في السنوات الأخيرة، ومع تطور العلوم والتكنولوجيا ومتطلبات الإنتاج الصناعي، أصبحت متطلبات جودة سبائك الصب أكثر صرامة. بالنسبة لبعض المسبوكات، لا تقتصر المتطلبات على التركيبات الكيميائية والخصائص الميكانيكية المؤهلة فحسب، بل تشمل أيضًا جودة داخلية وخارجية فائقة. ومع ذلك، غالبًا ما تفشل عمليات الصهر والصب التقليدية في تلبية هذه المتطلبات، والمشكلة الرئيسية هي أن الشوائب غير المعدنية في السبيكة تتجاوز النطاق المسموح به. لتقليل تأثير الشوائب غير المعدنية، فُرضت متطلبات صارمة على المواد الخام المستخدمة في تحضير السبائك من جهة، وبُذلت جهود لاتخاذ تدابير في عملية الصب من جهة أخرى. وقد تطورت تقنية ترشيح الصب كعملية جديدة لترشيح وتنقية المعدن المنصهر في ظل هذه الظروف.

كفاءة إنتاج عالية: يُمكن للصب بالقالب إتمام عملية ملء وتصلب المعادن في وقت قصير للغاية، مع دورة إنتاج قصيرة، مما يجعله مناسبًا للإنتاج بالجملة. على سبيل المثال، تصل كفاءة إنتاج آلات الصب بالقالب بالغرفة الساخنة إلى 15 دورة في الدقيقة، بينما تتميز آلات الصب بالقالب بالغرفة الباردة، على الرغم من طول دورة إنتاجها، بقدرات حقن عالية الضغط تُمكّنها من إنتاج مصبوبات أكثر تعقيدًا ورقيقة الجدران.

يجب أن تكون كمية الألومنيوم المستخدمة في إزالة الأكسدة النهائية للفولاذ المصهور مناسبة. سيؤدي نقص الألومنيوم إلى محتوى متبقٍ من الألومنيوم يتجاوز 0.04%، مما قد يؤدي إلى شوائب من النوع الثاني ويؤثر على خصائص الفولاذ. قد يُسبب الألومنيوم الزائد شوائب ضارة من النوع الثاني، وقد يُسبب أيضًا عيوبًا "كسورًا شبيهة بالحجر". وقد تأكد لاحقًا أن الكسور الخاصة التي تحدث في أجزاء الفولاذ المصبوب ناتجة بشكل رئيسي عن نيتريد الألومنيوم (AlN). لتجنب "الكسور الشبيهة بالحجر"، يجب التحكم بدقة في محتوى الألومنيوم، بحيث يكون الحد الأقصى أقل من 0.12% عمومًا، ولا يتجاوز 0.14% كحد أقصى. في الوقت نفسه، يجب أن يكون معدل استرداد الألومنيوم ثابتًا. تشمل طرق إضافة الألومنيوم لإزالة الأكسدة إضافة قطع صغيرة منه تدريجيًا إلى تيار المنصهر، أو تثبيتها على قضيب فولاذي وإدخاله في الفولاذ المصهور. تستخدم بعض المصانع الأجنبية سبائك ألومنيوم تحتوي على 35% من الألومنيوم للإضافة غير المباشرة للألومنيوم، مما يُعطي نتائج جيدة.

في الوقت الحالي، لا توجد طريقة فعالة لمنع الأكسدة الثانوية أثناء عملية صب الفولاذ. لذلك، من الضروري ضمان إزالة أكسدة سائل الفولاذ جيدًا في الفرن. يشترط مصنع صب الفولاذ، انطلاقًا من التحكم الصارم في عملية الاختزال، أن يكون محتوى أكسيد الحديد (FeO) في الخبث قبل صب الفولاذ أقل من 0.5%. وتختلف متطلبات إزالة الأكسدة باختلاف طرق صناعة الفولاذ.

