صب الضغط، المعروف أيضا باسم يموت الصب، هي طريقة صب يتم فيها صب المعدن المنصهر في غرفة الضغط لتصلب سائل السبيكة تحت الضغط وتشكيله تدريجيًا.

 

يعد الصب بالضغط حاليًا طريقة مهمة في عملية التشكيل لتشكيل مصبوبات المعادن غير الحديدية. خصائص عملية الصب بالقالب هي القوة العالية والصلابة للمسبوكات والأشكال المعقدة وجدران الصب الرقيقة والإنتاجية العالية للغاية. قوالب الصب يموت هي المفتاح لإنتاج صب الضغط، ويتم تحديد جودة قوالب الصب بالقالب.

 

 

الجودة والدقة أجزاء يموت الصب، وتصميم القالب يؤثر بشكل مباشر على جودة وعمر قوالب الصب. ولذلك، فإن تصميم القالب هو المفتاح لتقدم تكنولوجيا القالب وعامل مهم في تطوير القوالب.

 

الضغط العالي والسرعة العالية هما السمتان الرئيسيتان لعملية تعبئة وتشكيل السبائك المنصهرة في صب القوالب. تتراوح نسبة الحقن شائعة الاستخدام في عملية الصب من بضعة ميغاباسكال إلى عشرات ميغاباسكال، وأحيانًا تصل إلى 500 ميغاباسكال. تتراوح سرعة التعبئة بشكل عام بين 0.5 ~ 120 م / ث، ووقت التعبئة قصير جدًا، عادة 0.01 ~ 0.2 ثانية، والأقصر هو بضعة أجزاء من الألف من الثانية فقط. ولذلك، فإن المنتجات المنتجة باستخدام هذه الطريقة لها مزايا فريدة. يمكن الحصول على المسبوكات ذات الجدران الرقيقة والأشكال المعقدة ولكن الخطوط الواضحة. الحد الأدنى لسمك الجدار الناتج عن طريق الصب هو 0.3 مم لسبائك الزنك؛ سبائك الألومنيوم 0.5 ملم. الحد الأدنى لقطر فتحة الصب هو 0.7 ملم. الحد الأدنى لمسافة خيط الصب هو 0.75 مم. بالنسبة للأجزاء ذات الأشكال المعقدة التي يصعب تصنيعها أو لا يمكن تصنيعها عن طريق القطع، حتى لو كان الناتج صغيرًا، عادةً ما يتم استخدام إنتاج الصب بالقالب، خاصة عندما يكون من الصعب التصنيع باستخدام طرق صب أخرى أو عمليات تشكيل المعادن، إنتاج الصب بالقالب هي الطريقة الأنسب. دقة الأبعاد ومتطلبات خشونة السطح للمسبوكات عالية جدًا. دقة الأبعاد للمسبوكات هي IT12~IT11، وخشونة السطح بشكل عام 3.2~0.8 ميكرومتر. ما يصل إلى 0.4 كحد أدنى μM. لذلك، يمكن استخدام المسبوكات الفردية بدون معالجة ميكانيكية أو للأجزاء الفردية فقط. المزايا الرئيسية للصب بالقالب هي: (1) قوة وصلابة سطح الصب مرتفعة نسبيًا. نظرًا لتأثير التبريد لقالب الصب والتبلور تحت الضغط، فإن الطبقة السطحية لجزء الصب تحتوي على حبيبات دقيقة للغاية وبنية مجهرية كثيفة، مما يؤدي إلى صلابة وقوة عالية نسبيًا للطبقة السطحية. عادة ما تكون قوة الشد للمسبوكات القالبية أعلى بنسبة 25% إلى 30% من المسبوكات الرملية، لكن معدل الانكماش منخفض نسبيًا. (2) إنتاجية عالية. دورة إنتاج الصب بالضغط قصيرة، ومدة دورة عملية واحدة حوالي 5 ثواني إلى 3 دقائق. هذه الطريقة مناسبة للإنتاج الضخم. على الرغم من أن مزايا إنتاج الصب بالقالب بارزة جدًا، إلا أن له أيضًا بعض العيوب الواضحة:

(1) غالبًا ما تكون هناك مسام على سطح المسبوكات. وذلك لأن سرعة ملء السبائك السائلة سريعة للغاية، ومن الصعب التخلص تمامًا من الغاز الموجود في تجويف القالب، وغالبًا ما يبقى على شكل مسام في الصب. لذلك، لا يمكن للمسبوكات العامة أن تخضع للمعالجة الحرارية وليست مناسبة للعمل تحت ظروف درجات الحرارة المرتفعة. وذلك لأنه عندما تكون درجة حرارة التسخين مرتفعة، يتوسع الغاز الموجود داخل المسام، مما يتسبب في انتفاخ سطح قالب الصب، مما يؤثر على الجودة والمظهر. وبالمثل، ليس من المرغوب فيه إجراء معالجة ميكانيكية لتجنب تعريض ثقوب الهواء على سطح المسبوكة.

 

(2) أنواع ودرجات سبائك الصب محدودة. حاليًا، إنها مناسبة فقط لصب السبائك مثل الزنك والألمنيوم والمغنيسيوم والنحاس. بالنسبة للمواد الفولاذية، نظرًا لنقطة الانصهار العالية وعمر الخدمة القصير لقوالب الصب، يصعب تطبيق صب المواد الفولاذية على الإنتاج العملي. أما بالنسبة لفئة معينة من السبائك، بسبب الانكماش الشديد الناتج عن التبريد أثناء الصب بالقالب، فهي تقتصر فقط على عدة درجات من الصب بالقالب.

 

(3) تكلفة إعداد الإنتاج للصب بالقالب مرتفعة نسبيًا. نظرًا للتكلفة العالية لآلات الصب، ودورات المعالجة الطويلة، والتكاليف المرتفعة لقوالب الصب، فإن عملية الصب بالقالب مناسبة فقط للإنتاج الضخم. تكمن أهمية تصميم قوالب الصب في أن القالب هو الأداة الرئيسية لإنتاج قوالب الصب. ولذلك، عند تصميم القالب، ينبغي بذل الجهود للتأكد من أن الهيكل العام للقالب وهيكل أجزاء القالب معقولة وآمنة وموثوقة ومريحة للتصنيع والإنتاج. نظام الصب والصرف لقالب الصب يحتاج إلى تصميم معقول. يجب أن تتم معالجة وتجميع القوالب بالتنسيق المناسب، كما يعد تحسين قوالب الصب جانبًا مهمًا أيضًا. تعتمد درجة التميز في قوالب الصب إلى حد كبير على تصميم نظام البوابات ونظام تفريغ الفائض. في إنتاج الصب بالقالب، غالبًا ما تحدث عيوب مثل الانكماش أو الإغلاق البارد أو فتحات الهواء في أجزاء الصب بالقالب بسبب الاختيار غير الصحيح لمعلمات التحكم مثل شكل عداء القالب، ومواضع البوابة والفائض، وقوة الصب بالقالب. من خلال تحسين الشكل والحجم والموضع ومعلمات عملية الحقن لمنفذ التفريغ والتفريغ، يمكن تقليل هذه العيوب بشكل كبير.

 

باختصار، التصميم المعقول لقوالب الصب ذو أهمية كبيرة لإنتاج مصبوبات عالية الجودة.

 

(1) تاريخ التطوير والوضع الحالي واتجاهات الصب بالقالب

 

