ما هو الصب؟
صب المعادن هي عملية حديثة ذات جذور قديمة. في عملية صب المعادن ، يتم تشكيل الأشكال المعدنية عن طريق صب المعدن المنصهر في تجويف القالب ، حيث يبرد ثم يُستخرج لاحقًا من القالب. يمكن القول إن صب المعادن هي العملية الصناعية الأولى والأكثر تأثيرًا في التاريخ.
يعتبر صب المعادن إحدى أكثر عمليات التصنيع كفاءة وتنوعًا اليوم. هناك سبب جيد. هذه التقنية ، التي تتضمن صب المعدن المنصهر في قالب ، عمرها في الواقع 7000 عام وتستخدم في كل من التصنيع والفنون الجميلة.
صب المعادن هي عملية صنع الأشياء عن طريق سكب المعدن المنصهر في المساحة الفارغة من القالب. ثم يبرد المعدن ويتماسك بالشكل المعطى للنموذج. غالبًا ما يكون الصب طريقة أرخص لإنتاج جزء من تصنيع الجزء من قطعة معدنية صلبة. هناك طرق عديدة لصب المعادن. أي نوع من الصب هو الأكثر كفاءة يعتمد على المعادن المستخدمة ، وحجم المدى وتعقيد الصب.
أنظر أيضا: فصل المعادن النفيسة
تطبيقات الصب
على مر التاريخ ، تم استخدام صب المعادن في صنع الأدوات والأسلحة والأشياء الدينية. يعتبر Casting طريقة غير مكلفة لإنشاء أشكال وتصميمات معقدة وإنشاء مضاعفات للعنصر بسهولة. عملية صب المعادن لديها مجموعة واسعة من التطبيقات في جميع أنحاء التصنيع ، لا سيما في تطوير التكنولوجيا وصناعات النقل. يمكن أن تتراوح أحجام الصب من بضعة جرامات ، مثل المصبوبات الحلقية ، إلى آلاف الجنيهات ، مثل محرك الديزل. تختلف أشكال المصبوب في التعقيد من شيء بسيط جدًا إلى معقد جدًا.
يستخدم على نطاق واسع في صناعة المنحوتات والمجوهرات والنقل والأسلحة والأدوات.
تشمل الطرق التقليدية لصب المعادن صب الشمع المفقود ، وصب قوالب الجص ، والصب بالقالب ، والصب بالرمل. يمكن إتمام عمليات صب المعادن هذه في مسبك أو استوديو مجوهرات.
يتم استخدامه لصنع العديد من الأشياء المعدنية المستخدمة في حياتنا اليومية: أجزاء السيارة ، وعجلات القطار ، وأعمدة الإنارة ، والمزيد. بالإضافة إلى ذلك ، تعتمد مسابك المعادن على إعادة تدوير المعادن كمصدر فعال من حيث التكلفة للمواد الخام ، مما يقلل بشكل كبير من الخردة المعدنية التي قد تنتهي في مدافن النفايات.
يتم استخدامه بشكل عام في صناعات وإنتاجات الصب التالية:
- السيارات والطيران والسكك الحديدية والشحن
- أدوات التصنيع
- أجهزة منزلية
- أدوات البناء
- قطع كهربائية
- المعدات الزراعية
- الأسلحة والأدوات والمعدات الدفاعية
- التحف الفنية والمنحوتات
عملية صب المعادن
صنع نمط
تبدأ عملية صب المعدن بنمط ، وهو نموذج للجزء الأخير الذي سيتم تصنيعه. عادةً ما تكون الأنماط مصنوعة من الخشب أو المعدن أو البلاستيك ، ويمكن أيضًا صنعها من خلال المعالجة الآلية أو الطباعة ثلاثية الأبعاد.
صب
في الخطوة التالية ، يتم تصنيعه باستخدام قالب القالب. يمكن إعادة استخدام القوالب ، مما يعني أنه يتم استخدامها بشكل متكرر لصب الأجزاء نفسها ، أو يمكن التخلص منها ، مما يعني أنها تستخدم مرة واحدة فقط ويتم إتلافها في عملية الصب.
صهر وصب المعادن
يسخن المعدن ليذوب ويصب في تجويف القالب. يعد الفولاذ والفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم والنحاس والمغنيسيوم والزنك أكثر أنواع المعادن شيوعًا المستخدمة في صب المعادن.
المرحلة النهائية
بمجرد أن يبرد المعدن ويصلب ، تتم إزالة القالب النهائي من الشكل المشكل. المرحلة النهائية هي الإنهاء والتي تشمل حفظ وتنظيف وتلميع الجزء المعدني. يمكن أن تشمل خطوات الإنهاء أيضًا المعالجة بالآلات والحفر.
أنواع طرق صب المعادن
بشكل عام ، يتم تقسيمها إلى قوالب قابلة لإعادة الاستخدام وقوالب يمكن التخلص منها.
قوالب دائمة
عادة ما تصنع القوالب الدائمة من معدن له درجة انصهار أعلى من المعدن المملوء به. يُسكب المعدن السائل دون أي ضغط خارجي. يجب أن تكون القوالب الدائمة بسيطة بما يكفي لإزالتها من الصب النهائي لإعادة استخدامها.
قوالب شبه دائمة
التغيير الوحيد في صب القالب شبه الدائم هو أن العضلات (الجزء الداخلي من مستقبل القالب) المستخدمة في عملية الصب قد تكون عضلة رملية قابلة لإعادة الاستخدام. يمكن استخدام أشكال حنفية أو حنفية أكثر تعقيدًا مع قلوب الرمل لأنها لا تحتاج إلى الاستخراج من الصب النهائي.