تتطلب أجزاء الفولاذ المصبوب الكبيرة عادةً صب عشرات أو حتى مئات الأطنان من الفولاذ المنصهر. تُحاط بعض نوى الرمل بكمية كبيرة من الحديد المنصهر. يستمر التأثير الحراري للفولاذ المنصهر على مواد الصب لفترة طويلة، كما أن رأس الضغط الساكن مرتفع للغاية. ظروف العمل قاسية للغاية. لذلك، يُستخدم رمل الكروميت على نطاق واسع كرمل مواجهة في إنتاج أجزاء الفولاذ المصبوب الكبيرة. حاليًا، يُعد رمل الكروميت عالي الجودة هو رمل الكروميت المستورد عالي الجودة المستخدم في المسبك. على الرغم من أن معدل تمدد رمل الكروميت منخفض نسبيًا، إلا أن معامل زاويته كبير، وشكل الجسيمات ضعيف نسبيًا، وسيولة اللب ضعيفة، مما قد يؤدي إلى ضعف النفاذية والانهيار في المرحلة اللاحقة. في بعض الحالات (مثل بعض نوى الرمل رقيقة الجدران أو ذات الثقوب العمياء)، يصعب تنظيف رمل الكروميت أيضًا، مما يزيد من أعمال تنظيف المسبوكات.

تشير النفاذية إلى قدرة رمل الصب على السماح للغازات بالمرور عبر مسامه. وهي ضرورية في عملية الصب، إذ تُمكّن النفاذية الجيدة من تسرب الغازات الناتجة عن تبخر الرطوبة، واحتراق المواد العضوية، وتحلل وتطاير بعض المواد داخل رمل الصب إلى خارج القالب بسلاسة، مما يمنع تكوّن ثقوب الغاز في المسبوكات.

تعزيز كروية الجرافيت: يمكن لعوامل كروية الجرافيت إدخال عناصر مستقرة (مثل المغنيسيوم والأتربة النادرة، إلخ) في الحديد السائل. تتحد هذه العناصر مع الكربون في الحديد لتكوين جرافيت كروي. بالمقارنة مع الجرافيت المتقشر، يتميز الجرافيت الكروي بميل أقل لكسر المصفوفة، مما يعزز قوة ومرونة ومتانة الحديد الزهر.

منع اختراق المعدن والالتصاق بالرمل: الشكل الكروي الفريد للجسيمات والنفاذية الممتازة لرمل Baozhu يجعله فعالاً في منع اختراق المعدن والالتصاق بالرمل على الأسطح السميكة والبقع الساخنة وجذور الناهض للصب الفولاذي الكبير، وبالتالي تعزيز جودة سطح الصب.

التحكم في المسامية في عملية الصب: أثناء عملية الصب، يجب التحكم بشكل صارم في درجة حرارة الصب وسرعة الصب لتجنب المسامية الناتجة عن ارتفاع درجة الحرارة أو انخفاض تبريد المعدن المنصهر أو بسبب سرعة الصب السريعة جدًا أو البطيئة جدًا.

لتحسين الجودة المعدنية للفولاذ المصبوب، تُعدّ معالجة إزالة الأكسدة خطوةً حاسمةً. فيما يلي تحليلٌ لأهمية إزالة الأكسدة في عملية معالجة الفولاذ المصبوب:

إن عملية تلميع السيراميك الدقيق مع متطلبات الدقة العالية Ra 0.025 ميكرومتر هي تقنية معالجة معقدة وحساسة للغاية تتطلب دمج التقنيات الميكانيكية والكيميائية والتحكم الدقيق.

تتميز حبيبات رمل الزركون بشكلها الكروي القريب، وانسيابها الجيد ونفاذيتها العالية. ويمكن استخدامها لملء الثقوب الرفيعة، وزوايا المسبوكات الداخلية، وأجزاء التجويف الداخلي المعقدة، كما أنها سهلة الضغط نسبيًا. وتتميز بمتانتها العالية، وعدم انكسارها أو تحولها إلى مسحوق، وقابليتها لإعادة الاستخدام. كما أنها تُقلل من تكلفة إنتاج المسبوكات، وتُحسّن بيئة العمل في الورشة. وقد استُخدمت على نطاق واسع في صب الرغوة المفقودة.