ما هي عملية صب الجاذبية?

في عالم التصنيع المعدني, تحتفظ عملية صب الجاذبية بوضع كبير. إنه على نطاق واسع - طريقة مستعملة لإنتاج عالية - مكونات معدنية عالية الجودة عبر مختلف الصناعات. صب الجاذبية, المعروف أيضًا باسم صب القالب الدائم, هي تقنية تسخر قوة الجاذبية لملء القالب بالمعادن المنصهرة. هذه العملية تختلف عن طرق الصب الأخرى مثل صب القالب, التي تعتمد على ارتفاع - حقن الضغط من المعدن المنصهر.

1. خلق النمط وإعداد العفن

• • الخطوة الأولى في صب الجاذبية هي خلق نمط. هذا النمط عبارة عن نسخة طبق الأصل من الجزء الأخير ويستخدم لصنع القالب. في التصنيع الحديث, غالبًا ما يتم تصميم الأنماط باستخدام الكمبيوتر - تصميم بمساعدة (CAD) البرامج ثم يتم إنتاجها من خلال طرق مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد أو الآلات. بمجرد أن يصبح النمط جاهزًا, تم صنع القالب. يتكون القالب عادة من نصفين (جزء ثابت وجزء متحرك) التي تم تصنيعها بدقة لتشكيل تجويف المعدن المنصهر. يتم صنع هذه القوالب على التحمل الضيق لضمان دقة الأبعاد للصب النهائي.

• • قبل استخدام القالب, إنه مسبق - تسخين إلى درجة حرارة محددة. قبل - يخدم التدفئة أغراض متعددة. يساعد على ضمان التدفق السلس للمعدن المنصهر في القالب عن طريق تقليل اختلاف درجة الحرارة بين المعدن والقالب. بالإضافة إلى ذلك, يمكن أن يمنع الصدمة الحرارية للقالب, والتي يمكن أن تسبب التكسير مع مرور الوقت. درجة الحرارة التي يكون القالب قبل - الساخرة تعتمد على نوع المعدن الذي يتم إلقاؤه. على سبيل المثال, عند إلقاء الألمنيوم, قد يكون القالب مسبقًا - تسخين إلى حولها 200 - 300درجة مئوية.

2. تطبيق الطلاء الحراري

• • بعد ما قبل - التدفئة, يتم تطبيق طلاء حراري على الأسطح الداخلية للقالب. يخدم هذا الطلاء عدة وظائف مهمة. إنه بمثابة وكيل إطلاق, مما يجعل من السهل إزالة الصب المتصلب من القالب. كما أنه يساعد على عزل القالب من الأعلى - درجة حرارة المعدن المنصهر, التي يمكن أن تمدد عمر القالب. علاوة على ذلك, يمكن أن يؤثر الطلاء على السطح السطحي من الصب. تتوفر أنواع مختلفة من الطلاء الحراري, ويعتمد الاختيار على عوامل مثل نوع المعدن الذي يتم إلقاؤه والخصائص السطحية المطلوبة للمنتج النهائي.

3. إغلاق العفن وصب المعادن

• • بمجرد تطبيق الطلاء, يتم محاذاة نصفي القالب بعناية وإغلاقها لتشكيل تجويف مختوم. المعدن المنصهر, التي تم الحفاظ عليها في درجة الحرارة المناسبة في الفرن, ثم يتم سكبها في القالب من خلال شجرة التوابل (قناة في القالب يدخل من خلالها المعدن). تتطلب عملية صب المهارة والدقة. يجب التحكم بعناية في معدل صبه لضمان أن يملأ المعدن المنصهر القالب بالتساوي وبشكل كامل دون التسبب في اضطراب مفرط. إذا كان الصب سريعًا جدًا, يمكن أن يؤدي إلى تكوين جيوب الهواء أو الرش, والتي يمكن أن تؤدي إلى عيوب في الصب.

4. التصلب والتبريد

• • بعد أن يملأ القالب بالمعادن المنصهرة, تركت لتبرد. تعتبر عملية التبريد حاسمة لأنها تحدد البنية المجهرية والخصائص الميكانيكية للصب النهائي. يعزز المعدن المنصهر من الأسطح الخارجية لتجويف القالب باتجاه الوسط. في بعض الحالات, يمكن التحكم في معدلات التبريد لتحقيق خصائص محددة في الصب. على سبيل المثال, يمكن أن يؤدي التبريد السريع إلى بنية حبوب أدق, والتي يمكن أن تعزز قوة المعدن. للتحكم في معدل التبريد, قد يتم استخدام تقنيات مثل استخدام زعانف التبريد على القالب أو غمس القالب في وسيط التبريد. يعتمد الوقت المستغرق للتصلب على عوامل مختلفة, بما في ذلك سمك الصب ونوع المعدن. ستستغرق الصبغة السميكة بشكل طبيعي وقتًا أطول للتصلب مقارنة بأرقات أرق.

