تحليل الأسباب والتدابير الوقائية لتلف قوالب الصب بالضغط

التاريخ:

2022-03-21

في تصنيع الصب بالقالب الألمنيوم، تُعدّ التشققات والانقسامات من أشكال الأضرار السطحية الشائعة. ويُعتبر الإجهاد الداخلي العامل الرئيسي وراء تلف قوالب الصب بالقالب. وتتمثل مصادر هذا الإجهاد في الحرارة، والمعدات الميكانيكية، والكيمياء العضوية، وكذلك عوامل التشغيل العملية، بما في ذلك إجهاد المعدات الميكانيكية وإجهاد اللحام.

تحليل الأسباب والتدابير الوقائية لتلف قوالب الصب بالضغط

في تصنيع المسبوكات الألمنيومية بالقالب، تتمثل أشكال التلف السائدة الناجمة عن التآكل في التشقق والانقسام. ويُعد الإجهاد الجيولوجي السبب الرئيسي لتلف قالب الصب بالضغط. كما أن الحرارة، والمعدات الميكانيكية، والكيمياء العضوية، وظروف التشغيل الفعلية، كلها مصادر للإجهاد الجيولوجي، بما في ذلك الإجهاد الجيولوجي وإجهاد اللحام الناتج عن المعدات الميكانيكية. وينشأ الإجهاد الجيولوجي نتيجة العوامل التالية:

1- في كامل عملية تصنيع القوالب والإنتاج والتصنيع

1. مشكلة جودة المنتجات المصنوعة من خلال عملية التشكيل الأولي الخشنة. فقد تصدّعت بعض المواد الكاشطة بعد تصنيع بضع مئات من القطع فقط، وتتطور هذه الشقوق بسرعة. وقد يعود ذلك إلى أن مواصفات المظهر لم تُضمن إلا أثناء عملية التشكيل. كما أن العيوب الداخلية مثل البنية الشبكية البلورية، والسيمنتايت المختلط، وتجويف الانكماش، والفقاعات الموجودة في لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ قد اتسعت وامتدت بمرور الوقت ووفقًا لطريقة الإنتاج والمعالجة، مما أدى إلى ظهور بنية انسيابية تؤدي إلى آثار ضارة للغاية على التشوه، والتشقق، والتقسّي، وزيادة ميل المنتج إلى الفشل خلال المعالجة الحرارية اللاحقة عند نهاية الزاوية Z.

2. يمكن القضاء على الإجهاد الجيولوجي الناتج عن عمليات الخراطة والطحن والتسوية وغيرها من عمليات الإنتاج والمعالجة النهائية من خلال عملية التبريد الوسيط.

3. إن الإجهادات السطحية، والحرارة الناتجة عن الاحتكاك، والطبقة المُلَيّنة، والطبقة المُكربنة الناتجة عن عملية القطع في الفولاذ المُقسّى تُقلِّل من حدّ التعب الحراري، كما تُسهِّل ظهور الشقوق الحرارية والشقوق الأولية. وبعد الصقل، يُمكن تسخين فولاذ H13 إلى درجة حرارة تتراوح بين 510 و570 درجة مئوية، مع ضرورة إجراء عمليتي التسخين والتخميل كل 25 ملم لإزالة الإجهادات السطحية.

4. يؤدي القطع بالأسلاك الكهربائية إلى إحداث إجهاد سطحي، كما تتكون على سطح أداة الطحن طبقة بيضاء نقية تحتوي على عناصر من الدرجة الكهربائية وعناصر من الوسط الإلكتروليتي، وهي صلبة وهشة. وتُظهر هذه الطبقة بدورها تشققات وإجهادًا سطحيًا. عند استخدام القطع بالأسلاك الكهربائية، ينبغي اختيار تردد عالٍ لتقليل سمك الطبقة البيضاء إلى الحد الأدنى. كما يجب تنظيف السطح وصقله لإزالة هذه الطبقة، واستخدام سائل التبريد في مرحلة التبريد الثلاثية لضمان التبريد المناسب.

2- يؤدي المعالجة الحرارية غير السليمة للأدوات الكاشطة إلى تشققها وتلفها المبكر.

في كثير من الحالات، يُعتمد فقط المعالجة الحرارية بدلاً من المعالجة الحرارية المزدوجة، ثم يُجرى عملية النتروجينة السطحية. وبعد آلاف الدورات من الصب بالقالب، تظهر على سطح الألمنيوم شقوق وتشققات دقيقة. إن الإجهاد الداخلي الناتج عن المعالجة الحرارية للصلب ينشأ نتيجة لتراكم إجهاد اللحام والإجهاد الداخلي النظامي خلال عملية التبريد بأكملها. ويُعدّ الإجهاد الداخلي الناتج عن المعالجة الحرارية سبباً لحدوث التشوه والتشقق، ولذلك ينبغي إجراء عملية التبريد السريع لإزالة هذا الإجهاد.

3- أثناء عملية الصب بالقالب الألمنيوم، يجب تسخين المواد الكاشطة إلى درجة حرارة محددة قبل التصنيع.

وإلا فإن المواد المعدنية ذات درجات الحرارة العالية تُحدث تبريدًا عند ملئها بالسائل، مما يؤدي إلى توسيع مجال درجة الحرارة على السطح الداخلي لأداة الكشط، وينتج عنه إجهاد لحام، وقد يتسبب ذلك في تشقق سطح أداة الكشط أو حتى انكساره. وخلال عملية التشغيل، تستمر درجة حرارة القالب في الارتفاع؛ وعندما تتجاوز هذه الدرجة حدّاً معيناً، يصبح من السهل جداً حدوث فشل في التصاق القالب وأجزاء التثبيت، مما يؤدي إلى تلف سطح أداة الكشط. ويجب ضبط برنامج نظام التحكم بدرجة حرارة التبريد بحيث يُحافظ على درجة حرارة تشغيل أداة الكشط ضمن نطاق محدد.

أخبار ذات صلة

undefined

undefined

مشاركة إلى

العودة