التحكم في درجة الحرارة وتأثيرها في عملية الصب بالقالب

هناك مؤشران لدرجة الحرارة في إنتاج الصب بالقالب. الأول هو درجة حرارة الصب، والثاني هو درجة حرارة القالب. وسنناقش أدناه تأثير هذين المؤشرين على إنتاج الصب بالقالب.

1، درجة حرارة الصب

تشير درجة حرارة الصب إلى درجة الحرارة التي يدخل بها المعدن المنصهر إلى التجويف من غرفة الضغط، ويتم التحكم في درجة حرارة الصب عن طريق التحكم في درجة حرارة سائل السبائك في فرن الاحتجاز.

بالنسبة للمصبوبات ذات الأشكال والهياكل المختلفة، يمكن التحكم في درجة حرارة الصب عند 630-730 درجة مئوية؛ أما بالنسبة للأجزاء المعقدة رقيقة الجدران، فيمكن استخدام درجات حرارة أعلى لتحسين سيولة المعدن المنصهر والحصول على تشكيل جيد؛ أما بالنسبة للأجزاء الهيكلية سميكة الجدران، فتُستخدم درجات حرارة منخفضة لتقليل انكماش التصلب. ومع ذلك، إذا كانت درجة حرارة الصب مرتفعة جدًا، فستزداد كمية الهواء في ماء الألومنيوم، مما يؤدي إلى ظهور ثقوب صغيرة وثقوب انكماش وتقرحات سطحية في الجدار السميك للمصبوب. في الوقت نفسه، سيتسارع تآكل القالب، وسيصبح القالب قديمًا ومتشققًا قبل الأوان. إذا كانت درجة حرارة الصب منخفضة جدًا، فإن السيولة تكون ضعيفة، ومن السهل حدوث عيوب مثل الفصل البارد ونمط التدفق وعدم كفاية الصب؛ إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًا، يكون الألومنيوم عرضة لانحراف المكونات، مما يسبب بقعًا صلبة في الصب، مما يجعل المعالجة اللاحقة صعبة. مع ارتفاع درجة حرارة الصب، تنخفض الخصائص الميكانيكية لقالب الصب بشكل كبير.

2، درجة حرارة القالب

تشير درجة حرارة القالب عمومًا إلى درجة حرارة سطحه. يجب أن تكون الحالة القياسية حوالي ثلث درجة حرارة صب سائل السبائك. تؤثر درجة حرارة القالب بشكل كبير على الخواص الميكانيكية ودقة الأبعاد وعمر قالب الصب.

(1) تؤثر درجة حرارة القالب على عمر الصب بالقالب

في عملية إنتاج الصب المستمر، تتغير درجة حرارة القالب من عالية إلى منخفضة في كل مرة، مع تسخينه وتبريده باستمرار، مما يؤدي إلى إجهاد حراري داخل القالب نتيجةً لاختلاف درجات الحرارة. عندما تكون مادة القالب في حالة صلبة، يُسبب الإجهاد تشوهًا لدنًا للقالب؛ وفي الحالة الهشة، يُسبب الإجهاد تشققًا وتصدعًا ساخنًا. يُسبب الإجهاد الحراري الدوري إجهادًا حراريًا للقالب وتشققًا. ترتفع درجة حرارة القالب بشكل كبير، مما يُسهل تشوهه.

(2) تأثير درجة حرارة القالب على عامل التحرير

عند ارتفاع درجة حرارة القالب، يتطاير عامل التحرير بشكل مفرط، ولا يتشكل غشاء كثيف، مما يؤدي بسهولة إلى التصاق القالب. عند انخفاض درجة حرارة القالب، يحتوي الغشاء المتكون بواسطة عامل التحرير على ماء غير متطاير، مما يُضعف تأثير تحرير القالب، ويُسبب أيضًا عيوبًا في مسام الصب والتقسيم البارد.

(3) تأثير درجة حرارة القالب على جودة الصب بالقالب

عندما تكون درجة حرارة القالب أقل من 130 درجة: بسبب انخفاض درجة حرارة القالب، فإن الصب يحتوي تقريبًا على جميع العيوب مثل الصب غير الكافي، والتشقق، والفصل البارد، ونمط التدفق، وما إلى ذلك، والعائد يكون قريبًا من الصفر.

عندما تكون درجة حرارة القالب بين ١٣٠ و١٥٠ درجة: بما أن درجة حرارة القالب قريبة من درجة الحرارة المثالية، فقد يتم تشكيل الصب، لكن جودته غير مستقرة. معظم العمال الآن في حالة من التدفق والبرودة.

عندما تكون درجة حرارة القالب بين 150-300 درجة: منطقة صب مستقرة مناسبة.