5. فتح العفن وإزالة جزء

• • بمجرد ترسيخ المعدن تمامًا, تم فتح القالب. يتم ذلك عادة باستخدام الوسائل الميكانيكية, مثل الصحافة الهيدروليكية أو آلية رافعة بسيطة. ثم تتم إزالة الصب المتصلب بعناية من القالب. في بعض الحالات, قد لا يزال الصب مرتبطًا بـ Sprue وأنظمة التغذية الأخرى (such as runners), which are used to supply additional metal during solidification to compensate for shrinkage. These excess materials are removed in the subsequent steps.

6. Trimming, الانتهاء, and Inspection

• • The final steps in the gravity casting process involve trimming the excess material from the casting. This includes cutting off the sprue, المتسابقين, and any flash (thin layers of excess metal that may have formed along the mold joints). Trimming can be done using methods such as sawing, طحن, or using specialized trimming machines. After trimming, قد يخضع الصب لمزيد من عمليات التشطيب لتحقيق الانتهاء من السطح المطلوب. يمكن أن يشمل هذا الصنفرة, تلميع, أو إطلاق النار على التفجير. أخيراً, تم فحص الصب لأي عيوب. غير - طرق الاختبار المدمرة مثل x - يمكن استخدام فحص الشعاع أو الاختبار بالموجات فوق الصوتية للتحقق من العيوب الداخلية, بينما يتم استخدام الفحص البصري للتحقق من السطح - عيوب المستوى.

1. دقة الأبعاد

• • جاذبية - توفر الأجزاء المصبوبة عمومًا دقة ذات أبعاد جيدة. في حين أن التسامح قد لا تكون ضيقة مثل تلك التي تحققت في ارتفاع - يموت الضغط, لا تزال كافية للعديد من التطبيقات. تعتمد دقة الصب على عوامل مثل دقة القالب, عملية صب, ومعدل التبريد. مع تصميم العفن المناسب والتحكم في عملية الصب, التحمل الأبعاد حوالي ± 0.01 - 0.02 يمكن تحقيق بوصة.

2. الانتهاء من السطح

• • الانتهاء من سطح الجاذبية - الأجزاء المصبوب سلسة نسبيا. يساعد تدفق الصفحي للمعدن المنصهر أثناء صبه على إنشاء سطح نظيف نسبيًا. لكن, مقارنة بالموت - الأجزاء يلقي, قد يكون السطح أكثر خشونة. هذا لأنه لا يوجد ارتفاع - قوة الضغط لدفع المعدن المنصهر بحزم ضد جدران العفن لإنشاء سوبر - الانتهاء السلس. لكن بالنسبة للعديد من التطبيقات, الانتهاء من سطح الجاذبية - الأجزاء المصبوب مقبولة دون منشور واسع النطاق - يعالج. في بعض الحالات, إذا كانت هناك حاجة إلى نهاية سطح أفضل, يمكن تنفيذ عمليات التشطيب مثل التلميع أو تفجير اللقطة.

3. الخصائص الميكانيكية

• • جاذبية - غالبًا ما تحتوي الأجزاء المصبوب على خصائص ميكانيكية جيدة. يمكن أن تؤدي عملية التصلب البطيئة والسيطرة إلى بنية مجهرية أكثر اتساقًا مقارنة ببعض طرق الصب الأخرى. هذا يمكن أن يؤدي إلى قوة جيدة, صلابة, ومقاومة التعب. على سبيل المثال, في حالة صب سبائك الألومنيوم, يمكن تعزيز الخصائص الميكانيكية من خلال عمليات معالجة الحرارة. يمكن للمعالجة الحرارية تعديل البنية المجهرية للسبائك, زيادة قوتها وصلصتها.

1. صناعة السيارات

• • في صناعة السيارات, يتم استخدام صب الجاذبية لإنتاج مجموعة متنوعة من المكونات. مكونات المحرك مثل رؤوس الأسطوانات, مشعبات المدخول, وغالبا ما تصنع المكابس باستخدام هذه العملية. تتطلب هذه المكونات خصائص ميكانيكية جيدة ودقة الأبعاد لضمان تشغيل كفاءة المحرك. جاذبية - العجلات المصبوب شائعة أيضًا, خاصة بالنسبة للارتفاع - الأداء والسيارات الفاخرة. تسمح العملية بإنتاج عجلات ذات تصميمات معقدة وقوة جيدة - ل - نسب الوزن.

2. صناعة الطيران

• • تستخدم صناعة الطيران أيضًا صب الجاذبية لبعض المكونات. أجزاء مثل أجزاء محرك الطائرات, المكونات الهيكلية, ويتم إنتاج التركيبات الهيدروليكية في بعض الأحيان من خلال صب الجاذبية. العالي - متطلبات الجودة لصناعة الفضاء, من حيث خصائص المواد ودقة الأبعاد, يمكن الوفاء بها عن طريق السيطرة بعناية على الجاذبية - عملية الصب. على سبيل المثال, المكونات المصنوعة من عالية - يمكن أن تكون سبائك الألمنيوم أو سبائك التيتانيوم جاذبية - يلقي لتحقيق القوة والمتانة اللازمة مع الحفاظ على الوزن إلى الحد الأدنى.

