عند تصميم قالب زرع، من الضروري الجمع بين الخصائص الديناميكية الحرارية لصب المعادن، وعمر خدمة القالب، ومتطلبات الجودة للسبائك، والتركيز على معلمات العملية التالية:
一. حجم التجويف والمعلمات الهيكلية
حجم وحجم التجويف: من الضروري مطابقة الوزن (عادة من مئات إلى عدة أطنان) والشكل (مثل المستطيل أو شبه المنحرف) للسبيكة المستهدفة للتأكد من أن عمق وعرض التجويف يتطابقان مع حجم المعدن المنصهر لتجنب قولبة السبيكة غير الكاملة أو المسرفة بسبب انحراف الأبعاد.
• منحدر التجويف (منحدر السحب): لتسهيل القولبة، يجب تصميم الجدار الجانبي للتجويف بمنحدر معين (عادةً 0.5 درجة -2 درجة). يكون المنحدر الصغير جدًا عرضة لالتصاق القالب، وقد يؤثر المنحدر الكبير جدًا على دقة أبعاد السبيكة.
• معالجة الشرائح والحواف: يجب تقريب الجزء السفلي وزوايا التجويف (زاوية R) لتقليل تركيز الضغط وتجنب التشققات في القالب بسبب الصدمة الحرارية. وفي الوقت نفسه، منع الانكماش أو الإغلاق البارد في زوايا السبيكة.
ثالثا. المعلمات الحرارية والتبريد
• تصميم سمك الجدار: يجب حساب سمك جدار القالب بناءً على نقطة انصهار المعدن المصبوب (مثل الألومنيوم حوالي 660 درجة مئوية، والنحاس حوالي 1083 درجة مئوية) والسعة الحرارية لضمان قدرته على تحمل الصدمة الحرارية للمعدن المنصهر ذو درجة الحرارة العالية والتحكم في معدل تبديد الحرارة من خلال سمك الجدار المعقول (السمك جدًا سوف يبرد ببطء شديد، والرقيقة جدًا سيكون من السهل تشويهها).
• تخطيط نظام التبريد: في حالة استخدام التبريد القسري (مثل التبريد بالماء)، يجب تصميم موضع قناة التبريد وقطرها والمسافة بينها. تحتاج القناة إلى تجنب منطقة تركيز الضغط في التجويف والحفاظ على مسافة معقولة من سطح التجويف (عادةً ≥50 مم) لضمان تبريد موحد للسبائك وتقليل العيوب مثل تجاويف الانكماش والشقوق.
تعويض التمدد الحراري: مع الأخذ في الاعتبار معدل انكماش التصلب للمعدن المنصهر (مثل معدل انكماش الألومنيوم حوالي 1.3%-2%) ومعامل التمدد الحراري للقالب نفسه، يجب الاحتفاظ بالتعويض في تصميم حجم التجويف لتجنب انحراف حجم السبائك أو قفل القالب.
三. تدفق السائل المعدني ومعلمات التعبئة
تصميم البوابة والمجرى: يجب أن يتجنب موضع البوابة تأثير السائل المعدني مباشرة على قاع التجويف (لمنع الرش والأكسدة)، ويجب أن يتطابق المقطع العرضي للمجرى مع معدل تدفق السائل المعدني لضمان سرعة تعبئة موحدة (يتم التحكم فيها بشكل عام عند 0.5-1.5 م/ث) وتقليل لفات الخبث والمسام.
• هيكل التهوية: تصميم أخاديد تنفيس (العرض 0.1-0.3 مم، العمق 0.5-1 مم) في أعلى أو زاوية التجويف لتجنب تغليف الهواء والمسام عند امتلاء السائل المعدني، ومنع التعبئة غير الكاملة بسبب ضغط الغاز الخلفي.
四. معلمات الأداء الميكانيكية
• قوة وصلابة القالب: وفقًا لوزن السبيكة (مثل 500 كجم - 5 طن) والضغط الثابت للمعدن المنصهر (صيغة الحساب: الضغط = كثافة المعدن المنصهر × الارتفاع × تسارع الجاذبية)، حدد المادة المناسبة (مثل الفولاذ المصبوب، حديد الدكتايل) وقم بتصميم هيكل ضلع التسليح لمنع القالب من التشوه أو التشقق.
