الصب عبر قوالب الرمل هو تقنية تقليدية تُستخدم لصب المعادن المصهورة في قوالب رملية لتشكيل قطع معدنية متنوعة. تعد هذه التقنية واحدة من أقدم أساليب الصب وتستخدم على نطاق واسع في صناعة المعادن والآلات.
2. الخلطة
أ. مكونات خلطة الرمل:
- الرمل: يُستخدم رمل السيليكا عادةً لقدرته على تحمل درجات الحرارة العالية.
- الطين: يُضاف الطين إلى الرمل لتحسين التصاق الرمل وضمان عدم تسرب المعدن المصهور.
- الماء: يُضاف الماء إلى الخلطة لتفعيل الطين وتحسين تشكيل القالب.
- الإضافات الأخرى: مثل المضافات الكيميائية لتحسين خصائص الرمل كزيادة قوة التحمل أو تقليل التمدد.
ب. إعداد الخلطة:
- نسب الخلط: تتراوح نسب الطين عادةً بين 5-10% من وزن الرمل. يمكن تعديل النسب حسب نوع الطين والرمل.
- خلط المكونات: يتم خلط الرمل والطين والماء جيدًا للحصول على خليط متجانس وسهل التشكيل.
3. الحرارة
أ. درجة حرارة الصهر:
- المعادن الشائعة:
- الحديد الزهر: يُصهر عادةً عند درجات حرارة تتراوح بين 1150-1300 درجة مئوية.
- الفولاذ: يحتاج إلى درجات حرارة أعلى تتراوح بين 1400-1600 درجة مئوية.
- الألمنيوم: يُصهر عند درجات حرارة تتراوح بين 660-750 درجة مئوية.
ب. تأثير الحرارة على القالب:
- التوسع والانكماش: تتأثر القوالب الرملية بالحرارة مما قد يتسبب في حدوث تشققات أو انكماش أثناء الصب.
- التعامل مع الحرارة: يمكن استخدام مواد إضافية لتحسين مقاومة القوالب للحرارة وتقليل الأضرار.
4. الصب
أ. عملية الصب:
- إعداد القالب: يتم تحضير القالب بملء الرمل وإدخال النموذج الموجّه لتشكيل الفجوة المطلوبة.
- صب المعدن: يتم صب المعدن المصهور بحذر في القالب من خلال فتحات الصب. يجب التأكد من تدفق المعدن بشكل متساوٍ لتجنب العيوب.
ب. أنواع الصب:
- الصب المفتوح: يتم صب المعدن مباشرة في القالب المفتوح.
- الصب المحجوز: يتم صب المعدن في قالب مغلق أو محجوز.
5. التبريد
أ. عملية التبريد:
- التبريد البطيء: يتطلب صب بعض المعادن تبريدًا بطيئًا لتفادي التصدع وتحقيق الخصائص الميكانيكية المطلوبة.
- التبريد السريع: قد يتطلب الصب تبريدًا سريعًا لتحسين خواص معينة مثل الصلابة.
ب. تقنيات التبريد:
- الهواء: يمكن تبريد القوالب باستخدام الهواء الخارجي، وهو الأسلوب الأكثر شيوعًا.
- الماء: في بعض الحالات، يُستخدم الماء لتبريد أسرع للقطع المعدنية.
- الزيوت أو السوائل الخاصة: يمكن استخدام سوائل معينة للتبريد السريع أو السيطرة على خصائص المعدن.
6. العيوب الشائعة وطرق المعالجة
أ. العيوب:
- التشقق: يمكن أن يحدث بسبب التغير السريع في درجة الحرارة أو تصاميم غير مناسبة.
- الهواء أو الفقاعات: يمكن أن يتسبب في حدوث عيوب في الصب نتيجة وجود فخاخ هواء.
ب. طرق المعالجة:
- تحسين الخلطة: تعديل نسب الرمل والطين والماء.
- التعامل مع درجة الحرارة: التحكم في درجات حرارة الصهر والتبريد بشكل مناسب.
- صيانة القوالب: التأكد من جودة القوالب وصيانتها بانتظام لتفادي العيوب.
خلاصة: الصب عبر قوالب الرمل يتطلب دقة في إعداد الخلطات، التحكم في درجات الحرارة، عملية صب منظمة، وتبريد مدروس للحصول على قطع معدنية ذات جودة عالية. يمكن تحسين النتائج باتباع التقنيات الصحيحة والتعامل مع المشاكل بطرق مناسبة.