معدات الصب بالضغط المنخفض

الصب بالضغط المنخفض (اختصاراً LPDC) هي طريقة صب يتم فيها حقن المعدن المنصهر في تجويف القالب عن طريق الضغط المنخفض. بالمقارنة مع الصب بالضغط العالي، يتطلب الصب بالضغط المنخفض ضغطًا أقل، عادةً ما يتراوح بين 0.1 و0.6 ميجا باسكال. تستخدم هذه الطريقة عادةً لصب الأشكال الكبيرة أو المعقدة منالألومنيومتتميز عملية صب سبائك المغنيسيوم وسبائك المغنيسيوم والسبائك المعدنية الخفيفة الأخرى بجودة صب عالية وكفاءة إنتاج عالية. ومفتاح هذه العملية هو مصنع الصب بالضغط المنخفض، والذي يتكون من عدة أنظمة ومكونات تضمن إنتاج المسبوكات بكفاءة ودقة.الصب بالضغط المنخفضمعدات (الصب بالضغط المنخفض) هي إنتاج منتجات صب سبائك الألومنيوم منخفضة الضغط، وعادة ما تستخدم في إنتاج صناعة تصنيع المنتجات السائبة: مثل إنتاج عجلات السيارات المصبوبة بالضغط المنخفض من سبائك الألومنيوم، وإنتاج مفصل التوجيه، وعلب تروس السيارات، والأمان والأغلفة المقاومة للانفجار، وإنتاج علب تروس السيارات. اليومنينغبو هيكسينشرح مكونات معدات الصب بالضغط المنخفض:

المكونات الرئيسية لمعدات الصب بالضغط المنخفض

1. فرن التدفئة
   • تستخدم أفران التسخين لصهر السبائك المعدنية والحفاظ على درجة حرارة المعدن المنصهر ضمن النطاق المناسب لضمان التدفق الجيد. تشمل أفران التسخين الشائعة أفران المقاومة وأفران الحث وما إلى ذلك. إن نظام التحكم في درجة الحرارة في فرن الصهر مهم جدًا لأن درجة الحرارة المرتفعة جدًا أو المنخفضة جدًا ستؤثر على جودة ودقة المسبوكات.
2. أنظمة الحقن بالضغط المنخفض
   • نظام الحقن بالضغط المنخفض هو المكون الأساسي لمعدات الصب بالضغط المنخفض، وتتمثل وظيفته الرئيسية في حقن المعدن المنصهر في القالب من خلال الضغط المنخفض. يتكون النظام عادةً من ضاغط الغاز، والأسطوانة، وصمام تنظيم الضغط وما إلى ذلك. يقوم الضغط المنخفض الناتج عن ضاغط الغاز بضغط المعدن في القالب من خلال أنبوب الحقن. يجب التحكم في عملية الحقن بدقة لضمان تدفق المعدن بالتساوي داخل تجويف القالب لتجنب المسامية وعيوب الصب.
3. العفن
   • عادة ما تكون قوالب الصب بالضغط المنخفض مصنوعة من الفولاذ أو مواد أخرى عالية المقاومة للتآكل، ويحدد شكلها وتصميمها مظهر الصب النهائي. يشتمل التجويف الداخلي للقالب عادةً على أجزاء مثل نظام التبريد ونظام العادم والمدخل والبوابة. تؤثر جودة ودقة القالب وتصميم نظام التبريد تأثيرًا مباشرًا على جودة وإنتاجية المسبوكات.
4. نظام التبريد
   • أثناء عملية الصب بالضغط المنخفض، يحتاج المعدن داخل القالب إلى التبريد بسرعة لتجميد الشكل. يتكون نظام التبريد من أنابيب مياه تبريد مدمجة أو قنوات أخرى لوسط التبريد. يجب أن يكون نظام التبريد مصممًا جيدًا لضمان التبريد المنتظم للقالب لتجنب مشاكل الاعوجاج والإجهاد الحراري في الصب.
5. نظام العادم
   • أثناء عملية الصب بالضغط المنخفض، يجب تنفيس الهواء أو الغاز في تجويف القالب لمنع المسامية أو عيوب الصب. يضمن نظام العادم إمكانية خروج الغاز بسلاسة من خلال تصميم قناة عادم في القالب. نظام التنفيس ضروري لضمان انضغاط وجودة سطح الصب.
6. نظام القاذف
   • تُستخدم أنظمة القاذف لإخراج الصب من القالب بعد تبريده ومعالجته. تشتمل أنظمة القاذف عادةً على دبابيس قاذفة، ومشغلات هوائية أو هيدروليكية. يجب أن يعمل النظام بسلاسة وموثوقية لمنع تلف الصب ولضمان إخراج الصب بسلاسة من القالب.
7. نظام التحكم
   • يتم استخدام نظام التحكم في معدات الصب بالضغط المنخفض لمراقبة المعلمات الحرجة مثل درجة الحرارة والضغط والوقت والمعلمات الأخرى أثناء عملية الصب في الوقت الحقيقي وإجراء تعديلات تلقائية. عادةً ما تكون معدات الصب بالضغط المنخفض الحديثة مجهزة عادةً بنظام التحكم العددي بالكمبيوتر (CNC) أو نظام التحكم PLC، والذي يمكن أن يحسن كفاءة الإنتاج ويضمن استقرار معلمات العملية في كل دورة إنتاج.