مطابقة آلية تحرير القالب: إذا تم استخدام تحرير القالب ميكانيكيًا أو هيدروليكيًا، فمن الضروري حجز مساحة تركيب جهاز تحرير القالب (مثل فتحة القاذف، وموضع الأسطوانة الهيدروليكية) لضمان أن قوة تحرير القالب (عادةً 1.5-2 أضعاف وزن السبيكة) تعمل بالتساوي على الجزء السفلي من السبيكة لتجنب تلف السبيكة أو القالب.
五. معلمات معالجة المواد والسطح
• مقاومة التعب الحراري للمواد: بالنسبة للعملية الدورية للتسخين المتكرر (مثل سائل الألومنيوم 660 درجة مئوية) وتبريد المعدن المنصهر، حدد المواد ذات الموصلية الحرارية المعتدلة (مثل الموصلية الحرارية للفولاذ المصبوب بحوالي 40-50 وات/(م·ك)) وقوة الكلال الحراري العالية لتقليل التشقق الحراري.
•عملية معالجة السطح: تحسين مقاومة التآكل السطحي وأداء الألومنيوم المضاد للالتصاق من خلال النيترة (صلابة تصل إلى 50-60HRC)، والطحن أو الطلاء (مثل طلاء السيراميك)، وتقليل مقاومة القوالب، وتقليل التآكل وتآكل سطح القالب بواسطة المعدن المنصهر.
يجب تحسين هذه المعلمات بشكل شامل جنبًا إلى جنب مع خصائص معادن الصب المحددة (الألومنيوم والنحاس والزنك وما إلى ذلك)، وكفاءة الإنتاج (مثل عدد المسبوكات في الساعة) ومعايير الجودة (مثل متطلبات الكشف عن العيوب الداخلية للسبائك)، وفي النهاية تحقيق هدف عمر القالب الطويل وجودة السبائك العالية.
البريد الإلكتروني: cast@ebcastings.com
عند تصميم قالب زرع، من الضروري الجمع بين الخصائص الديناميكية الحرارية لصب المعادن، وعمر خدمة القالب، ومتطلبات الجودة للسبائك، والتركيز على معلمات العملية التالية:
一. حجم التجويف والمعلمات الهيكلية
حجم وحجم التجويف: من الضروري مطابقة الوزن (عادة من مئات إلى عدة أطنان) والشكل (مثل المستطيل أو شبه المنحرف) للسبيكة المستهدفة للتأكد من أن عمق وعرض التجويف يتطابقان مع حجم المعدن المنصهر لتجنب قولبة السبيكة غير الكاملة أو المسرفة بسبب انحراف الأبعاد.
• منحدر التجويف (منحدر السحب): لتسهيل القولبة، يجب تصميم الجدار الجانبي للتجويف بمنحدر معين (عادةً 0.5 درجة -2 درجة). يكون المنحدر الصغير جدًا عرضة لالتصاق القالب، وقد يؤثر المنحدر الكبير جدًا على دقة أبعاد السبيكة.
• معالجة الشرائح والحواف: يجب تقريب الجزء السفلي وزوايا التجويف (زاوية R) لتقليل تركيز الضغط وتجنب التشققات في القالب بسبب الصدمة الحرارية. وفي الوقت نفسه، منع الانكماش أو الإغلاق البارد في زوايا السبيكة.
ثالثا. المعلمات الحرارية والتبريد
• تصميم سمك الجدار: يجب حساب سمك جدار القالب بناءً على نقطة انصهار المعدن المصبوب (مثل الألومنيوم حوالي 660 درجة مئوية، والنحاس حوالي 1083 درجة مئوية) والسعة الحرارية لضمان قدرته على تحمل الصدمة الحرارية للمعدن المنصهر ذو درجة الحرارة العالية والتحكم في معدل تبديد الحرارة من خلال سمك الجدار المعقول (السمك جدًا سوف يبرد ببطء شديد، والرقيقة جدًا سيكون من السهل تشويهها).
