معرفة

تُعد الشقوق في المسبوكات من المشاكل الشائعة في عملية تصنيعها. أسبابها معقدة ومتنوعة، وتشمل بشكل رئيسي عيوبًا داخلية في المسبوكات، والإجهاد الحراري، والإجهاد الضغطي، وتصميم المسبوكات غير المناسب، وإجراءات التبريد غير المناسبة.

القسم 1: نظرة عامة

I. أسباب الشقوق في المسبوكات

1. العيوب الداخلية للمسبوكات:

يمكن أن تؤدي العيوب الداخلية مثل ثقوب الغاز وشوائب الخبث والشوائب الغريبة إلى تركيز الإجهاد، مما يؤدي بالتالي إلى حدوث الشقوق.

2. إجهاد درجة الحرارة:

خلال عملية الصب، تخضع المسبوكات لمرحلتي تبريد وتصلب. إذا كان معدل التبريد غير منتظم أو تغيرت درجة الحرارة بسرعة كبيرة، فقد يتسبب ذلك في إجهاد حراري داخل المسبوكات، مما قد يؤدي إلى تشققها.

3. الضغط والإجهاد:

قد تتعرض المسبوكات لضغط خارجي أثناء عملية الصب، مثل الصب أو التبريد أو المعالجة. عندما تتجاوز هذه الضغوط قدرة المادة على تحمل الأحمال، قد تظهر الشقوق.

4. تصميم الصب غير المعقول:

قد يكون تصميم الصب به مشاكل هيكلية أو سمك جدار غير متساوٍ، مما قد يتسبب في تركيز الإجهاد وتعزيز تكوين الشقوق.

5. إجراءات التبريد غير المناسبة:

يمكن أن تؤدي معدلات وطرق التبريد غير المعقولة إلى توزيع غير متساوٍ لدرجة الحرارة داخل الصب، مما قد يتسبب في حدوث شقوق.

II. طرق منع التشققات في المسبوكات

1. تحسين بنية المسبوكات:

احرص على الحصول على سمك جدار موحد، وقم بعمل شرائح انتقالية في الزوايا لتقليل تركيز الإجهاد.

بالنسبة لقوالب العجلات، يمكن جعل الأسلاك منحنية عند الضرورة لتوزيع الضغوط.

2. تعزيز جودة ذوبان المواد السبائكية:

استخدم عمليات التكرير وإزالة الغازات لإزالة شوائب الأكسيد والغازات من المعدن المنصهر، والتحكم في محتوى الشوائب الضارة.

3. اعتماد إجراءات عملية الصب الصحيحة:

جعل المسبوكات تتصلب في وقت واحد لتقليل ميل الشقوق الساخنة والشقوق الباردة.

قم بضبط مواضع وأحجام البوابات والرافعات بشكل معقول لجعل معدلات التبريد لجميع أجزاء الصب موحدة قدر الإمكان.

تمديد وقت بقاء الصب في قالب الرمل لتحقيق معادلة أكبر في درجة الحرارة بين أقسام الصب السميكة والرقيقة، مما يقلل من فروق درجات الحرارة والإجهاد الحراري.

4. زيادة قابلية انهيار قالب الرمل ونوى الرمل:

قم بإزالة صندوق الضغط الحديدي وفك جهاز تثبيت صندوق الرمل بمجرد تصلب الصب لتقليل مقاومة انكماش الصب وتعزيز التبريد الموحد لجميع أجزاء الصب.

5. إجراء المعالجة الحرارية للشيخوخة:

إجراء المعالجة الحرارية للشيخوخة في الوقت المناسب للمسبوكات ذات إجهاد الصب الكبير للقضاء على الإجهاد المتبقي المفرط ومنع الشقوق الباردة.

6. التحكم في وقت فتح الصندوق ومعدل التبريد:

تجنب فتح الصندوق مبكرًا جدًا لمنع حدوث ضغوط داخلية كبيرة في الصب وتكوين الشقوق.

التحكم في معدل التبريد لتجنب تركيز الإجهاد الحراري بسبب التبريد السريع جدًا أو البطيء جدًا.

7. استخدم المعالجة الحرارية المسبقة المناسبة:

مثل المعالجة الكروية أو المعالجة بالشيخوخة، لإزالة الضغوط الداخلية للمسبوكات والمطروقات في الوقت المناسب.

القسم 2: التشقق الساخن

التشقق الساخن هو نوع من التشققات يحدث ضمن نطاق تصلب المسبوكات. يتميز سطح الكسر بمظهر أسود مؤكسد بشدة. يتطور التشقق على طول حدود الحبيبات، وله شكل غير منتظم ومتعرج. السطح الخارجي للشق عريض بينما السطح الداخلي ضيق. يحدث التشقق الداخلي داخل المسبوكات، عادةً في آخر مناطق التصلب، وغالبًا ما يُظهر سطح الكسر تبلورًا شجيريًا.

