أنواع عيوب الصب وكيفية الوقاية منها في منتجاتك

إنتاج الصب هو عملية معقدة متعددة الخطوات. ويختلف مستوى المهارة في كل عملية اختلافًا كبيرًا. تؤثر مهارات العامل، وإدارة الجودة، و طرق الاختبار والمعدات على الجودة النهائية للصب. إذا كنت ترغب في معرفة أنواع عيوب الصب وطرق الوقاية منها، فإن هذا الدليل سيوفر لك نظرة عامة على جميع عيوب الصب.

عندما يدخل المعدن في الغاز أثناء عملية الصب ويتصلب، فإنه ينتج مسامية. الغازات الأكثر شيوعًا التي تشكل المسامية هي النيتروجين أو الأكسجين أو الهيدروجين. على الرغم من أن القالب يسمح للغاز بالخروج، إلا أن هناك العديد من العوامل التي يمكن أن تتسبب في عدم سريان الغاز. وينتج عن ذلك عيب سطح الصب الشائع في الصب الاستثماري. هناك ثلاثة عيوب صب شائعة تتعلق بالمسامية.

1. عيب الصب ذو الثقب

عيب الصب ذو الثقب هو مصطلح آخر للثقب. وتُعد الثقوب هي أكثر عيوب الصب المعدنية انتشاراً، ويمكن أن تكون ناتجة عن أي مشاكل في نظام التشغيل. غالباً ما يكون عيب الصب ذو الثقب مرئياً للعين المجردة بالقرب من سطح الصب أو في مجموعات.

أسباب عيوب الصب والعيوب المصبوبة

1. يتم استخدام الرمل الذي يحتوي على نسبة رطوبة عالية.
2. سكب الفولاذ من مغرفة رطبة أو عدم كفاية الغازات
3. يمتص المعدن المنصهر الهيدروجين أو غاز أول أكسيد الكربون.

التدابير

1. عن طريق تقليل محتوى الرطوبة في الرمال
2. زيادة نفاذية الرمال
3. يجب استخدام تدفقات جيدة وطرق ذوبان جيدة
4. عن طريق التصلب السريع

2. الثغور

يُطلق على التجويف الأكبر من الثقب اسم المسامية في عيوب الصب. وغالبًا ما توجد في داخل الصب. ويصعب تحديدها قبل التصنيع الآلي وتتطلب فحصاً توافقياً أو فوق صوتي أو مغناطيسياً أو مغناطيسياً أو بالأشعة السينية.

أسباب عيوب الصب والعيوب المصبوبة

1. هناك الكثير من الماء في الرمال.
2. تتميز الرمال بنفاذية منخفضة.
3. حبة الرمل صغيرة جداً.
4. الرمال التي تم ضغطها أكثر من اللازم
5. تهوية غير كافية

التدابير

1. يجب التحكم في محتوى الرطوبة في الرمل والحفاظ عليه عند المستوى المطلوب
2. يجب استخدام رمال عالية النفاذية
3. يجب استخدام رمال ذات حجم مناسب
4. لا تفرط في الضغط
5. يجب توفير تهوية كافية

3. الثقوب المفتوحة

من الصعب ملاحظة المسامية في عيوب الصب أكثر من الثقوب المفتوحة التي تظهر على سطح الصب. تحدث الفتحات المتشققة على سطح الصب في معظم الحالات. تتولد هذه العيوب عن طريق الهواء المحبوس في القالب عند صب المعدن.

أسباب عيوب سطح الصب

1. سوء تهوية القوالب والقلوب
2. عدم كفاية تجفيف القوالب والنوى

التدابير

1. رمال جافة وقابلة للتنفس لتجنب الفتحات
2. اختر الرمل الخشن. كلما كانت الرمال خشنة، كلما كانت النفاذية أفضل
3. تأكد من جفاف القالب واللب

ولأن المعدن أقل كثافة كسائل منه كسائل، فإنه ينكمش. أثناء عملية التبريد، تكون مشاكل الانكماش شائعة. ويعد انكماش تصلب السبيكة أمرًا معتادًا، ولكن الانكماش غير المتكافئ يسبب عيوبًا في سطح الصب.
أثناء عملية التصلب، يتسبب الانكماش في حدوث انخفاض في الصب. تحتوي فراغات الانكماش على حواف حادة بدلاً من السطح الأملس للفراغات الغازية. وغالبًا ما توجد الفراغات بالتزامن مع الكسور أو الشقوق التشعبية. قد تؤدي فراغات الانكماش الكبيرة إلى الإضرار بسلامة الصب والتسبب في كسره تحت الضغط. يمكن أن تنتج عيوب الصب عن الانكماش بطريقتين.