• تخطيط نظام التبريد: في حالة استخدام التبريد القسري (مثل التبريد بالماء)، يجب تصميم موضع قناة التبريد وقطرها والمسافة بينها. تحتاج القناة إلى تجنب منطقة تركيز الضغط في التجويف والحفاظ على مسافة معقولة من سطح التجويف (عادةً ≥50 مم) لضمان تبريد موحد للسبائك وتقليل العيوب مثل تجاويف الانكماش والشقوق.
تعويض التمدد الحراري: مع الأخذ في الاعتبار معدل انكماش التصلب للمعدن المنصهر (مثل معدل انكماش الألومنيوم حوالي 1.3%-2%) ومعامل التمدد الحراري للقالب نفسه، يجب الاحتفاظ بالتعويض في تصميم حجم التجويف لتجنب انحراف حجم السبائك أو قفل القالب.
三. تدفق السائل المعدني ومعلمات التعبئة
تصميم البوابة والمجرى: يجب أن يتجنب موضع البوابة تأثير السائل المعدني مباشرة على قاع التجويف (لمنع الرش والأكسدة)، ويجب أن يتطابق المقطع العرضي للمجرى مع معدل تدفق السائل المعدني لضمان سرعة تعبئة موحدة (يتم التحكم فيها بشكل عام عند 0.5-1.5 م/ث) وتقليل لفات الخبث والمسام.
• هيكل التهوية: تصميم أخاديد تنفيس (العرض 0.1-0.3 مم، العمق 0.5-1 مم) في أعلى أو زاوية التجويف لتجنب تغليف الهواء والمسام عند امتلاء السائل المعدني، ومنع التعبئة غير الكاملة بسبب ضغط الغاز الخلفي.
四. معلمات الأداء الميكانيكية
• قوة وصلابة القالب: وفقًا لوزن السبيكة (مثل 500 كجم - 5 طن) والضغط الثابت للمعدن المنصهر (صيغة الحساب: الضغط = كثافة المعدن المنصهر × الارتفاع × تسارع الجاذبية)، حدد المادة المناسبة (مثل الفولاذ المصبوب، حديد الدكتايل) وقم بتصميم هيكل ضلع التسليح لمنع القالب من التشوه أو التشقق.
مطابقة آلية تحرير القالب: إذا تم استخدام تحرير القالب ميكانيكيًا أو هيدروليكيًا، فمن الضروري حجز مساحة تركيب جهاز تحرير القالب (مثل فتحة القاذف، وموضع الأسطوانة الهيدروليكية) لضمان أن قوة تحرير القالب (عادةً 1.5-2 أضعاف وزن السبيكة) تعمل بالتساوي على الجزء السفلي من السبيكة لتجنب تلف السبيكة أو القالب.
五. معلمات معالجة المواد والسطح
• مقاومة التعب الحراري للمواد: بالنسبة للعملية الدورية للتسخين المتكرر (مثل سائل الألومنيوم 660 درجة مئوية) وتبريد المعدن المنصهر، حدد المواد ذات الموصلية الحرارية المعتدلة (مثل الموصلية الحرارية للفولاذ المصبوب بحوالي 40-50 وات/(م·ك)) وقوة الكلال الحراري العالية لتقليل التشقق الحراري.
•عملية معالجة السطح: تحسين مقاومة التآكل السطحي وأداء الألومنيوم المضاد للالتصاق من خلال النيترة (صلابة تصل إلى 50-60HRC)، والطحن أو الطلاء (مثل طلاء السيراميك)، وتقليل مقاومة القوالب، وتقليل التآكل وتآكل سطح القالب بواسطة المعدن المنصهر.
يجب تحسين هذه المعلمات بشكل شامل جنبًا إلى جنب مع خصائص معادن الصب المحددة (الألومنيوم والنحاس والزنك وما إلى ذلك)، وكفاءة الإنتاج (مثل عدد المسبوكات في الساعة) ومعايير الجودة (مثل متطلبات الكشف عن العيوب الداخلية للسبائك)، وفي النهاية تحقيق هدف عمر القالب الطويل وجودة السبائك العالية.
البريد الإلكتروني: cast@ebcastings.com
