الوصف والأسباب والعلاجات للعيوب الشائعة في صب الرمل

هناك أسباب كثيرة لذلكعيوب صب الرملفي الواقععملية صب الرمل. ولكن يمكننا معرفة الأسباب الدقيقة من خلال تحليل العيوب في الداخل والخارج. أي عدم انتظام في عملية التشكيل يسبب عيوب في المسبوكات قد يتم التسامح معها في بعض الأحيان. عادةً ما يمكن التخلص من عيوب صب الرمل من خلال تثبيت القالب المناسب أو طرق الإصلاح مثل اللحام والتعدين. نحاول هنا في هذه المقالة تقديم بعض الأوصاف لعيوب صب الرمل الشائعة لمعرفة الأسباب والعلاجات وفقًا لذلك.

فيما يلي الأنواع الرئيسية من العيوب التي من المحتمل أن تحدثالمسبوكات الرملية:
ط) عيوب الغاز

ب) تجاويف الانكماش

ثالثا) عيوب المواد صب

4) صب عيوب المعادن

ت) العيوب المعدنية

 

1. عيوب الغاز

يمكن تصنيف العيوب في هذه الفئة إلى النفخ والضربات المفتوحة وشمول الهواء ومسامية ثقب الدبوس. كل هذه العيوب ناتجة إلى حد كبير عن انخفاض ميل القالب لتمرير الغاز والذي قد يكون بسبب انخفاض التهوية، وانخفاض نفاذية القالب و/أو التصميم غير المناسب للصب. إن انخفاض نفاذية القالب يرجع بدوره إلى حجم حبيبات الرمل الدقيقة أو الطين العالي أو الرطوبة العالية أو عن طريق دك القوالب بشكل مفرط.

ضربة الثقوب والضربات المفتوحة
هذه هي التجاويف الكروية أو المسطحة أو الممدودة الموجودة داخل الصب أو على السطح. على السطح تسمى ضربات مفتوحة، بينما في الداخل تسمى فتحات النفخ. بسبب حرارة المعدن المنصهر، تتحول الرطوبة إلى بخار، والذي عندما ينحصر جزء منه في الصب ينتهي به الأمر كضربة أو كضربات مفتوحة عندما يصل إلى السطح. وبصرف النظر عن وجود الرطوبة، فإنها تحدث بسبب انخفاض التهوية وانخفاض نفاذية القالب. وبالتالي، في قوالب الرمل الأخضر من الصعب جدًا التخلص من فتحات النفخ، ما لم يتم توفير التهوية المناسبة.

ادراج الهواء
إن الغازات الجوية والغازات الأخرى التي يمتصها المعدن المنصهر في الفرن، وفي المغرفة، وأثناء التدفق في القالب، عندما لا يسمح لها بالخروج، سوف تنحصر داخل المسبوكة وتضعفها. الأسباب الرئيسية لهذا الخلل هي ارتفاع درجات حرارة الصب مما يزيد من كمية الغاز الممتص؛ سوء تصميم البوابات مثل الانتصاب المستقيم في البوابات غير المضغوطة، والانحناءات المفاجئة وغيرها من الممارسات المسببة للاضطراب في البوابات، والتي تزيد من شفاط الهواء وأخيرا انخفاض نفاذية القالب نفسه. تتمثل العلاجات في اختيار درجة حرارة الصب المناسبة وتحسين ممارسات البوابات عن طريق تقليل الاضطراب.

مسامية ثقب الدبوس
يحدث هذا بسبب وجود الهيدروجين في المعدن المنصهر. من الممكن أن يتم التقاط هذا في الفرن أو عن طريق تفكك الماء داخل تجويف القالب. عندما يتصلب المعدن المنصهر، فإنه يفقد درجة حرارته مما يقلل من ذوبان الغازات، وبالتالي طرد الغازات الذائبة. قد يتسبب الهيدروجين أثناء خروجه من المعدن المتصلب في حدوث ثقوب ذات قطر صغير جدًا وثقوب طويلة تظهر مسار الهروب. تتسبب هذه السلسلة من فتحات الدبوس في تسرب السوائل تحت ضغوط التشغيل العالية. السبب الرئيسي لذلك هو ارتفاع درجة حرارة الصب مما يزيد من التقاط الغاز.