مبدأ عمل معدات الصب بالضغط المنخفض

يتضمن مبدأ عمل معدات الصب بالضغط المنخفض الخطوات التالية بشكل أساسي:

1. المعدن المنصهر
   • يتم صهر السبيكة المعدنية عن طريق فرن تسخين ويتم الاحتفاظ بالمعدن المنصهر في درجة حرارة مناسبة للحقن بالضغط المنخفض. ينقل فرن التسخين المعدن المنصهر إلى نظام الحقن الجاهز لدخول القالب.
2. عملية الحقن
   • أثناء عملية الحقن، يتم ضغط المعدن المنصهر في القالب بواسطة غاز منخفض الضغط، عادةً ما يكون الهواء أو النيتروجين. ويتراوح الضغط بين 0.1 و0.6 ميجا باسكال. ومن خلال ضبط مستوى الضغط، يتم التحكم في سرعة ونمط تدفق المعدن في القالب لضمان أن يملأ المعدن المنصهر تجويف القالب بشكل متساوٍ.
3. المعالجة والتبريد
   • بمجرد دخول المعدن المنصهر إلى القالب، فإنه يبرد ويتصلب بسرعة. يتحكم نظام التبريد داخل القالب في معدل التبريد عن طريق أنابيب مياه التبريد أو وسائط تبريد أخرى، مما يضمن أن يكون للقالب دقة الأبعاد المطلوبة وجودة السطح.
4. مصبوبات القاذف
   • بعد أن يبرد الصب ويتصلب، يقوم نظام القاذف بإخراج الصب من القالب. عند هذه النقطة، يكون الصب قد تم تشكيله وأصبح جاهزًا لمرحلة ما بعد المعالجة، مثل إزالة الحواف والتنظيف.
5. التنظيف وإعادة المعالجة
   • عادةً ما تتطلب المسبوكات منخفضة الضغط خطوات ما بعد المعالجة مثل إزالة الحواف والصقل والتنظيف لتحسين مظهر المسبوكات وجودة سطحها. وقد تتطلب بعض المسبوكات أيضاً معالجة حرارية لتحسين الخواص الميكانيكية.

مزايا ومساوئ معدات الصب بالضغط المنخفض

الأفضلية

1. مصبوبات عالية الجودة
   • يمكن للصب بالضغط المنخفض الحصول على جودة سطح صب جيدة ودقة أبعاد عالية. وبسبب الحقن بالضغط المنخفض، يكون تدفق المعدن أكثر سلاسة، مما يقلل من حدوث العيوب مثل المسامية وانحباس الخبث، ويكون سطح الصب أملس ودقيق.
2. مناسبة لإنتاج المسبوكات كبيرة الحجم
   • الصب بالضغط المنخفض مناسب لإنتاج مسبوكات كبيرة ومعقدة الشكل من سبائك الألومنيوم أو غيرها من السبائك المعدنية الخفيفة، ويستخدم على نطاق واسع بشكل خاص في الأجزاء التي تتطلب قوة أعلى ووزن أخف.
3. انخفاض تكاليف الإنتاج
   • بالمقارنة مع الصب بالضغط العالي، يتميز الصب بالضغط المنخفض بتكاليف منخفضة نسبيًا للمعدات وتكاليف تصنيع القوالب، وبسبب دورات الإنتاج الأقصر، يمكن تخفيض تكاليف الوحدة في الإنتاج الضخم.
4. إعادة تدوير المعادن بشكل أفضل
   • أثناء عملية الصب بالضغط المنخفض، يكون تدفق المعدن مستقرًا نسبيًا ويكون معدل إعادة تدوير الخردة مرتفعًا، مما يوفر المواد الخام.

العوائق

وينطبق الصب بالضغط المنخفض بشكل أساسي على السبائك المعدنية الخفيفة مثل سبائك الألومنيوم وسبائك المغنيسيوم، وهو أقل فعالية للمعادن ذات درجات الانصهار العالية، مثل الحديد والنحاس، لذا فإن اختيار المواد محدود إلى حد ما.1:

سرعة إنتاج بطيئة نسبيًا

بالمقارنة مع الصب بالضغط العالي، يتميز الصب بالضغط المنخفض بمعدل إنتاج أبطأ وقد لا يكون قادرًا على تلبية متطلبات الإنتاجية العالية للغاية، خاصة عند إنتاج مصبوبات كبيرة ذات مهل زمنية طويلة.

متطلبات أعلى من المعدات

على الرغم من أن معدات الصب بالضغط المنخفض بسيطة نسبيًا، إلا أن دقة المعدات يجب أن تكون عالية، خاصة في التحكم في ضغط الحقن ودرجة الحرارة، الأمر الذي يتطلب نظام تحكم عالي الدقة لضمان جودة المسبوكات.

مواد قابلة للتطبيق محدودة

الماكينة هي أحد مكونات ماكينة الصب بالضغط المنخفض. الماكينة هي المنصة التي تمنع القالب. نظرًا لأن الماكينة تحتاج إلى وضع القوالب، يجب عادةً اختيار مادة الماكينة لتكون قوية وسميكة قليلاً من الفولاذ لضمان التشغيل المستقر والآمن والموثوق للمعدات بعد وضع القوالب.