بدأ تاريخ تطور عملية الصب بالقالب في القرن التاسع عشر، وتم استخدامه في البداية لصب الرصاص. في وقت مبكر من عام 19، قام الدكتور ويليام تشيرش بتصنيع آلة صب بقدرة إنتاجية يومية تتراوح من 1822 إلى 12000 نوع من الرصاص، مما يوضح إمكانات الإنتاج لطريقة المعالجة هذه. في عام 20000، قام جي جي ستورجيس بتصميم وتصنيع أول آلة صب بالقالب ذات الغرفة الساخنة ذات المكبس اليدوي، والتي حصلت على براءة اختراع في الولايات المتحدة. في عام 1849، درس ميرسن ثالر براءات الاختراع السابقة واخترع آلة صب القوالب للطباعة، والتي كانت تستخدم في البداية فقط لإنتاج شخصيات مصبوبة من الرصاص وسبائك القصدير ذات نقطة انصهار منخفضة. بحلول ستينيات القرن التاسع عشر، تم استخدامه لإنتاج أجزاء صب سبائك الزنك. تم استخدام الصب على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي فقط في بداية القرن الماضي، لإنتاج أجهزة تسجيل النقد، والفونوغراف، والدراجات. في عام 1885، بدأت شركة HH Franklin في المملكة المتحدة في إنتاج محامل قضبان التوصيل للسيارات باستخدام طرق الصب بالقالب، مما يشكل سابقة لتطبيق أجزاء الصب في صناعة السيارات. في عام 1860، نجح HH Doehler في تطوير آلات الصب بالقالب وسبائك الزنك والقصدير وسبائك النحاس للإنتاج الصناعي. بعد ذلك، صمم فاغنر آلة سبك بالهواء المضغوط ذات عنق معقوفة لإنتاج مصبوبات سبائك الألومنيوم. يستخدم هذا النوع من آلات الصب بالقالب الهواء المضغوط لدفع سبائك الألومنيوم إلى القالب من خلال قناة معقوفة. ومع ذلك، نظرًا لمشاكل مثل الختم والتصاق القناة المعقوفة، لم يتم الترويج لهذه الآلة وتطبيقها على نطاق واسع. لكن هذا التصميم هو المحاولة الأولى لإنتاج مصبوبات سبائك الألومنيوم. في عشرينيات القرن العشرين، قامت شركة Kipp في الولايات المتحدة بتصنيع آلات صب القوالب الآلية بالغرفة الساخنة، ولكن كان سائل سبائك الألومنيوم يميل إلى تآكل مكونات الفولاذ الموجودة في ماكينة السباكة، مما يحد من إنتاج سبائك الألومنيوم في قالب الغرفة الساخنة. آلة صب. في عام 1904، صمم المهندس التشيكي جوزيف بفولاك آلة صب القالب بالغرفة الباردة. نظرًا لفصل بوتقة تخزين السبائك المنصهرة عن غرفة الحقن، يمكنها زيادة قوة الحقن عالي الضغط بشكل كبير، مما يجعلها أكثر ملاءمة لمتطلبات الإنتاج الصناعي، والتغلب على عيوب آلة الصب بالقالب بالغرفة الساخنة الهوائية، و وبالتالي اتخاذ خطوة مهمة إلى الأمام في تكنولوجيا الصب. أدى ظهور آلات الصب على نطاق واسع في الخمسينيات من القرن الماضي إلى فتح العديد من المجالات الجديدة لصناعة الصب. مع تطور آلات الصب، وعمليات الصب، وقوالب الصب، ومواد التشحيم، تطورت سبائك الصب أيضًا من سبائك الرصاص إلى سبائك الزنك والألمنيوم والمغنيسيوم والنحاس، وأخيرًا إلى السبائك الحديدية. مع الزيادة المستمرة في درجة انصهار السبائك المسبوكة، تم أيضًا توسيع نطاق تطبيق أجزاء الصب.

 