عندما تكون درجة حرارة القالب أعلى من 300 درجة: تكون درجة حرارة الصب مرتفعة للغاية، ومن السهل إنتاج فقاعات سطحية، والالتصاق، والانكماش، واللحام وغيرها من العيوب.

يمكن ملاحظة أن درجة حرارة القالب تتجاوز 250 درجة مئوية وتتدهور الخصائص الميكانيكية.

(4) توازن حرارة القالب

تؤثر درجة حرارة القالب بشكل مباشر على جودة وإنتاجية الصب. ولتحسين استقرار إنتاج الصب، يجب أن يحافظ امتصاص الحرارة وتبديدها في القالب على التوازن الحراري. Q0 = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5

Q0 – Q1=Q2+Q3+ Q4+ Q5

حيث: Q0 هي الحرارة (J) للمعدن المنصهر التي ينقلها القالب إلى القالب،

Q1 هي الحرارة (J) الناتجة عن عملية القذف؛

Q2 هي الحرارة التي يمتصها القالب (J)؛

Q3 هي الحرارة التي يتم أخذها بواسطة مياه التبريد (J)؛

Q4 هي الحرارة المنتشرة بشكل طبيعي (J)؛

Q5 يزيل الحرارة (J) من عامل إطلاق الرذاذ.

مثال: وزن صب ADC12 1 كجم، درجة حرارة الصب 650 درجة مئوية، درجة حرارة إزالة الصب 465 درجة مئوية، السعة الحرارية النوعية 1.09 كيلوجول / كجم / درجة مئوية، الحرارة الحسية الكلية 201 كيلوجول / كجم، حرارة التصلب الكامنة 389 كيلوجول / كجم، إذن: حرارة شفط القالب - حزام الصب، الناتج الحراري = [(650 - 465) × 1.09 + 389] = 590 كيلوجول من هذا التحليل، يمتص القالب حرارة أكثر مما يمتصها. لتحسين الإنتاجية، والاعتماد على تبديد الحرارة الطبيعي، فإن تبديد الحرارة أثناء الرش محدود، ويعتمد بشكل أساسي على مياه التبريد، والتحكم في درجة حرارة القالب عن طريق التحكم في حجم الماء وضغط الماء ودرجة حرارة الماء وترتيب الأنابيب. الطريقة الأكثر تقدمًا هي استخدام آلة درجة حرارة القالب.

(5) درجة حرارة عمل القالب

1) درجة حرارة التسخين المسبق: 150 - 180 درجة مئوية.

فوائد الإحماء:

1- تجنب السائل المعدني بسبب التبريد لتقليل السيولة:

2 تحسين صلابة القالب؛

3 تقليل فرق درجة الحرارة وحماية القالب.

2) تعمل على الحفاظ على درجة الحرارة: 180 – 280 درجة مئوية.

(6) مشاكل في الإنتاج

1) قم بتسخين القالب قبل الصب.

2) دورة الإنتاج لكل صب (من الصب إلى الصب) متسقة قدر الإمكان، وإيقاع العمل لمشغلي شنتشن يوجي متسق.

3) تحقق دائمًا من درجة حرارة القالب واضبطها في الوقت المناسب للحفاظ على مجال درجة حرارة ثابت.

4) بالنسبة للصب الكبير والصب ذو الجدران السميكة، فإن التحكم في درجة حرارة القالب يسمح بتصلب سائل السبائك بشكل متسلسل أثناء عملية التبريد، ويتم تجديده بالكامل للقضاء على الانكماش وعيوب الانكماش.

٥) أفضل طريقة للتحكم في درجة حرارة القالب هي استخدام نظام تحكم أوتوماتيكي في درجة حرارة القالب وجهاز لقياس درجة حرارة القالب. حاليًا، لا يزال معظم مشغلي آلات الصب بالقالب الصغيرة والمتوسطة يتمتعون بخبرة ودقة في التحكم في درجة حرارة القالب.

ارتفاع درجة حرارة القالب، وزيادة رشّ مادة فك القالب، يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة القالب وقلة الرش. مع أن هذا يُؤثر سلبًا على درجة الحرارة، إلا أنه يُؤثر سلبًا على جودة الصب وعمر القالب. عادات التشغيل غير العلمية ضارة جدًا.

للحفاظ على درجة حرارة مثالية للقالب، اعتمد العديد من المصنّعين المحليين والأجانب سلسلة من معدات التحكم الآلي في درجة الحرارة للتحكم في فتح وإغلاق صمام الملف اللولبي لأنبوب مياه التبريد، وحجم الماء فيه، وذلك من خلال قياس درجة الحرارة بواسطة الثرموكبل. كما يستخدم بعض المصنّعين آلة قياس درجة حرارة قوالب الصب مع وظيفتي التسخين المسبق والتبريد، وذلك للتحكم في درجة حرارة القالب ضمن أفضل نطاق.