سبك المعادن هو فن صناعة شيء ما من لا شيء، وهي عملية متخصصة أصبح الكثير من الناس مهتمين بها مؤخرًا. ولفهم أساسيات هذه التقنية، يجب على المرء أن ينظر إلى ما ينطوي عليه بالضبط من البداية إلى النهاية في مشروع الصب. تُعد عملية الصب بالرمل أهم عملية صب إلى حد بعيد، حيث تسمح بالتصنيع الاقتصادي للمكونات عالية الدقة.
بالنسبة للصناعات التي تتطلب مواصفات دقيقة، فإن العمل مع المصنعين ذوي الخبرة أمر ضروري. يمكن استكشاف المزيد من الموارد التقنية حول التصنيع الدقيق على https://www.diecastingschina.com/ و https://aludiecasting.com/.
مقدمة في قوالب الصب بالرمل
يتألف قالب الصب بالرمل من نصفين: المخروط والسحب. الكوب هو النصف العلوي من القالب، والسحب هو النصف السفلي. يتم احتوائهما في صندوق يسمى القارورة، والذي ينقسم أيضًا إلى نصفين. يفصل الخط الفاصل بين هذين النصفين من القالب.
في صب الألومنيوم بالرمل, يتم تشكيل تجويف القالب بواسطة نمط. يُصنع النمط من الخشب أو المعدن أو البلاستيك أو ما إلى ذلك، ويكون له شكل الجزء المراد صبّه. بالنسبة للأشكال الأكثر تعقيدًا، يمكن إضافة جزء إضافي يسمى جزء “الخد” في المنتصف.
الخطوات الأساسية ال 6 لعملية الصبّ
الخطوة 1: إعداد النمط ومسحوق البودرة
تتضمن الخطوة الأولى وضع الجزء في صندوق القالب. من الضروري وضع المسحوق لمنع الرمل من الالتصاق بالطاولة والنموذج نفسه. وكثيراً ما يتم رش بودرة التلك في الأعلى حتى لا يلتصق الرمل.
الخطوة 2: صدم السحب (النصف السفلي)
يستمر المشغل بإضافة الرمل الأخضر (رمل المسبك) إلى صندوق القالب. يتم وضع الرمل المواجه أولاً ويجب غربلته لضمان الحصول على سطح جميل على القالب. يجب أن يتم هذا الغربلة فقط على النموذج نفسه؛ ويتم ملء الباقي بـ “المواد المكتنزة” بعد ذلك. يتم ضغط الرمال بإحكام باستخدام أداة صدم حتى القمة. وأخيراً، يقوم المشغِّل بضرب الرمال الزائدة للحفاظ على سطح مستوٍ وإضافة سطح مستوٍ على الظهر.
الخطوة 3: ضبط الحامل (النصف العلوي)
يتم قلب السحب للاستعداد لصدم النصف العلوي من القالب. بعد وضع المزيد من المسحوق، يتم إضافة النصف الآخر من صندوق القالب. تُستخدم دبابيس القفل لإبقاء التجميع في مكانه بإحكام. إذا لم يكن للنمط أي “غاطس” (مستدق)، فقد يحتاج المشغل إلى النحت حوله لمنع سحب الرمال أثناء الإزالة.
الخطوة 4: إنشاء نظام البوابات
تتضمن هذه الخطوة إنشاء قنوات للمعدن المنصهر باستخدام الأنابيب:
- أسفل سبرو: الأنبوب السميك الذي يُصب فيه المعدن.
- فتحة تهوية: أنبوب رفيع للسماح بخروج الغازات.
بمجرد ضغط الرمال، يتم سحب الأنابيب للخارج. ثم يقوم المشغل بقطع البوابة لتنتقل إلى النمط؛ حيث يتدفق المعدن لملء الفراغ. اقرأ المزيد لمعرفة المزيد عن حلولنا الصناعية المتخصصة هنا.
الخطوة 5: صهر وصب المعدن
يُضاء الفرن لصهر سبائك الألومنيوم أو الخردة. بالنسبة لـ صب الألومنيوم بالرمل, يجب أن يكون المعدن منصهرًا بالكامل وجاهزًا للصب. يتم سكب المعدن المنصهر في كوب الصب في الجزء العلوي من ذراع الصب السفلي، والذي يستخدم لتقليل الرذاذ والاضطراب.
