عملية الصب بالرمل

لإنشاء القالب المستخدم في تشكيل تجويف القالب الرملي واللب الرملي، والذي يعمل بمثابة “قاعدة النسخة المطابقة” للشكل الخارجي/التجويف الداخلي للقطعة المصبوبة.

“القالب النموذجي”: يتطابق مع الشكل الخارجي للقطعة المصبوبة، ويُستخدم لضغط تجويف قالب الرمل (على سبيل المثال، لصب كتلة المحرك، يكون القالب النموذجي “نسخة مكبرة” من الكتلة)؛;

“صندوق القلب”: يشير إلى التجويف الداخلي والقنوات الموجودة في قطعة الصب (مثل قنوات الزيت وقنوات الهواء في الكتلة)، ويُستخدم لإنشاء “اللب الرملي” (بعد وضع اللب الرملي في تجويف القالب، يملأ المعدن المنصهر الفراغ بين اللب الرملي وتجويف القالب، ليشكل التجويف الداخلي بعد التبريد).

يجب أن تراعي أبعاد القالب وصندوق القالب الانكماش (ينكمش المعدن أثناء التبريد؛ يجب ترك هامش 1%-2% للحديد الزهر، و2%-3% للصلب المصبوب، و3%-5% لسبائك الألومنيوم) لتجنب أن تكون المسبوكات أصغر من اللازم.

يُعد إنشاء “التجويف” (الشكل الخارجي للقطعة المصبوبة) و“اللب الرملي” (التجويف الداخلي للقطعة المصبوبة) باستخدام رمل القولبة والقوالب الخطوة الأساسية في عملية الصب بالرمل.

يتم تثبيت القالب في صندوق الرمل، ثم يُملأ الرمل ويُضغط، وبعد ذلك يُنزع القالب برفق. وبذلك يتشكل داخل صندوق الرمل “تجويف” يتوافق مع الشكل الخارجي للمسبوك.

يُملأ صندوق القالب برمل الصب (غالبًا مع إضافة الراتنج لزيادة المتانة)، ثم يُضغط عليه، وبعد ذلك يُزال لإنشاء “قلب رمل” (مثل قلب قناة الزيت في الأسطوانة).

يجب تقوية القالب الرملي باستخدام “عظام القالب” (أسلاك حديدية/قضبان فولاذية) لزيادة متانته. كما يجب وضع “طلاء” على السطح (لمنع التصاق الرمل وتحسين نعومة التجويف الداخلي). كما يجب توفير “رأس القالب” (لتثبيت القالب الرملي في تجويف القالب ومنع إزاحته أثناء الصب).

ضخ المعدن المنصهر في تجويف القالب لملئه وتشكيل الشكل المطلوب.

صهر المعادن:تُضاف المواد الخام مثل الحديد الزهر والفولاذ المصبوب وسبائك الألومنيوم إلى الفرن (فرن الكوببول، أو فرن القوس الكهربائي، أو فرن الحث) وتُسخن حتى تصل إلى حالة الانصهار (الحديد الزهر 1300-1400 درجة مئوية، الفولاذ المصبوب 1500-1600 درجة مئوية، سبائك الألومنيوم 650-700 درجة مئوية).

درجة الحرارة: تتطلب استقرارًا (فارتفاع درجة الحرارة بشكل مفرط قد يتسبب في حدوث تجاويف نتيجة الانكماش، بينما انخفاضها بشكل مفرط قد يؤدي إلى صب غير كامل).
السرعة: حافظ على سرعة ثابتة (فالسرعة الزائدة قد تتسبب في تآكل الرمل وزيادة مساميته، بينما السرعة المنخفضة جدًّا قد تؤدي إلى حدوث انغلاق بارد).
الطريقة: يُسكب المعدن المنصهر ببطء عبر كوب السكب، مع التأكد من أن المعدن المنصهر يملأ كل زاوية من زوايا تجويف القالب.

لإزالة الشوائب وفحص الجودة للتأكد من أن قطعة الصب تفي بمتطلبات الاستخدام.

إزالة الشوائب:

• إزالة الرمل العالق: السفع الرملي، السفع بالخرز (تأثير الرمل أو الخرز الفولاذي عالي الضغط على السطح)؛;
• إزالة الأجزاء الزائدة: الصقل (إزالة القنوات الرافعة، والنتوءات، والنتوءات الخشنة)؛;

• إزالة القشور الأكسيدية: التنظيف بالحمض، والغسل القلوي (للفولاذ المصبوب وسبائك الألومنيوم)؛;

فحص الجودة:

• فحص المظهر: التحقق من عدم وجود ثقوب رملية، أو مسامية، أو شقوق؛;
• فحص الأبعاد: التحقق من دقة الأبعاد باستخدام الفرجار وآلة قياس الإحداثيات (تتراوح دقة الصب الرملي عادةً بين CT10 وCT13)؛;

• الفحص الداخلي: الكشف عن العيوب بالأشعة السينية، والكشف عن العيوب بالموجات فوق الصوتية (للتحقق من وجود تجاويف الانكماش الداخلية وشوائب الرمل)؛;

المعالجة اللاحقة (حسب الحاجة):

• التصنيع الآلي: الخراطة، والتفريز، وصقل الأسطح التي تتطلب دقة عالية (مثل فتحات المحامل)؛;

• المعالجة الحرارية: التلدين (لتخفيف التوتر الداخلي)، والتبريد السريع (لزيادة الصلابة)، وما إلى ذلك، بهدف تحسين الخصائص الميكانيكية.