1. عيوب الانكماش المفتوحة

يتشكل انخفاض (يُعرف أيضًا باسم السطح المنخفض) أو ثقب على سطح المنتج المصبوب بسبب الانكماش المفتوح (يُطلق عليه أيضًا اسم الأنبوب). عندما ينكمش المعدن بشكل غير متساوٍ، فإنه يمتص الهواء إلى القالب في ذلك الموقع، مما يؤدي إلى حدوث عيوب مثل هذه.

2. عيوب الانكماش المغلق

إن عيوب الانكماش المغلقة، والمعروفة أيضًا باسم ارتخاء الانكماش، هي عيوب في الصب تسبب ثقوب انكماش مغلقة. ومن ناحية أخرى، لا يمكن رؤية الانكماش المجهري بالعين البشرية.
عادةً ما يتم العثور على صدوع الانكماش المغلقة بالقرب من قمم البقع الساخنة أو البرك المعزولة من السائل الساخن.

أسباب عيوب الصب المعدني

عندما لا تكون درجة حرارة المعدن السائل في القالب متماثلة، تظهر عيوب الانكماش. يمكن أن تحدث عيوب الانكماش إذا تم سكب المعدن ساخنًا جدًا في القالب أو إذا كان المعدن يتصلب بشكل غير متساوٍ. عندما يتجاهل تصميم القالب نمط التصلب الاتجاهي، يكون التصلب غير المتساوي أمرًا شائعًا.

التدابير

تساعد المعالجة الحرارية للسبائك الحديدية لتقليل التوترات المتبقية، على وجه الخصوص، على منع الالتواء. يمنع تقويم الصب بين عمليتي التبريد والتعتيق الالتواء في سبائك الألومنيوم. كما أنه يمنع الالتواء، مما يسمح بتبريد الجسم بشكل أكثر اتساقًا من خلال ضمان أن تكون الأجزاء الكبيرة ذات أشكال مضلعة أكثر، مثل التموجات.

1. تصميم أنظمة تشغيل (بوابات) قائمة على الناهض لتمكين تدفق المعدن المنصهر دون انقطاع
2. لزيادة تبديد الحرارة الموضعي، أدخل مبردات داخلية أو أحواض حرارية أو ملفات تبريد.
3. خفض درجة حرارة الصب للحد من العجز الكلي في الحجم.

1. التقطيع والتنظيف

عندما يتسبب المعدن السائل في تآكل جزء من القالب أثناء الصب، ولا تتمتع الرمال بالقوة الحرارية اللازمة لتحمله، يحدث القطع والخدش. يظهر التنظيف والقطع على شكل نتوءات منخفضة على السطح النهائي تميل نحو أحد الأطراف، حيث يتدفق المعدن المنصهر بقوة أكبر.

أسباب عيوب الصب

يمكن أن يحدث القطع والتلوين بسبب التدفق المعدني الزائد عبر البوابة بسبب التدفق المعدني المنصهر عالي السرعة.

التدابير

1. تحسين تصميم نظام الصب
2. تقوية القالب واللب
3. أضف المادة الرابطة إلى رمل التشطيب والرمل الأساسي.

2. الانصهار

عندما تندمج جزيئات الرمل مع المعدن المنصهر، يُعرف ذلك باسم الانصهار. على سطح الصب، يظهر الانصهار على شكل قشرة تشبه الزجاج. ويبدو أنها قشرة زجاجية رقيقة وهشة تلتصق بإحكام بالقالب. يحدث ذلك عندما تذوب بعض الرمال الموجودة في القالب وتندمج مع الصب.

أسباب عيوب الصب المعدني

1. الطين أو الرمل ذو الانكسار المنخفض
2. سائل معدني بدرجة حرارة صب عالية

التدابير

تُعرف قدرة مادة الصب على مقاومة درجة حرارة السائل بحيث لا تندمج مع المعدن باسم الحراريات. الحراريات الحرارية لرمل السيليكا هي الأعلى. لمنع الانصهار، يمكننا تحسين حراريات مادة الصب أو خفض درجة حرارة صب المعدن المنصهر.

3. تغلغل المعادن

الاختراق المعدني هو تسرب المعدن السائل من القالب، مما يؤدي إلى عدم اكتمال المسبوكات أو فقدانها.