الخطوة 6: النفض والتشطيب
عادةً ما يُترك القالب المصبوب بالرمل ليثبت لعدة ساعات. تتم إزالة دبابيس القفل لفصل أنصاف القالب وكشف القالب الجديد. يجب قطع المسمار (حيث تم صب المعدن) وتنظيف الجزء.
المكوّنات الداخلية: فهم نظام البوابات
نظام البوابات هو شبكة القنوات التي يصل من خلالها المعدن المنصهر إلى التجويف.
- عدّاء: القناة المؤدية إلى التجويف الرئيسي بعد الذراع السفلي.
- الناهض: خزان يعمل كمصدر للمعدن السائل لتعويض الانكماش أثناء التصلب.
- الأساسيات: تُستخدم لتحديد الهندسة الداخلية والأسطح الداخلية للجزء.
- المسامية: تسمح المسامية الطبيعية للرمال بخروج الهواء والغازات الساخنة من خلال جدران التجويف.
المزايا وتشطيب المصبوب
يسمح صب المعادن بصنع شيء مفيد بجزء بسيط من تكلفة منتجات التجزئة. فعلى سبيل المثال، يمكن صب أداة تجارية تتراوح تكلفتها من $19 إلى $29 من الخردة دون مقابل تقريبًا.
بالنسبة لعملية التشطيب، يتم استخدام جلاخة زاوية مزودة بقرص رفرف 60 حبة لإزالة المعدن الزائد على طول الحواف، والمعروف باسم الوميض. توفر مطحنة الطاولة إجراءً أكثر قوة إذا لزم الأمر. بمجرد الانتهاء من القاعدة المعدنية، يمكن تأمين المكونات بالإيبوكسي أو JB Weld. يتوفر المزيد من الأفكار حول سبائك الألومنيوم على aludiecasting.com.
استكشاف الأخطاء وإصلاحها المتقدم: تجنب عيوب الصب الشائعة
حتى المحترفون المتمرسون يواجهون تحديات في صب الألومنيوم بالرمل. إن فهم هذه العيوب هو المفتاح لتحسين معدل نجاح الصب بالرمل الأخضر.
- تجاويف الانكماش: غالبًا ما يكون السبب في ذلك هو أن الناهض صغير جدًا لتغذية الألومنيوم المصبوب برمل التبريد.
- مسامية الغاز: يحدث عندما تكون مصبوبة الرمل الأخضر رطبة للغاية أو تفتقر إلى فتحات كافية للسماح للبخار بالخروج من قالب الصب الرملي.
- شوائب الرمل: الرمال السائبة في تجويف قالب الصب الرملي التي تنحصر في قالب الصب الرملي من الألومنيوم.
- الإغلاق البارد: حيث يلتقي تياران من المعدن ولكنهما يفشلان في الاندماج، وعادةً ما يكون ذلك بسبب صب الألومنيوم المصبوب بالرمل في درجة حرارة منخفضة للغاية.
علم المواد: لماذا نستخدم الصب بالرمل الأخضر؟
لا يزال صب الرمل الأخضر هو المعيار الصناعي لصب الألومنيوم بالرمل نظرًا لتعدد استخداماته المذهل وتكلفته المنخفضة. يتكون الرمل “الأخضر” عادةً من خليط من:
- رمل السيليكا (75-85%): المادة السائبة التي توفر مقاومة للحرارة.
- طين البنتونيت (5-10%): المادة الرابطة التي تثبت قالب الصب بالرمل معًا.
- الماء (2-5%): المنشط للطين.
- المضافات: مثل الفحم البحري أو دقيق الذرة لتحسين تشطيب السطح ونفاذية الغاز.
توفر الرطوبة في الصب بالرمل الأخضر قوة كافية للقالب للحفاظ على شكله أثناء صب المعدن، ومع ذلك تسمح له بالانهيار بسهولة أثناء النفض، مما يجعله الوسيط المثالي لصب الألومنيوم بالرمل.
المزايا وتشطيب المصبوب
تتمثل الميزة الأساسية للألومنيوم المصبوب بالرمل في فعاليته من حيث التكلفة لكل من النماذج الأولية والإنتاج متوسط الحجم. على عكس الصب بالقالب، الذي يتطلب قوالب فولاذية باهظة الثمن، يتم إنشاء قالب الصب بالرمل باستخدام رمل رخيص الثمن ونمط قابل لإعادة الاستخدام.
