عملية الصب بالضغط التفاضلي ومبدأه

ما هو صب الضغط التفاضلي؟

الصب بالضغط التفاضلي (المعروف أيضًا باسم الصب بالضغط المضاد)، هو المعدن السائل في الضغط التفاضلي، المملوء بضغط معين قبل الصب والتبلور والتصلب والحصول على مصبوبات عملية. هو مزيج من الصب بالضغط المنخفض والتبلور بالضغط والتصلب في العمليتين.

يمكن أن تستند العملية على شكل الصب، ومتطلبات العملية وخصائص الصب، وضبط الضغط في التجويف، بحيث يتم التحكم في تدفق المعدن السائل إلى الصب، وتحت شرط عدم تغيير حالة قوة الصب، بحيث يتم ترسيخ الصب عند ضغط أعلى، يصعب استخدام طرق التشكيل الأخرى لإنتاج مصبوبات ألومنيوم معقدة ورقيقة الجدران وكاملة من الألومنيوم، لحل تقنية الصب الصب، وهو مفتاح رئيسي.

مبدأ تشغيل الصب بالضغط التفاضلي.

يتم وضع القالب في أسطوانة الضغط العلوي، ويوضع فرن البوتقة في أسطوانة الضغط السفلي، ويتم الفصل بين أسطوانتي الضغط العلوي والسفلي بواسطة فاصل، ويربط أنبوب رفع السائل بين القالب وفرن الإمساك.

   طرق تعبئة السوائل المعدنية هي:
1) طريقة الضغط:
2) قانون الحد من الإجهاد:

خصائص عملية الصب بالضغط التفاضلي:

نظرًا لأن سائل الصب المعدني بالضغط التفاضلي يكون تحت ملء ضغط معين، لذلك يجلب سلسلة من العوامل التي تساعد على الحصول على مصبوبات عالية الجودة.
(1) يمكن التحكم في سرعة الشحن؛ يمكن الحصول على سرعة شحن مختلفة ⊿P لفرق الضغط للحصول على سرعة الشحن المثلى;
(2) يمكن الحصول على أفضل جودة لسائل تعبئة القالب، ويمكن تجنب الشوائب الغريبة في القالب.
(3) بسبب التبلور والتصلب تحت ضغط مرتفع، يتم تحسين ظروف الصب، وبالتالي تحسين كثافة الصب بشكل كبير؛ يمكن أن يصل سمك الصب إلى 0.25 مم محليًا ويكون له محيط واضح.
(4) في فترة الحفاظ على الضغط، لا يزال الصب في حالة الضغط العالي، تحت تأثير الضغط الخارجي، سينتج كمية صغيرة من التشوه البلاستيكي، وبالتالي تقليل "الانكماش الجزئي"، وتحسين الخواص الميكانيكية للصب؛ بالمقارنة مع الصب بالضغط المنخفض، يمكن زيادة قوة الشد في الصب بالضغط التفاضلي بنسبة 10-50 في المائة، ويمكن زيادة الاستطالة بنسبة 25-50 في المائة.
(5) يمكن أن يؤدي التبلور والتصلب تحت ضغط عالٍ إلى زيادة قابلية ذوبان الغاز في السائل المعدني، مما يقلل بشكل كبير من عيوب "المسامية" و"الثقب" في الصب.
(6) تحسين جودة سطح الصب ---- نظرًا لقابلية ضبط الضغط التفاضلي ⊿P، وبالتالي، من الممكن تقليل "الفصل البارد" و"الالتصاق الميكانيكي بالرمل" من خلال الضغط التفاضلي ⊿P;
(7) يمكن الصب في جو متحكم فيه;
(8) يسهل الميكنة والتشغيل الآلي، ويزيد من إنتاجية العمالة، ويقلل من جهود التنظيف ويحسن ظروف العمل.

مقارنة الخواص الميكانيكية لسبائك الألومنيوم عن طريق الصب بالضغط التفاضلي والصب بالضغط المنخفض

طريقة الصب	الخاصية الميكانيكية	ZL101		ZL102
		سمك الجدار 5 مم	سُمك الجدار 20 مم	سمك الجدار 5 مم	سُمك الجدار 20 مم
صب الضغط التفاضلي	قوة الشد σb/م.ب.أ	171	190	190	184
	الاستطالة عند الكسر δ/%	8.0	7.2	6.5	6.5
الصب بالضغط المنخفض	قوة الشد σb /م.ب.أ	171	132	168	143
	الاستطالة عند الكسر δ/%	4.0	2.0	4.0	2.0

التصميم الهيكلي لمعدات الصب بالضغط التفاضلي

تشتمل معدات الصب بالضغط التفاضلي على ثلاثة مكونات رئيسية: الحاسب الرئيسي، والتحكم في الضغط، وإمدادات الهواء 

                

ملف تعريف معدات الصب بالضغط التفاضلي

1) تصميم خزان الضغط: قسم الرأس
2) آلية القفل
(3) طريقة النفخ: نظام التحكم الهوائي والأجهزة المساعدة له