أسباب عيوب الصب في المسبك

1. استخدام رمال ذات قوة منخفضة ونفاذية عالية.
2. استخدام الحبيبات الخشنة أو الضخمة: كلما كانت الحبيبات خشنة كلما كان الاختراق العقلي أشد.
3. عدم كفاية إزالة العفن
4. دق الرمل الناعم

التدابير

لتجنب مثل هذه العيوب في الصب، تأكد من أن قالب الصب مصمم بشكل جيد. قبل الصب، افحص أي قوالب تالفة واستبدلها.
يمكن أن تتسبب درجات الحرارة المرتفعة في تآكل القالب بشكل مفرط. بالنسبة للقوالب الخاصة بك، استخدم مواد خام عالية الجودة يمكنها تحمل درجات الحرارة العالية.

4. التورم

عندما يكون القالب طريًا جدًا، فإن وزن المعدن السائل يسحب الرمل إلى الخارج، مما يسبب عيوب التورم. يظهر التورم عادةً على شكل حدبة صغيرة ملساء على الجانب الرأسي للقالب.

أسباب عيوب الصب في المسبك

عادةً ما تكون عيوب التمدد ناتجة عن الاستخدام غير السليم للقالب أو القوالب منخفضة القوة.

التدابير

1. لتجنب مثل هذه العيوب في الصب، تأكد من أن قالب الصب مصمم بشكل جيد. قبل الصب، افحص أي قوالب تالفة واستبدلها.
2. يمكن أن تتسبب درجات الحرارة المرتفعة في تآكل القالب بشكل مفرط. بالنسبة للقالب الخاص بك، استخدم مواد خام عالية الجودة يمكنها تحمل درجات الحرارة العالية.

5. التقطير

عندما يسقط الرمل في قالب الصب المعدني وهو لا يزال رطبًا، فإنه يتساقط. تظهر القطرات على الجزء العلوي من القالب على شكل كتل غير متساوية. وتحدث عندما لا يكون القالب قويًا بما فيه الكفاية، وتدخل الرمال في المعدن السائل. يمكن أن تؤدي قطرات الماء إلى تلويث سطح المعدن.

أسباب عيوب الصب في المسبك

1. رمل ذو قوة منخفضة
2. الصدم الناعم
3. عدم كفاية التدفق للمعدن المنصهر
4. نتوءات رملية في القبو مع عدم كفاية التسليح

التدابير

1. يتم استخدام رمال ذات قوة شد أعلى.
2. توفير حشوة أكثر صعوبة.
3. يمكن أن يزيل الشوائب من المعدن المنصهر إذا كان متدفقًا بشكل كافٍ.
4. لتقوية النتوءات الرملية، استخدم المسامير أو الكماشة.

6. ذيل الجرذ

يمكن أن تظهر ذيول الفئران أو الأوردة على شكل خطوط أو شقوق غير متساوية في الصب عندما يتشابك سطح رمل القالب. توجد ذيول الفئران بشكل أكثر شيوعًا على السطح السفلي للقالب، والذي غالبًا ما يكون مغطى بالمواد المنصهرة. التواء هو نوع من ذيل الفئران يكون أكثر حدة.

أسباب عيوب الصب بالقالب

1. ضعف تمدد الرمال
2. أ درجة حرارة الصب الساخن
3. تصميم القالب الرديء

التدابير

يعد التأكد من أن القالب يحتوي على ختم كافٍ لاحتواء المعدن المنصهر طريقة جيدة لتجنب هذه المشاكل. تأكد أيضًا من أن المعدن المصبوب لا يسخن كثيرًا. إذا لم تنجح، يمكننا تطبيق الإجراءات المذكورة أعلاه لإصلاح المشكلة.

1. إضافة إضافات قابلة للاحتراق إلى الرمل
2. خفض درجة حرارة صب المعدن
3. كما يجب ألا يكون القالب صلبًا للغاية

تتسبب درجة حرارة التبريد الفرعي للمعدن عند وصوله إلى داخل القالب في جميع العيوب في المعدن المصبوب. يمكن أن تولد هذه العيوب عن طريق وضع المعدن في قالب ليس ساخنًا بما فيه الكفاية. حتى إذا تم سكب المعدن في درجة الحرارة الصحيحة، يمكن أن تتسبب الطريقة المعيبة في تبريد المعدن بسرعة كبيرة جدًا قبل دخول القالب، أو يمكن أن يكون قسم القالب رقيقًا جدًا، مما يؤدي إلى حدوث عيوب. يمكن أن تتصلب الأجزاء الصغيرة وتسد أقسام القالب الأخرى بسبب حجمها الخفيف.

1. التشقق الحراري/التصدع الحراري

تكون بعض الشقوق مرئية بدون تكبير، في حين أن البعض الآخر يتطلب ذلك. تظهر التشققات بعد التصلب عندما يبرد الصب.

