الخطوات الرئيسية لصب الاستثمار

صب الاستثماريستخدم أنماط الشمع التي تنتجها أدوات خاصة وفريدة من نوعها حسب المسبوكات المطلوبة. تُحاط أنماط الشمع (النسخ المتماثلة) بطبقات من المواد المقاومة للحرارة لتشكل غلافًا قويًا لمقاومة المعادن والسبائك المنصهرة الساخنة. ستعمل عملية إزالة الشمع على إزالة الشمع للسماح بتجويف مجوف بحيث يملأه المعدن المنصهر لتشكيل أجزاء الصب المطلوبة. ولهذا السبب تسمى عملية صب الاستثمار أيضًا بعملية صب الشمع المفقود. في مسبك صب الاستثمار الحديث، تشير المواد المستعبدة بشكل أساسي إلى محلول السيليكا وزجاج الماء، والتي يمكنها التأكد من السطح الناعم للالمسبوكات الاستثمارية. غالبًا ما يتم استخدام عملية الصب الاستثماري لإنتاج مصبوبات الصلب الكربوني، ومسبوكات سبائك الصلب،المسبوكات الفولاذ المقاوم للصدأوالمسبوكات النحاسية. نحاول هنا في هذه المقالة تقديم الخطوات الرئيسية لصب الاستثمار.

تطوير الأدوات اللازمة لحقن الشمع
وفقًا للمسبوكات المرغوبة ومع الأخذ في الاعتبار السماح بمرحلة ما بعد التصنيع والانكماش المحتمل، يجب على المهندسين في مسبك الصب الاستثماري تصميم وإنتاج القالب من المعدن (والذي يُسمى أيضًا "القالب") والأدوات اللازمة لإنتاج أنماط الشمع.

خلق نمط الشمع
في الحديثمسبك صب الشمع المفقودعادةً ما يتم صنع أنماط الشمع عن طريق حقن الشمع في أداة معدنية أو "القالب" باستخدام آلات حقن خاصة. بالنسبة للمسبوكات المتعددة، عادة ما يتم تصنيع أداة السيليكون من منحوتة الفنان ويتم حقن الشمع أو صبه في التجويف الناتج

تجميع شجرة الشمع
عادةً ما يكون صنع أجزاء صغيرة واحدة تلو الأخرى غير اقتصادي، لذلك عادةً ما يتم ربط أنماط الشمع بذبابة الشمع. يُطلق على الشمع الموجود بين النموذج (النماذج) والذرب اسم البوابات، لأنها تخنق اتجاه وتدفق السبائك المنصهرة في الفراغ الناتج عن النموذج. يخدم الذباب غرضين
- 1. يوفر سطحًا متصاعدًا لتجميع أنماط متعددة في قالب واحد، والذي سيتم ملؤه لاحقًا بالسبائك
- 2. يوفر مسار تدفق للسبائك المنصهرة في الفراغ الناتج عن أنماط الشمع.

مبنى شل
الخطوة التالية في العملية هي بناء غلاف خزفي حول شجرة الشمع. ستصبح هذه القشرة في النهاية القالب الذي يُسكب فيه المعدن. لبناء القشرة، يتم غمس الشجرة في حمام خزفي أو ملاط. بعد الغمس، يتم تطبيق الرمل الناعم أو على السطح المبلل. يُترك القالب حتى يجف، وتُكرر العملية عدة مرات حتى يتكون قالب سيراميك ذو طبقات، قادر على تحمل ضغوط المعدن المنصهر والسبائك أثناء عملية الصب.

إزالة الشمع / الإرهاق
قبل صب المعدن في القالب، تتم إزالة الشمع عن طريق تسخين القشرة. يتم ذلك عادةً في جهاز تعقيم بالبخار والشمع، والذي يشبه طنجرة الضغط الصناعية الكبيرة. هناك طريقة أخرى وهي استخدام فرن فلاش الذي يذيب الشمع ويحرقه. يمكن جمع الشمع وإعادة استخدامه لصنع أنماط الشمع التالية. تستخدم العديد من مسابك الصب الاستثمارية كلتا الطريقتين بالتنسيق. تحرق النيران الوامضة الشمع المتبقي وتعالج القشرة، وتكون جاهزة لاستقبال المعدن المنصهر والسبائك.

صب المعادن
قبل صب المعدن في قالب أو غلاف السيراميك، يتم تسخين القالب إلى درجة حرارة معينة لمنع السبائك المنصهرة من التصلب أو التجمد قبل ملء القالب بالكامل. يتم صهر السبيكة في كوب خزفي (يُسمى بوتقة) باستخدام عملية تُعرف باسم الصهر التعريفي. يخلق تيار كهربائي عالي التردد مجالًا مغناطيسيًا حول السبيكة، مما يولد مجالات كهربائية داخل المعدن (تيارات إيدي). تعمل التيارات الدوامة على تسخين السبيكة بسبب المقاومة الكهربائية للمادة. عندما تصل السبيكة إلى درجة الحرارة المحددة، يتم سكبها في القالب، ويترك القالب ليبرد.

شل تدق قبالة
بمجرد أن تبرد، تتم إزالة مادة القشرة من المعدن عبر الطرق الميكانيكية مثل المطرقة أو تفجير الماء عالي الضغط أو الطاولة الاهتزازية. يمكن أيضًا إزالة القشرة كيميائيًا، باستخدام محلول كاوي ساخن من هيدروكسيد البوتاسيوم أو هيدروكسيد الصوديوم، ولكن تم التخلص التدريجي من هذا النهج بسبب المخاوف البيئية والصحية.

قطع
بمجرد إزالة مادة القشرة، يتم قطع الذباب والبوابات يدويًا أو بواسطة منشار قطع أو قطع بالليزر على شكل شعلة. يجب طحن مناطق القطع إلى سطح ناعم.

المسبوكات الفردية
بعد إزالة الأجزاء من الذباب، وإزالة البوابات، يمكن الانتهاء من السطح عبر عدد من الوسائل مثل الاهتزاز، وتشطيب الوسائط، والحزام، والطحن اليدوي، والتلميع. يمكن أن يتم التشطيب يدويًا، ولكن في كثير من الحالات يتم ذلك آليًا.أجزاء الصبيتم بعد ذلك فحصها ووضع علامة عليها (إذا لزم الأمر)، وتعبئتها وشحنها. اعتمادًا على التطبيق، يمكن استخدام أجزاء الصب الاستثمارية في "شكلها الشبكي" أو الخضوع لهابالقطعللأسطح الدقيقة.