(2) لقد حقق تطوير صناعة الصب في الصين تقدما كبيرا في نصف القرن الماضي. وباعتبارها صناعة ناشئة، فإنها تتطور بسرعة بزخم جيد يتراوح من 8% إلى 12% كل عام. في الوقت الحاضر، تمتلك الصين أكثر من 2600 مصنع لصب القوالب والمؤسسات ذات الصلة، وما يقرب من 10000 آلة صب قوالب، وإنتاج سنوي يزيد عن 500000 طن من مصبوبات القوالب. من بينها، تمثل سبائك الألومنيوم 67.0%، وتمثل سبائك الزنك 31.2%، وتمثل سبائك النحاس 1.0%، وتمثل سبائك المغنيسيوم 0.8%. من بين مصانع صب القوالب والمؤسسات ذات الصلة في الصين، يوجد أكثر من 2000 مصنع صب قوالب، وهو ما يمثل أكثر من 80% من إجمالي عدد الشركات. هناك ما يقرب من 398 شركة لآلات صب القوالب والمعدات المساعدة، وشركات القوالب، وشركات المواد الخام والمساعدة، وهو ما يمثل 13.7٪. ويوجد إجمالي 112 بحثًا علميًا وجامعة وجمعية ووحدات أخرى، وهو ما يمثل 3.8% من الإجمالي. فيما يتعلق بإنتاج آلات صب القوالب، يوجد حوالي 20 شركة لإنتاج آلات صب القوالب في الصين، بقدرة إنتاجية سنوية تزيد عن 1000 وحدة. القدرة التوريدية لآلات الصب قوية جدًا. تعد جودة آلات صب القوالب الصغيرة والمتوسطة الحجم جيدة نسبيًا، في حين لا تزال هناك حاجة إلى استيراد آلات صب القوالب الكبيرة وآلات صب القوالب عالية الأداء التي يتم التحكم فيها في الوقت الفعلي. آلات الصب بالقالب بسعة تزيد عن 2000 طن قيد التطوير. تشير المواقف المختلفة إلى أن صناعة الصب في الصين كبيرة جدًا بالفعل. ومع ذلك، مقارنة بدول الصب القوية، لا تزال صناعة الصب في الصين تعاني من فجوة كبيرة. حجم شركات صب القوالب الصينية صغير نسبيًا، وجودتها ليست عالية، ومستوىها الفني متخلف، وكفاءتها الإنتاجية منخفضة. على الرغم من أن الصين تتمتع بميزة كمية معينة في إنتاج قوالب الصب مقارنة بالدول المتقدمة مثل الولايات المتحدة واليابان، إلا أن شركات صب القوالب في الصين هي في الأساس مصانع صغيرة، لذلك هناك فجوة كبيرة في مستوى الإدارة وكفاءة العمل مقارنة لهم. بالإضافة إلى ذلك، على الرغم من أن جودة آلات الصب بالقالب الصغيرة والمتوسطة الحجم المنتجة في الصين جيدة، إلا أن آلات الصب بالقالب الكبيرة وآلات الصب بالقالب عالية الأداء للتحكم في الوقت الحقيقي لا تزال بحاجة إلى الاستيراد، مع أكثر من 100 آلة صب بالقالب. آلات الصب المستوردة كل عام. ومن هذا يمكن أن نرى أن الصين لا يمكن اعتبارها قوة صببة، بل يمكنها فقط أن تكون قوة صببة. في السنوات الأخيرة، بسبب التطور السريع للصناعة الصينية، دخلت صناعة الصب تدريجيا إلى العديد من الأسواق.

 

(3) اتجاه تطوير صناعة الصب هو أن عملية الصب بأكملها تكتمل على آلات الصب. ولذلك، مع الطلب على الجودة والإنتاج والتطبيق الموسع للمسبوكات، تم طرح متطلبات جديدة وأعلى لمعدات الصب. لم تعد آلات الصب التقليدية قادرة على تلبية هذه المتطلبات. ولذلك، ظهرت آلات صب جديدة، وعمليات جديدة، وتقنيات جديدة. على سبيل المثال، من أجل القضاء على فتحات الهواء، وتجويفات الانكماش، والمسامية داخل المسبوكات القالبية وتحسين جودة المسبوكات، ظهرت عملية الصب بالقالب المزدوجة (المعروفة أيضًا بالدقة والسرعة والكثافة)؛ من أجل صب القوالب مع الأجزاء المدمجة وتحقيق صب الفراغ، ظهرت آلة صب عمودية بالكامل مع فراق أفقي؛ من أجل تحسين سرعة الحقن وتحقيق زيادة فورية في قوة الحقن للضغط بشكل فعال على السبائك المنصهرة وتحسين كثافة الصب، تم تطوير آلة صب بالقالب بنظام حقن ثلاثي المراحل. على سبيل المثال، في عملية إنتاج الصب بالقالب، بالإضافة إلى كونها مجهزة بآليات الصب الأوتوماتيكي، والالتقاط الأوتوماتيكي، وآليات التشحيم الأوتوماتيكية، يتم أيضًا تركيب مجموعة كاملة من أدوات الاختبار للكشف عن معلمات العملية المختلفة والتحكم فيها أثناء عملية الصب بالقالب. عملية الصب. وهي أجهزة عرض ومراقبة لقوة الحقن وسرعة الحقن، وأجهزة التحكم الآلي لقوة الحقن، وتطبيقات الحاسبات الإلكترونية.