أسباب عيوب الصب بالقالب

سيحدث التمزق الساخن إذا لم يكن المعدن المتصلب قويًا بما يكفي لمقاومة الشد أثناء عملية التصلب.

التدابير

1. تحسين تصميم القالب
2. تعديل القالب لتحسين قابلية الطي

2. البقع الساخنة/البقع الصعبة

البقع الصلبة هي اسم آخر للمناطق الساخنة. تظهر هذه العيوب عندما تبرد أجزاء صب معينة أسرع من المنطقة المحيطة بها. هذا لأنها تبرد أسرع من المواد المحيطة بها. ونتيجة لذلك، تتشكل فرق أكثر صرامة في الصب. يمكن أن يتسبب ذلك في تآكل الأداة وعرقلة عملية التشغيل الآلي. يمكن أن تعيق المناطق الصعبة عملية التصنيع وتؤدي إلى زيادة تآكل الأداة.

أسباب عيوب الصب المعدني

تحدث البقع الساخنة بسبب التبريد غير المناسب

التدابير

1. عادات التبريد الصحيحة
2. النظر في تغيير التركيب الكيميائي للمعدن

تتسبب درجة حرارة التبريد الفرعي للمعدن عند وصوله إلى داخل القالب في حدوث جميع العيوب في المعدن المصبوب. إن مجرد تشغيل المعدن عندما لا يكون ساخنًا بما فيه الكفاية يمكن أن يؤدي إلى هذه المشاكل حتى لو تم صب المعدن في درجة الحرارة الصحيحة في البداية. وفي وقت لاحق، قد تتسبب آلية الصب المعيبة في تبريد المعدن أكثر من اللازم قبل دخوله القالب. وبدلاً من ذلك، قد يكون جزء القالب رقيقًا أكثر من اللازم، مما يؤدي إلى حدوث عيوب.

1. عيب في الصب على البارد

---

العيب السطحي هو عيب في الصب المغلق على البارد. ستلاحظ خطوط أو شقوق ذات حواف مستديرة على سطح الصب. عندما يلتقي تياران معدنيان منصهران عند درجة حرارة أقل من درجة انصهارهما، لا يندمجان ويتصلبان لإنتاج عيب الصب المغلق على البارد. ونتيجة لذلك، يبدو أنه كسر ذو حافة مستديرة. يمكن ملاحظة العيوب في الصب بالعين المجردة.

أسباب عيوب الصب بالقالب

1. نظام صب ضعيف
2. درجة حرارة انصهار منخفضة
3. الافتقار إلى السيولة

التدابير

1. تحسين نظام الصب الأمثل
2. درجة حرارة الصب المناسبة
3. تحسين نفاذية الهواء للقالب

2. الركض الخاطئ

---

يحدث التشغيل الخاطئ عندما يتصلب المعدن المنصهر قبل ملء حجرة القالب، تاركًا فجوة في الصب. لا يتم ملء تجويف القالب بالكامل بالمعدن السائل.

أسباب عيوب الصب والعيوب المصبوبة

1. المعدن المنصهر ذو سيولة منخفضة.
2. تقل سيولة المعدن المنصهر عند درجات الحرارة المنخفضة.
3. نظام صب غير ملائم ومقطع عرضي رقيق للغاية

التدابير

1. تحسين تصميم القوالب وتصميم نظام التحكم في الأبواب
2. زيادة تدفق المعادن
3. تجنب المقطع العرضي الرقيق جداً.

3. إدراج الخبث

---

يمكن أن يؤدي تناثر السوائل أثناء صب السوائل إلى ظهور كريات صلبة. وتعلق هذه الكريات الصلبة في الصب أثناء تجمدها. وغالبًا ما تكون الطلقة الباردة كروية الشكل أو على شكل دمعة أو على شكل لؤلؤة وتتشتت في جميع أنحاء المعدن. وترتبط القشور والخشخشة ارتباطًا وثيقًا، وغالبًا ما تحدث معًا. وعادةً ما تكشف إزالة القشرة عن القشرة عن الراتيل الموجودة تحتها.

أسباب عيوب الصب والعيوب المصبوبة

يحدث الخبث عندما يتم صب المعدن المنصهر الذي يحتوي على جسيمات في تجويف القالب ويتصلب

التدابير

1. صهر المعدن بالتدفق في فراغ v أو جو خامل
2. استخدم ملعقة خاصة لصب المعدن من القاع
3. إضافة مرشحات السيراميك إلى نظام الصب

تتسبب العيوب في شكل الصب في الإزاحة أو الحواف المتطايرة. ولأن عيوب الشكل تتطلب عادةً إعادة تجهيز القالب الموجود، فهي الأسهل في الإصلاح.