تجاويف الانكماش
تحدث هذه بسبب انكماش السائل الذي يحدث أثناء تصلب الصب. للتعويض عن هذا، مطلوب التغذية المناسبة للمعدن السائل وكذلك تصميم الصب المناسب.

2. عيوب المواد القالب

تحت هذه الفئة توجد تلك العيوب التي تنتج عن خصائص مواد التشكيل. العيوب التي يمكن وضعها في هذه الفئة هي القطع والغسل، واختراق المعادن، والانصهار، والنفاذ، وذيول الفئران والأبازيم، والانتفاخ، والسقوط. تحدث هذه العيوب بشكل أساسي لأن مواد القولبة ليست ذات خصائص مطلوبة أو بسبب صدم غير مناسب.

القطع والغسل
تظهر هذه البقع على شكل بقع خشنة ومناطق بها معدن زائد، وتنتج عن تآكل رمل القوالب بسبب تدفق المعدن المنصهر. قد يكون سبب ذلك هو عدم وجود قوة كافية في رمل التشكيل أو تدفق المعدن المنصهر بسرعة عالية. يمكن معالجة المشكلة الأولى عن طريق الاختيار الصحيح لرمال القولبة واستخدام طريقة القولبة المناسبة. ويمكن الاهتمام بهذا الأخير عن طريق تغيير تصميم البوابات لتقليل الاضطراب في المعدن، أو عن طريق زيادة حجم البوابات أو باستخدام بوابات داخلية متعددة.

اختراق المعادن
عندما يدخل المعدن المنصهر في الفجوات الموجودة بين حبيبات الرمل، تكون النتيجة سطح صب خشنًا. السبب الرئيسي لذلك هو إما أن يكون حجم حبيبات الرمل خشنًا جدًا، أو أنه لم يتم تطبيق غسل العفن على تجويف القالب. يمكن أن يحدث هذا أيضًا بسبب ارتفاع درجات حرارة صب الماء. اختيار حجم الحبوب المناسب، جنبا إلى جنب مع غسل القالب المناسب يجب أن يكون قادرا على القضاء على هذا العيب.

الانصهار
يحدث هذا بسبب اندماج حبيبات الرمل مع المعدن المنصهر، مما يعطي مظهرًا زجاجيًا هشًا على سطح الصب. السبب الرئيسي لهذا العيب هو أن الطين الموجود في رمل القالب ذو مقاومة حرارية أقل أو أن درجة حرارة الصب مرتفعة جدًا. إن اختيار النوع المناسب وكمية البنتونيت من شأنه أن يعالج هذا العيب.

نفد
يحدث الجريان عندما يتسرب المعدن المنصهر من القالب. قد يحدث هذا إما بسبب خلل في صنع القالب أو بسبب قارورة التشكيل الخاطئة.

ذيول الفئران والأبازيم
يحدث ذيل الجرذ بسبب فشل ضغط جلد تجويف القالب بسبب الحرارة الزائدة في المعدن المنصهر. تحت تأثير الحرارة، يتمدد الرمل، وبالتالي يتحرك جدار القالب للخلف وفي العملية عندما يتفكك الجدار، قد يتم وضع علامة على سطح الصب كخط صغير، كما هو موضح في الشكل. مع عدد من مثل هذه الإخفاقات ، قد يحتوي سطح الصب على عدد من الخطوط الصغيرة المتقاطعة. الأبازيم هي ذيول الفئران الشديدة. السبب الرئيسي لهذه العيوب هو أن رمل التشكيل لديه خصائص تمدد ضعيفة وقوة ساخنة أو أن الحرارة في المعدن المصبوب مرتفعة للغاية. كما أن الرمل المواجه لا يحتوي على مادة كربونية كافية لتوفير تأثير التوسيد اللازم. إن الاختيار الصحيح لمكونات الرمل المواجهة ودرجة حرارة الصب هي التدابير اللازمة للحد من حدوث هذه العيوب

تضخم
تحت تأثير القوى المعدنية، قد يتحرك جدار القالب للخلف مما يسبب انتفاخ في أبعاد الصب. ونتيجة للانتفاخ تزداد متطلبات التغذية للمسبوكات وهو ما يجب الاهتمام به من خلال الاختيار الصحيح للرفع. السبب الرئيسي لذلك هو اتباع إجراءات صنع القالب الخاطئة. يجب أن يؤدي صدم القالب بشكل صحيح إلى تصحيح هذا العيب.