3. الآلات الصناعية

• • في تصنيع الآلات الصناعية, يستخدم صب الجاذبية لإنتاج أجزاء مثل مضخة مضخة, جثث الصمام, وفراغات العتاد. يجب أن تكون هذه الأجزاء قوية وقادرة على تحمل ظروف التشغيل القاسية للتطبيقات الصناعية. جاذبية - يمكن أن توفر المكونات المصبوب القوة المطلوبة والاستقرار الأبعاد لهذه التطبيقات. على سبيل المثال, يمكن أن يكون للسكن المضخة الناتج عن صب الجاذبية شكل معقد لتحسين تدفق السوائل مع الحفاظ على النزاهة الهيكلية الجيدة.

4. السلع الاستهلاكية والمواد الزخرفية

• • يتم استخدام صب الجاذبية أيضًا في إنتاج السلع الاستهلاكية والعناصر الزخرفية. أدوات المطبخ, مثل الممثلين - مقاطع حديدية, غالبًا ما يتم صنعها باستخدام هذه العملية. المدلى بها - توفر المادة الحديدية خصائص ممتازة للاحتفاظ بالحرارة, والجاذبية - تسمح عملية الصب بإنتاج الأواني ذات الأسطح السلسة والأبعاد الدقيقة. العناصر الزخرفية, مثل النحاس أو التماثيل البرونزية والأجهزة الزخرفية, كما يتم إنتاجها بشكل شائع من خلال صب الجاذبية. تتيح العملية إنشاء تصميمات معقدة مع تشطيبات جيدة السطح.

1. يمكن استخدام الجاذبية لارتفاع - إنتاج الحجم?

• • يرتبط صب الجاذبية بشكل أكثر شيوعًا بالمتوسطة - ل - قليل - إنتاج الحجم. في حين أنه من الممكن استخدامه للارتفاع - إنتاج الحجم, قد لا تكون العملية فعالة مثل عالية - يموت الضغط من حيث أوقات الدورة. عادةً ما يكون لالتقاط الجاذبية أوقات دورة أطول بسبب الدليل أو شبه - الطبيعة اليدوية لعملية صب. لكن, مع بعض الأتمتة في صب وعفن - معالجة العمليات, يمكن تحجيمه إلى حد ما للارتفاع - إنتاج الحجم. ولكن من أجل عالية للغاية - متطلبات الحجم, يموت الصب أو غيرها - قد تكون عمليات الصب السريعة أكثر ملاءمة.

2. ما هو الحد الأقصى لحجم الأجزاء التي يمكن إنتاجها باستخدام صب الجاذبية?

• • يقتصر الحد الأقصى لحجم الأجزاء التي يمكن إنتاجها عن طريق صب الجاذبية بشكل أساسي على حجم الفرن, سعة مغرفة, والقالب - صنع القدرات. على العموم, يمكن أن ينتج صب الجاذبية أجزاء كبيرة نسبيًا مقارنة ببعض طرق الصب الأخرى. على سبيل المثال, يمكن أن تكون كتل المحرك الكبيرة أو مكونات الآلات الصناعية ذات الأبعاد الكبيرة الجاذبية - يقذف. لكن, مع زيادة حجم الجزء, التحديات مثل ضمان ملء موحد للقالب والتصلب المناسب تصبح أكثر وضوحا. ولكن مع تصميم العفن المناسب والتحكم في عملية صب, الأجزاء التي تزن عدة مئات من كيلوغرامات أو أكثر يمكن أن تكون جاذبية بنجاح - يقذف.

3. كيف تقارن تكلفة صب الجاذبية للموت الصب?

• • تكلفة الأدوات الأولية لالتقاط الجاذبية أقل عمومًا من تكلفة الصب. جاذبية - قوالب الصب أبسط نسبيًا في التصميم والبناء, خاصة بالنسبة للأجزاء الأقل تعقيدًا. لكن, لكل - قد تكون تكلفة إنتاج الوحدة من صب الجاذبية أعلى للارتفاع - إنتاج الحجم. وذلك لأن الصب المموت له أوقات دورة أقصر ومعدلات إنتاج أعلى, الذي يقلل من لكل - تكلفة الوحدة لكميات كبيرة. للصغار - ل - واسطة - إنتاج الحجم, يمكن أن يكون صب الجاذبية أكثر تكلفة - فعالة بسبب انخفاض تكلفة الأدوات. ولكن من أجل عالية - إنتاج حجم الأجزاء المعقدة مع التحمل الضيق, قد يموت الصب قد توفر تكلفة أفضل - ميزة بشكل عام.