صب الحمأة
هذا النمط الملون من الصب يخلق مصبوبات مجوفة ببساطة عن طريق تغطية الجزء الداخلي من القالب بكمية صغيرة من المعدن ، دون الحاجة إلى قلب داخلي أو قلب داخلي ، مما يؤدي إلى تكوين غلاف معدني. في هذه الطريقة ، يمكن سكب كميات صغيرة من السائل في القالب وتحريكها لتغليف الجزء الداخلي بالمعدن. بدلاً من ذلك ، يمكن ملء القالب بالكامل ثم سكب المواد الزائدة بعد وقت التبريد المحدد. الزنك والألمنيوم والبيوتر هي المعادن التي عادة ما تُصب على شكل حمأة.
صب الطرد المركزي
في الصب الحقيقي بالطرد المركزي ، يدور قالب مبرد بالماء حول محوره المركزي بسرعة عالية بينما يُسكب المعدن السائل فيه. تسحب قوة الطرد المركزي المعدن السائل على طول سطح القالب في طبقة موحدة. لكي تعمل هذه الطريقة ، يجب أن يكون للصب النهائي أشكال هندسية موحدة حول محور الدوران. لذا فإن شكل الصب هذا هو الأفضل للقوالب الأسطوانية أو الدائرية تقريبًا ، مثل الأنابيب أو الحلقات.
عادةً ما يكون للأجسام المصبوبة بهذه الطريقة معدل عيب منخفض جدًا. تنتهي الشوائب في الفتحة أو السطح الداخلي للصب ويمكن تشكيلها. يتم صب معظم الأنابيب أو التركيبات المستخدمة تحت الضغط بالطرد المركزي نظرًا لقوة البناء غير الملحوم.
تُصنع بعض المسبوكات المعدنية الصغيرة ، مثل المجوهرات ، باستخدام جهاز طرد مركزي يدور القالب بأكمله حول نقطة مركزية ، ويسحب المعدن من الفتحة أثناء دورانه.
أنظر أيضا: اثنين من شافت التقطيع (تقطيع النفايات)
الصب يموت
تستخدم طرق الصب بالقالب قوى أخرى غير الجاذبية للتحكم في تدفق المعدن إلى قالب دائم. يتم استخدام كل من الهواء أو الغاز أو الفراغ أو القوى الميكانيكية أو الطاردة المركزية في صب القالب. تسمح هذه الطريقة بالتحكم الدقيق في سرعة ملء القالب.
يسحب الصب الفراغي المعدن إلى القالب عندما يتم خفض ضغط القالب ، ويسحب الفراغ الناتج المعدن السائل من الخزان أدناه. يجب أن يظل الفراغ مفتوحًا حتى يبرد المعدن ، ولذلك تُستخدم هذه الطريقة في الغالب في المسبوكات ذات الجدران الرقيقة.
تستخدم جميع آلات الصب أيضًا شكلاً من أشكال الضغط للمساعدة في إنشاء الصب.
الحديد الصب
تتكون آلات الصب من حوض يحتوي على معدن مصهور ، قالب معدني أو قالب على لوحين ، ونظام حقن يسحب المادة ويحقنها تحت الضغط في القالب.
تبدأ عملية الصب بقالب مفتوح. تقوم الفوهات برش القالب بمواد تشحيم لمنع الجزء من الالتصاق. ثم يتم إغلاق نصفي القالب ويتم حقن القالب المغلق باستخدام فوهة الضغط. يتم إعطاء الصب الجديد لحظة ليبرد قبل فتح القالب. تقوم دبابيس القاذف بدفع الصب الجديد من القالب ثم تبدأ العملية مرة أخرى.
هناك نوعان من أشكال حقن المعادن في صب الحديد. يعمل صب الغرفة الباردة مثل المحقنة: قبل صب كل قالب ، يجب ملء غرفة الحقن بالمعدن المنصهر ، ثم يقوم المكبس بدفع محتويات الحاقن إلى القالب. يعمل Diecasting بجيب ساخن أو معقوفة عن طريق غمس مبيت نظام الحقن في المعدن المنصهر ، حيث يعني شكل النظام إعادة ملء الحاقن. يدفع صب الغرفة الساخنة هذه المادة إلى القالب عن طريق المكبس أو ضغط الهواء.
أنواع مختلفة من المسبوكات المعدنية
- صب الرمل
- الصب يموت
- صب الدقة
الصب الحديث
يتم تصنيع كل الأجهزة الميكانيكية التي نستخدمها اليوم تقريبًا ، من السيارات إلى الغسالات ، باستخدام أجزاء معدنية تم إنشاؤها باستخدام عملية الصب. الفرق بين منتجات المعدن المصبوب اليوم وتلك المصنوعة حتى 100 عام هو الدقة والتفاوتات التي يمكن تحقيقها من خلال عملية التصميم بمساعدة الكمبيوتر والطرق الحديثة لتصنيع القوالب والقوالب الدقيقة. تمثل المسبوكات المعدنية اليوم الابتكار في العمل.
على مر القرون ، تم تطوير مجموعات مختلفة من المواد الخام لإنتاج مجموعة متنوعة من المعادن. تُستخدم بعض منتجات الصب في المحركات التي تتطلب تحمل عاليًا للحرارة والبرودة. يجب أن تقاوم أنابيب الحديد الزهر التآكل والضغط العالي. يجب أن تكون المسبوكات الأخرى خفيفة الوزن ولكنها متينة. في العديد من التطبيقات ، تم تصميم الأجزاء لتوفير تفاوتات دقيقة بين التمدد والانكماش.
أنظر أيضا: فصل المعادن النفيسة
تصميم وتصنيع الآلات الصناعية
شركة مكران الخليج فينيكس ، الشركة المصنعة لآلات تمزيق وإعادة التدوير، للحصول على معلومات وأوامر ، راجع الرابط أدناه.