تصميم عملية صب الصب بالضغط التفاضلي

1) اختيار موضع الصب
إنشاء موضع الصب، لجعل الصب من بعيدًا عن التصلب الأول للذرب أولاً، التصلب الأخير للذرب، لتحقيق التصلب في تسلسل الصب، وغالبًا ما يكون صب الأجزاء رقيقة الجدران بعيدًا عن الذرب، بحيث يتم إدخال المعدن السائل من الجدران السميكة، وموضع الصب بالضغط المنخفض هو نفس اختيار اختيار موقع الصب.
2) بدل التصنيع الآلي وبدل المعالجة
بالنسبة للمسبوكات ذات سُمك الجدار المنتظم، من أجل تحقيق التصلب المتسلسل في اتجاه البوابة، من الممكن زيادة بدل التشغيل الآلي، ويمكن استخدام المستويات غير المشكّلة مع بدل المعالجة، بحيث يزداد سُمك جدار المسبوك في اتجاه الذرب.
3) اختيار نظام الصب
(1) المتطلبات التي يجب أن يستوفيها نظام الصب المعقول
① على فرضية ضمان الملء السلس للسائل المعدني، يجب أن يكون الملء سريعًا.
② مفيد لحجب الخبث والعادم.
('3' يفضل التصلب المتسلسل للمسبوكات.
(2) شكل نظام الصب (2)
عادةً ما تستخدم نظام الصب بالحقن السفلي، وغالبًا ما تستخدم مصبوبات الألومنيوم وسبائك المغنيسيوم نظام الصب المفتوح، بالنسبة لارتفاع المسبوكات التي يزيد ارتفاعها عن 300 مم، يمكنك اختيار نظام الصب من النوع الشقي.
4) الصاعدات والحديد البارد
يقوي الصب بالضغط التفاضلي بشكل فعال الانكماش التكميلي للرافعات، وبالتالي، بالنسبة للوصلات الساخنة السميكة الفردية، لا تحتاج عمومًا إلا إلى استخدام الناهضات الداكنة. غالبًا ما يتم استخدام الحديد البارد جنبًا إلى جنب مع الناهضات والرافعة لتسريع معدل تبريد الصب في الوصلات الساخنة المحلية، بحيث تتصلب الوصلات الساخنة وجدار الوصلة المجاور في نفس الوقت، من أجل تحقيق الغرض من الصب المتسلسل المتسلسل بأكمله.

عملية الصب بالصب بالضغط التفاضلي

(1) خصائص عملية الصب في عملية الصب بالضغط التفاضلي
ينقسم ضغط الصب التفاضلي إلى 6 مراحل
من 0 إلى T1: مرحلة التضخم
من T1 إلى T2: مرحلة توازن الضغط
من T2 إلى T3: مرحلة رفع السائل
t3 إلى t4: مرحلة الشحن
من T4 إلى T5: مرحلة ضغط الانتظار
t5 إلى t6: مرحلة الربط البيني

مقارنة بين طرق تعزيز الضغط وخفض الضغط

طريقة التعزيز: من المنحنى المميز، يمكن ملاحظة أن منحنى التعزيز a'b' لديه تجزئة ضعيفة وأن سرعة ملء المعدن السائل سوف تتذبذب.
طريقة تخفيف الضغط: يمثل مقطع أب نسبة صغيرة من المنحنى بأكمله ويكون قريبًا جدًا من الخط المستقيم، وبالتالي، يرتفع السائل المعدني بسلاسة في طريقة تخفيف الضغط.

اختيار معلمات العملية

(1) فرق ضغط الشحنة Δp
يمكن حسابها على الصورة p=HρK/10200
(2) ضغط التبلور
وكلما زاد ضغط التبلور، زادت كثافة الصب، وتحسنت الخواص الميكانيكية للمسبوك. ضغط التبلور وهيكل الصب، وخصائص تبلور السبيكة وعوامل أخرى.
(3) سرعة الرفع (3)
للحفاظ على ارتفاع السائل المعدني بسلاسة وببطء. لتجنب تناثر السوائل، يجب رفع السائل ببطء.
(4) سرعة الشحن
يجب أن تكون سرعة الملء أسرع من سرعة ارتفاع السائل، ولكن لا ينبغي أن تكون سريعة جدًا، لمنع توليد شوائب ثانوية. ترتبط سرعة الملء وتعقيد الصب وسُمك الجدار والحجم ونوع السبيكة بنوع الصب المستخدم.
(5) وقت الانتظار
يجب أن يكون زمن التثبيت مماثل تقريبًا لزمن التصلب في الصب. وقت التثبيت وحجم الصب وسُمك الجدار ونوع السبيكة وضغط التبلور. كلما كان سمك جدار الصب أكثر سمكًا، كلما كان نطاق درجة حرارة تبلور السبيكة أوسع، كلما كان وقت التثبيت أطول.
(6) درجة حرارة الصب
يمكن أن تكون درجة حرارة صب الصب بالضغط التفاضلي أقل من صب الجاذبية العامة. سبائك الألومنيوم، يمكن أن تكون درجة حرارة الصب 306 ~ 0 ℃ أقل.

تطبيقات الصب بالضغط التفاضلي

الصب بالقالب التفاضلي مناسب بالإضافة إلى الرمل المتاح، ويمكن أيضًا استخدامه لنوع المعدن. قطعة واحدة، إنتاج دفعة صغيرة يمكن استخدام الرمل، إنتاج كميات كبيرة، يمكن استخدام نوع المعدن. يمكن أن يكون وزن المسبوكات من أقل من 1 كجم إلى أكثر من 100 كجم.
       في الوقت الحاضر، يبلغ قطر أكبر مسبوكات الصب في الصين 540 مم، وارتفاع 890 مم، وسُمك الجدار من 8 إلى 10 مم، ومسبوكات المقصورة الكاملة المعقدة ذات الجدران الرقيقة الكبيرة. تشمل السبائك المتاحة للصب سبائك الألومنيوم، وسبائك الزنك، وسبائك المغنيسيوم، وسبائك النحاس، والفولاذ المصبوب. تشمل المسبوكات المنتجة أغلفة المحركات، والصمامات، والدوافع، والأسطوانات، ومحاور العجلات، وعجلات توجيه الخزانات، وهياكل السفن، وما إلى ذلك.

       يمكن إنتاج المسبوكات المحدودة بمساحة الإسقاط أو سُمك الجدار على ماكينة الصب بالضغط عن طريق الصب بالضغط التفاضلي.