرغوي، أو إجمالي كمية المعدن التي يمكن أن تمر قبل الانسداد، باختلاف ميل سبيكة الصب إلى تكوين الخبث. كما تتأثر سعة لوح الترشيح أيضًا بالعملية التمهيدية لنظام صب لوح الترشيح. على سبيل المثال، إذا احتوى المعدن الواصل إلى لوح الترشيح على كمية كبيرة من الخبث، فإن سعة لوح الترشيح ستنخفض بشكل حاد. لا ينبغي استخدام ألواح الترشيح بلا مبالاة ويجب استخدامها مع نظام صب سليم لتحقيق نتائج مفيدة.

 

تتمتع فيجور بخبرة تزيد عن 20 عامًا وفريق عمل محترف في عمليات الصب والتشكيل. إذا كان لدينا أي مساعدة أو لديكم منتجات تحتاجون إلى تطوير، فلا تترددوا في التواصل معنا على info@castings-forging.com