مصنع هويتشو شوانغتشنغ لصب القوالب من سبائك الألمنيوم

طريقة التشغيل

في عملية الصب بالضغط، وبسبب ارتفاع نقطة التطاير وكمية الانبعاثات الغازية الكبيرة لبعض الطلاءات، يتأثر مسامية المسبوكات بشكل مباشر. يُرشّ عامل الإطلاق في الغالب يدويًا، ويُحدَّد كميته أساسًا بناءً على الخبرة؛ فإذا زادت كمية الرش أو طالت مدتها، يسهل حدوث تطاير غازي كبير. بالإضافة إلى ذلك، يؤدي انخفاض درجة حرارة القالب وعدم توفر الوقت الكافي للتطاير، إلى جانب عوامل أخرى، إلى زيادة المسامية. لذلك، ينبغي اختيار طلاء ذي نقطة تطاير منخفضة وكمية قليلة من الغازات أثناء عملية الإنتاج. وفي الوقت نفسه، يمكن إطالة زمن النفخ بشكل مناسب لضمان جفاف القوالب المتحركة والثابتة. وبالنسبة للقوالب ذات البنية الخارجية المعقدة، يلزم تجفيف المياه أو الزيوت الزائدة عن الحاجة الموجودة على سطح التماس بين حجرة الحقن والمكبس، وعلى سطح التجويف داخل القالب، وكذلك في مواقع سحب النواة وقنوات التصريف.

أمثلة على تحسين إحكام الإغلاق في الصب

مثال على تحسين إحكام الإغلاق الهوائي لقاعدة CLQ81 كما يلي. متطلبات إحكام الإغلاق الهوائي لقاعدة CLQ81 (انظر الشكل 5) بالنسبة للسيارات

عند الالتزام بالصرامة، يجب تحقيق كشف تسرب بنسبة 100%؛ وإلا فستحدث تسربات زيت أثناء الاستخدام، مما يؤثر على التشغيل العادي للمركبات. ويُعد ضمان إحكام الإغلاق الهوائي خلال عملية التصنيع محورًا رئيسيًا لفحوصات الجودة.

في المراحل الأولى من تصميم القالب، ولعدم اعتبار ضيق الهواء مشكلةً رئيسيةً، كانت نسبة تسرب الهواء في قطع الأساس من نوع CLQ81 أثناء الإنتاج مرتفعةً جدًا. وبخاصة بعد فترةٍ من التشغيل، كانت تظهر على سطح القالب شقوقٌ واضحة، كما كانت الإجهادات المحلية شديدةً للغاية، مما أدى إلى ارتفاع معدل تسرب الهواء في القطع المصبوبة. وقد بات ضعف إحكام الإغلاق الهوائي لأجزاء المنتج العائقَ الرئيسي الذي يحدّ من الإنتاج (ورغم إمكانية معالجة ذلك لاحقًا بواسطة عملية التسريب، فإن ذلك يؤدي إلى زيادة كبيرة في تكاليف الإنتاج). ولحل هذه المشكلة، قمنا بتحليل أسباب تسرب الهواء في القطع المصبوبة.

نظراً لكمية المخلفات من الأجزاء ومواد القوالب المستخدمة في إعادة الصهر أثناء الإنتاج، يزداد محتوى الشوائب في المسبوكات في المراحل اللاحقة من التصنيع، مما يؤثر سلباً للغاية على ضمان جودة المسبوكات. وفي الوقت نفسه، وخلال عملية التشغيل الميكانيكي، وبسبب ارتفاع هامش التشغيل، تُكشف فجوات الهواء وثقوب الرمل داخل المسبوكات بشكل أكبر، ما يؤدي إلى تفاقم تسرب الهواء من المسبوكات. واستجابةً للتحليل السابق، اتخذنا التدابير التالية:

(1) يجب إحكام الرقابة على استخدام المواد المعاد تدويرها، مع ضخ النيتروجين في المعدن السائل الألمنيوم، وإضافة عامل التكرير البودري في الوقت نفسه، وذلك لضمان تماسّ المعدن السائل الألمنيوم في الفرن بشكل كامل مع الغاز وعامل التكرير، ولإزالة أكبر قدر ممكن من الغازات والشوائب الموجودة في المعدن السائل.