إنهاء الجزء
بمجرد خروج قطعة الألومنيوم المصبوبة بالرمل من القالب، تخضع لعدة مراحل تشطيب:
- التقطيع: إزالة السبرو والناهضات والوميض (الطبقة الرقيقة من المعدن التي تتسرب عند خط الفراق).
- الطحن: استخدام جلاخة زاوية لتنعيم علامات البوابة.
- التفجير بالرصاص: تفجير الألومنيوم المصبوب بالرمل بخرزات فولاذية صغيرة لخلق سطح موحد غير لامع.
- التصنيع الآلي: في حين أن الألومنيوم المصبوب بالرمل ينتج أشكالًا “شبه صافية”، فإن الأسطح الحرجة (مثل مقاعد المحامل) غالبًا ما يتم تشكيلها آليًا باستخدام الحاسب الآلي للحصول على دقة 100%.
بالنسبة للتطبيقات الجمالية الراقية، يمكن صقل الألومنيوم المصبوب بالرمل حتى يصبح كالمرآة أو بأكسيد الألومنيوم. يتوفر المزيد من الأفكار حول سبائك الألومنيوم الاحترافية على aludiecasting.com.
الملخص والمصطلحات الهندسية
يعد صنع قوالب الصب بالرمل طريقة مجزية لصنع نسخة طبق الأصل مثالية من النمط. باتباع هذه الخطوات، يمكن للمبتدئين إتقان أساسيات صب الألومنيوم بالرمل.
المصطلحات الأساسية التي يجب تذكرها:
- سبرو: القناة التي يدخل من خلالها المعدن إلى القالب.
- وميض: المعدن الزائد الذي يتسرب على طول خط الفراق.
- الرمال الخضراء: رمل المسبك المستخدم في صنع القالب.
- مواجهة الرمال: رمل منخول يوضع على النمط للحصول على لمسة نهائية أفضل.
- شطب: لإزالة الرمال الزائدة للحصول على سطح مستوٍ.
الأسئلة المتداولة
كيف يتم تحضير صب الرمل الأخضر إذا تم تخزين الرمل لعدة أشهر؟ إذا كان صب الرمل الأخضر جف المزيج، يجب “تخفيفه”. قم بتحميل الرمال في مولر أو دلو سعة 5 جالون ورشها بالماء. استخدم مثقاباً بعجلة مجداف لتقليب الخليط حتى يجتاز “اختبار الضغط”، يجب أن يحافظ الرمل على شكله عند عصره في يدك وأن ينكسر بشكل نظيف دون أن يتفتت. وهذا أمر ضروري للحصول على خليط مستقر قالب الصب بالرمل.
ماذا يحدث إذا فشل المشغل في تنظيف بودرة التلك حول نمط الألومنيوم المصبوب بالرمل؟ إذا تم تخطي مسحوق الفراق، فسوف تلتصق مصبوبة الرمل الأخضر بالنمط. عندما تحاول رفع النمط من قالب الصب بالرمل، ستنسحب أجزاء من الرمل معه، مما يؤدي إلى تدمير تجويف القالب ويتطلب من المشغل بدء عملية صب الرمل من جديد من الخطوة 1.
ما المدة التي يجب أن يستغرقها صب رمل الألومنيوم قبل فتح القالب؟ بالنسبة لمعظم مشاريع الألومنيوم المصبوب بالرمل الصغيرة إلى المتوسطة الحجم، فإن 15 إلى 20 دقيقة كافية لتصلب المعدن. ومع ذلك، بالنسبة لسبك الألومنيوم السميك الجدران بالرمل من الآمن الانتظار لفترة أطول. تذكّر أنه حتى بعد أن يصبح المعدن صلبًا، يعمل الرمل كعازل؛ سيظل جزء الألومنيوم المصبوب بالرمل ساخنًا بشكل خطير لفترة طويلة.
هل أنت جاهز لبدء مشروع صبّ الممثلين؟
صب المعادن هو عبارة عن صنع شيء من لا شيء. بالنسبة لأولئك الذين يجدون هذه الدروس مفيدة، نشجعهم على مشاركة التقدم المحرز وترك التعليقات. استفسر الآن هنا في The Die Cast Casting للحصول على معلومات عن حلولنا ذات النطاق الصناعي.