أولا: أسباب التشققات الساخنة

يختلف سمك كسر الصب بشكل كبير، والشرائح صغيرة جدًا، ويوجد الكثير من الشوكات في الجزء المتداخل؛

يعيق نظام البوابة الانكماش الطبيعي للصب، مثل أن يكون المصب والرافعة قريبين جدًا من شريط الصندوق، وما إلى ذلك؛

قابلية انهيار رمل القالب (الأساسي) ضعيفة، مثل وجود الكثير من الطين في رمل القالب، والضغط العالي للغاية، وبنية وشكل عظام الأساس غير المناسبين، وما إلى ذلك؛

إن محتوى الكبريت والفوسفور في الحديد المنصهر مرتفع للغاية؛

الاستخدام غير السليم لأضلاع عملية مقاومة التشقق ومكاوي التبريد؛

وميض الصب يعيق الانكماش؛

الاهتزاز المبكر أو التعامل غير الدقيق في الحالة الساخنة، وما إلى ذلك.

 

II. طرق منع التشقق الساخن

عند تصميم المسبوكات، تجنب التغييرات المفاجئة في سمك الجدار، واحرص على تدوير الزوايا. يمكن استخدام الحديد البارد أو أضلاع المعالجة في المناطق المعرضة لإجهاد الشد وتلك التي تتصلب لاحقًا.

استخدم بوابات داخلية متعددة ومتفرقة قدر الإمكان. يجب أن تكون الوصلات بين البوابات والرافعات والصب مزودة بزوايا مناسبة. يجب ألا يعيق شكل وموقع البوابات والرافعات الانكماش الطبيعي للصب.

تحسين قابلية طي رمل القالب (الأساسي)، مثل إضافة كمية مناسبة من رقائق الخشب إلى رمل الطين.

لا تجعل القوالب (النوى) مضغوطة للغاية.

استخدم الدعامات الأساسية ذات الصلابة المناسبة، وتأكد من وجود تغطية كافية للرمل الخارجي، وما إلى ذلك.

القسم 3: التشقق البارد

التشقق البارد هو التشقق الذي يحدث في المسبوكات عند تبريدها إلى الحالة المرنة. تكون الشقوق طويلة ومتساوية العرض، ويتميز سطح الكسر ببريق معدني أو بلون أكسدة خفيف. غالبًا ما يظهر التشقق البارد في مناطق تركيز الإجهاد في المسبوكات، وخاصةً في قطع الحديد الزهر الكبيرة ذات الهياكل المعقدة والاختلافات الكبيرة في سمك الجدار.

 

أولا: أسباب التشقق البارد

التصميم غير السليم للصب، مع وجود فروق كبيرة في سمك الجدار، مما يؤدي إلى اختلافات مفرطة في معدلات التبريد بين أجزاء مختلفة من الصب؛

التصميم غير المناسب لنظام البوابة والرفع، مما يسبب اختلافات كبيرة في درجات الحرارة بين الأجزاء المختلفة من الصب؛

ارتفاع نسبة الكبريت والفوسفور في الحديد المنصهر، مما يجعل الصب أكثر هشاشة؛

الضغوط المتبقية الكبيرة داخل الصب، والتي تتفاقم بسبب الصدمات والضغط أثناء التشغيل؛

وجود شوائب وتجويفات انكماش وثقوب غاز في الصب، مما يؤدي إلى تركيز الإجهاد ومشاكل أخرى.

 

II. طرق منع التشقق البارد

احرص على توحيد سُمك جدران المسبوكات، وتجنب التغييرات المفاجئة، واجعل زواياها مستديرة. ضع حديد التبريد في أقسام سميكة، وركّب أضلاعًا مانعة للتشقق في المواقع المعرضة لتركيز إجهاد الشد.

لا ينبغي أن يعيق شكل وموضع نظام البوابة انكماش الصب.

تحسين قابلية انهيار قالب الرمل (اللب) لتقليل مقاومة الانكماش.

لا تُرجّ الصب مبكرًا. بعد الرجّ، أبقِه دافئًا لتجنب تبريده بفعل الرياح، وامنع تمامًا ملامسته للماء. كذلك، تجنّب الاصطدامات أثناء الرجّ، والتنظيف، والتعامل.

التحكم في محتوى الكبريت والفوسفور في الحديد المنصهر ضمن النطاق المحدد للقضاء على الهياكل الهشة.

إجراء معالجة الشيخوخة في الوقت المناسب على الصب لتقليل أو القضاء على الضغوط المتبقية، وما إلى ذلك.

يتمتع فريق فيجور بخبرة واسعة في تطوير وإنتاج قطع معدنية مخصصة. لأي استفسار أو طلب، تواصل معنا على info@castings-forging.com