يسقط
إن سقوط رمل القالب السائب أو الكتل عادة من سطح المقبض إلى تجويف القالب هو المسؤول عن هذا العيب. ويرجع ذلك أساسًا إلى الصدم غير المناسب لقارورة التعامل.

3. صب العيوب المعدنية

الأخطاء والإغلاقات الباردة
يحدث الخطأ عندما يكون المعدن غير قادر على ملء تجويف القالب بالكامل، وبالتالي يترك تجاويف غير مملوءة. يحدث الإغلاق البارد عندما لا يندمج تياران معدنيان أثناء التقاءهما في تجويف القالب معًا بشكل صحيح، مما يتسبب في انقطاع أو نقطة ضعف في الصب. في بعض الأحيان يمكن ملاحظة حالة تؤدي إلى الإغلاق البارد عند عدم وجود أدوات حادة في القالب. تنجم هذه العيوب أساسًا عن انخفاض سيولة المعدن المنصهر أو أن سمك قسم الصب صغير جدًا. يمكن تصحيح هذا الأخير عن طريق تصميم الصب المناسب. العلاج المتاح هو زيادة سيولة المعدن عن طريق تغيير التركيبة أو رفع درجة حرارة الصب. يمكن أن يحدث هذا العيب أيضًا عند زيادة قدرة إزالة الحرارة كما هو الحال في حالة قوالب الرمل الأخضر. من المرجح أن تكون المسبوكات ذات نسبة مساحة السطح إلى الحجم الكبيرة عرضة لهذه العيوب. يحدث هذا العيب أيضًا في القوالب التي لا يتم تهويتها بشكل صحيح بسبب الضغط الخلفي للغازات. تعمل العلاجات بشكل أساسي على تحسين تصميم القالب.

ادراج الخبث
أثناء عملية الصهر، تتم إضافة التمويه لإزالة الأكاسيد والشوائب غير المرغوب فيها الموجودة في المعدن. في وقت النقر، يجب إزالة الخبث بشكل صحيح من المغرفة، قبل صب المعدن في القالب. خلاف ذلك، فإن أي خبث يدخل إلى تجويف القالب سوف يضعف الصب ويفسد أيضًا سطح الصب. يمكن التخلص من ذلك عن طريق بعض طرق محاصرة الخبث مثل صب مصافي الحوض أو تمديدات المجرى.

4. العيوب المعدنية.

الدموع الساخنة
نظرًا لأن المعدن لديه قوة منخفضة في درجات الحرارة المرتفعة، فإن أي إجهاد تبريد غير مرغوب فيه قد يتسبب في تمزق الصب. السبب الرئيسي لذلك هو سوء تصميم الصب.

النقاط الساخنة
هذه هي سبب تقشعر لها الأبدان من الصب. على سبيل المثال، مع وجود الحديد الزهر الرمادي الذي يحتوي على كميات صغيرة من السيليكون، قد يؤدي الحديد الزهر الأبيض شديد الصلابة إلى السطح المبرد. سوف تتداخل هذه النقطة الساخنة مع المعالجة اللاحقة لهذه المنطقة. تعتبر ممارسات التحكم والتبريد المناسبة للمعادن ضرورية للتخلص من النقاط الساخنة.

 

وكما يتبين من الفقرات السابقة، فإن علاج بعض العيوب هو أيضًا سبب لعيوب أخرى. ولذلك، يتعين على مهندس المسبك تحليل الصب من وجهة نظر تطبيقه النهائي وبالتالي الوصول إلى إجراء صب مناسب لإزالة أو تقليل عيوب الصب غير المرغوب فيها.