(2) من أجل ضمان إحكام الإغلاق الهوائي لمسبوكات سبائك الألمنيوم المصبوبة بالقالب بعد عمليات التشغيل الآلي، سنقوم بتحسين تصميم جهاز التثبيت الخاص بالتشغيل في المرحلة اللاحقة من عملية التشغيل، وتعزيز دقة تحديد الموقع أثناء التشغيل، كما سنعمل على تقليل هامش التشغيل قدر الإمكان مع الحفاظ على الأبعاد المطلوبة وفقًا للمخططات.

(3) من أجل الحدّ من العيوب السطحية مثل الشقوق والتشوهات أثناء الاستخدام اللاحق للقالب، يتعيّن تعزيز الأجزاء المقابلة في القالب، كما يُطبَّق طلاءً بالتيتانيوم على السطح عند تصنيع قوالب سحب النوى الجديدة. وبعد تطبيق هذه الإجراءات لفترةٍ من الزمن، انخفض معدل تسرب الهواء في الصب بشكل كبير، وبات لا حاجة تقريبًا إلى معالجة التسرب بالانغماس.

نظرًا لخصائص عملية الصب بالقالب نفسها، يتعين إرساء «التصلّب المتسلسل» الطبيعي. ومن الصعب والمعقّد اتخاذ التدابير التقنية اللازمة لذلك؛ وقد يعود السبب الأساسي أيضًا إلى أنّ «التصلّب المتسلسل» في هذه العملية يستلزم دائمًا زمن تصلّب طويل نسبيًا، وهو ما يتنافى إلى حدٍّ ما مع طبيعة عملية الصب بالقالب ذاتها. أما الميزة الأبرز للتغذية بالتصلّب القسري فهي قصر زمن التصلّب؛ إذ غالبًا ما يقتصر على بلوغ مرحلة «التصلّب المتسلسل». ولذلك، وانطلاقًا من نظام عملية الصب بالقالب، فإن إدراج تدابير عملية التغذية بالتصلّب القسري يتوافق مع خصائص هذه العملية، مما يسهم بشكل فعّال في حل مشكلتي تجويف الانكماش والمسامية في قطع الصب بالقالب.

4. هناك مستويان للتلقيم القسري: التلقيم بالبثق والتلقيم بالطرق. ويوجد في المسبوكات مستويان للتلقيم القسري؛ الأول يهدف أساسًا إلى القضاء على تجويف الانكماش والمسامية في المسبوك، والثاني يهدف إلى تحقيق مستوى داخل السبيكة يضاهي نسيج الحبوب المكسورة أو البنية المطروقة. وإذا أردنا استخدام عبارات مختلفة للتعبير عن هذين الدرجتين المختلفتين، فيمكن أن نستخدم عبارة «التلقيم بالبثق» للدلالة على الأولى، و«التلقيم بالطرق» للدلالة على الثانية. وينبغي إيلاء اهتمام كامل لفهم أن التلقيم هو وسيلة مباشرة ولا يمكن إنجازه بطريقة غير مباشرة. ومن الناحية العملية، يمكن التعبير عن ذلك بمعامل عملية يُسمّى «ضغط التلقيم». ومن حيث المبدأ الفيزيائي، يظهر مفهوم الضغط بطريقتين: إحداهما في الحالة السائلة، وهي ما يعرف بـ«قانون باسكال»، ولتوضيح ذلك نعرّفه بـ«الضغط السائل»؛ والأخرى تظهر في الحالة الصلبة، ونعرّفها بـ«الضغط الصلب». وتجدر الإشارة إلى أن تطبيق مفهوم الضغط في هاتين الحالتين المختلفتين قد يؤدي إلى مشكلات كبيرة إذا تم الخلط بينهما.