1. التشريد/عدم التطابق

---

عندما تكون أجزاء الصب المنفصلة غير متحاذية، عادةً بشكل أفقي، يحدث عدم تطابق، والمعروف أيضًا باسم الإزاحة. لا تتم محاذاة الجزء العلوي والسفلي من القالب، مما يتسبب في إزاحة القالب. يتجلى إزاحة القالب بشكل أكثر شيوعًا كإزاحة أفقية. في حالة حدوث إزاحة رأسية، فإن اللب، وليس القالب، يكون خارج المحاذاة.

أسباب عيوب الصب والعيوب المصبوبة

1. أثناء تحضير القالب، لم تقم بمحاذاة المكونات العلوية والسفلية بشكل صحيح.
2. عدم محاذاة صندوق الرمل
3. عدم الاهتمام بالتفاصيل عند تركيب الغطاء العلوي على المقاومة، مما يؤدي إلى اختلال في المحاذاة

التدابير

تحقق من تركيب ومحاذاة نمط اللوحة المطابقة إذا كان لديك إزاحة. تأكد من أنك تستخدم صندوق الصب ودبابيس الإغلاق الصحيحة للمهمة.

2. فلاي إيدج

---

واحدة من أكثر عيوب الصب انتشارًا هي الحواف المتطايرة. زعانف الصب والزعانف والنتوءات والوميض كلها مصطلحات للحواف المتطايرة. تظهر الحواف المتطايرة كمادة زائدة ملتصقة بالقالب، وعادةً ما تكون على شكل رقائق حيث تلتقي أجزاء القالب. وتُعرف الخردة التي تذوب وتنتج خبثًا باسم الحواف المتطايرة.

أسباب عيوب الصب

تتسبب الشقوق أو الثقوب على سطح القلب في توليد حواف متطايرة على سطح الصب. قد تكون الفجوات ناتجة عن عدم كفاية الوزن على القالب أو سوء تثبيت القالب الرملي.

التدابير

يمكننا حل هذه المشكلة عن طريق إعادة تجميع القالب واللب. يجب أن يكون هناك وزن كافٍ على الجزء العلوي من القالب بحيث يتناسب الجزئين معًا بإحكام.
يمكن أن يتراوح الوميض من طفيف إلى شديد للغاية. إذا لم يكن شديدًا جدًا، يمكن للشركة المصنعة إزالة الوميض عن طريق كسره بمطرقة أو كماشة وبرده إلى خط الفراق. ومع ذلك، يمكن أن تكون هذه العملية مكلفة.

3. التآكل

---

الالتواء هو عيب في الصب يحدث أثناء التصلب أو بعده.

أسباب عيوب الصب

وكثيرًا ما تتسبب معدلات التصلب المختلفة في مناطق أخرى في حدوث اعوجاج. يتم إجهاد الجدران المجاورة نتيجة لذلك. يكون الالتواء أكثر احتمالاً في الأجزاء الكبيرة المسطحة.

التدابير

يمكن أن تستفيد أجزاء الحديد الزهر من المعالجة الحرارية العادية لإزالة التوترات المتبقية. قد تحتاج مصبوبات الألومنيوم إلى تقويمها بين عمليتي التبريد والتعتيق.

4. قرص العسل أو الإسفنجي

---

هذا عيب خارجي يكون فيه العديد من الفراغات الصغيرة في الصب المعدني متجاورة مباشرة.

أسباب عيوب الصب

1. في حالة تعليق المعدن المنصهر، ينتج عن ذلك الحطام الميكانيكي والرقائق الجلدية.
2. يتسبب القشط غير السليم في المغرفة في حدوث ذلك.

التدابير

1. منع الأوساخ والرقائق من الوصول إلى المعدن المنصهر.
2. يتم تجنب التنظيف بالرمل.
3. القشط السليم في المغرفة لإزالة بقايا الخبث من المعدن المنصهر.

تتطلب إدارة جودة الصب فهماً شاملاً لعيوب الصب وأسبابها. لمساعدة مورديك على فهم معايير الجودة الخاصة بك، يجب عليك إنشاء تفاوتات محددة للعيوب وتوقعات الجودة قبل التصنيع.
تختلف التفاوتات المسموح بها للعيوب حسب المنتج ونوع مشكلة الصب. تحديد التفاوت المسموح به لعيوب الصب هذه سيساعد البائعين على فهم توقعاتك وتجنب سوء الفهم وصعوبات الجودة في المستقبل.