تكنولوجيا سباكة المعادن


(system) #1

السباكة casting [B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]يقول اللهعز وجل فى سورة الحديد الأية 25[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]) لقد أرسلنا رسلنا بالبينات وأنزلنا معهم الكتاب والميزان ليقوم الناسبالقسط وأنزلنا الحديد فيه بأس شديد ومنافع للناس وليعلم الله من ينصره ورسلهبالغيب إن الله قوى عزيز(الأية 25[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]السباكة : Casting
هي عملية تصنيعيتم فيها صب المادة السائلة (عادة) داخل قالب يحتوي على جوف فارغ وفق الشكلالمرغوب، ثم يترك ليتصلب. وتنتهي العملية بإخراج المسبوك من القالب. يستخدم فيعملية السباكة معادن سائلة، أو مواد متنوعة تتصلب بمزج مكوناتها مثل الخرسانة،الإيبوكسي، الجص. تستخدم السباكة لتصنيع قطع ذات أشكال معقدة، يصعب معها اقتصاديًاتصنيعها بطرق أخرى.عرفت عملية السباكة منذ 6000 عام. تعود أقدم مسبوكةوجدت إلى عام 3200 قبل الميلاد.[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]تقسم عملية السباكةإلى فرعين مميزين:[B][COLOR=black][FONT=Arial]

  • [/font][/color][/b]السباكة في القوالب المستهلكة[B][COLOR=black][FONT=Arial].
  • [/font][/color][/b]السباكة فيالقوالب الدائمة.

    صوره توضيحيه لعملية السباكه
    السباكة في القوالب المستهلكة :[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]يشمل هذا التصنيف قوالبالرمل، والقشر، والبلاستيك، والجص، والسباكة الدقيقة (طريقة الشمع الضائع). هذهالطريقة في السباكة تشمل القوالب المؤقتة وغير المجهزة للاستخدامثانية.


السباكة في القوالب الرملية:[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]يعتبر الرمل أحد أهم وأبسط طرق السباكة التي استخدمت على مر العصور. تسمحالقوالب الرملية بالحصول على مسبوكات (في الدفعات الصغيرة) تقارن بتلك المصنوعة فيالقوالب الدائمة وبكلفة معقولة. وليست الكلفة هي العامل الإيجابي الوحيد لهذهالطريقة، بل الحجم الصغير أيضًا للورشة. يسمح الرمل أيضًا لمعظم المعادن أن تسبك وذلك باختيارنوع الرمل المستخدم. تحتاج عملية السباكة في القوالب الرملية لعدة أيام كفترةانتاجية للحصول على معدل إنتاج عالي (1-20 قطعة/دقيقة لكل قالب)، وهي طريقة فعالةلإنتاج القطع الكبيرة. يتماسك الرمل ببعضه البعض بفضل الغضار (في الرمل الأخضر)، أوباستخدام مواد رابطة، أو زيت المحركات. يمكن استخدام الرمل لعدة مرات، وتتم إضافةبعض المواد (تجديد المواد الرابطة)
[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]
السباكة في القوالب الدائمة :[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]تستخدم هذه الطريقةخصوصًا للمعادن غير الحديدية، تتطلب زمن للتجهيز يمتد لعدة أسابيع لتجهيز القالبالفولاذي. تصل بعدها الإنتاجية إلى (5-50 قطعة/ساعة لكل قالب)، يصل وزن المسبوكهالأعظمي إلى 9 كغ والأصغري بحوالي 0,1 كغ. يتم طلي فراغات القالب الفولاذي بسخامالأسيتلين قبل عملية السباكة وذلك لتسهيل نزع المسبوكة من القالب، و إطالة عمرالقالب. إن للقوالب الدائمة فترة حياة محدودة قبل الاهتراء. تتطلب القوالب المهترئةإعادة تشطيب أو استبدال. تبدي الأجزاء المسبوكة في القوالب الدائمة عادة زيادة 20% في مقاومة الشد، و30% في الاستطالة، مقارنة بمسبوكات القالب الرملي. تحتاج هذهالقوالب فقط إلى طلاء منتظم. تستخدم هذه الطريقة من السباكة في تشكيل سبائك الحديد،والألمنيوم، والمغنيسيوم، والنحاس
انواع الافران المستخدمة فيعملية سباكة المعادن:[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]1- فرن البوتقة
2- فرن الدست
3الفرن العاكس
4-الفرن المحول
5- الفرن الحثي
6-فرن القوسالكهربائي
7-أفران الاوكسجين القاعديه [B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]

1- فرن البوتقة :[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]هو عبارة عن فرن يدفن أكثر من نصفه تحتالأرض ، ويبطن جداره الطوب الحراري الذي يحتوي على نسبة 42% الومينا وتوضع بداخلهبوتقة تصنع من مادة الجرافيت او الزركونيوم او السلمندر ويتوزع اللهب من خلال فتحةفي الأسفل موصلة بجهاز نفخ (blower) يقوم بالتوزيع الحراري للهب داخلالفرن
ويتميز هذا الفرن بالتوزيع الحراري الجيد نتيجة لشكله الدائري .
ويعتبرهذا النوع من الأفران بطيئ جدا مقارنة بأنواع اخرى من الأفران لذا لا يستخدم إلافي المعادن الغير حديدية وفيالمسابك الصغيرة ذات الانتاج الضعيف . كما أن هذا النوع من الأفران لا يسمح بالتحكمفي عناصر المعدن المنصهر ، ولا في درجات الحرارةيستخدم هذا النمط من صهر المعادن في صب المسبوكات بعددمحدود ولصب قطع الغيار الغير متوفرة في الاسواق في الدول النامية … ويستخدمهالفنانون في صب التحف المعدنية الصغيرة … وفي العادة يكون في البدأ بتحضير نموذجشمعي أو من الخشب السهل التشكيل أو من لدائن خاصة ، ويعمل قالب رملي مخلوط بدبسالتمر أو دبس قصب السكر أو مواد لاصقة شبيهه حيث يقوم الدبس بتقوية تماسك القالب،ويتم تسخين القالب لتجفيف الرطوبة التي قد تفسد العمل ،, ويمكن عمل قالبمن الحديدليمكن استخدامه مرات متعددة . ولكنه لا يصلح لسبك الحديد .يقوم الفنيون برشبودرة الفحم وبودرة الخشب أو زيت السيارات المحروق على القالب ليسهل نزع المسبوكةمن داخل القالب .
وتستخدم ورش تشكيل الذهب نفس البوتقة ولكن بشكل صغير في حجم كوبالقهوة ولكنهم يحولون السبائك الذهبية إلى أشرطة ذهبية يتم طرقها وسحبها وفردهابمكائن خاصة وبذا يتم تشكيل صفاح الذهب التي يقطعونها إلى الأشكال المطلوبة . ويعد فرن البوتقة أبو الصناعات المعدنيةوالزجاجية أيضا وعنه تطورت جميع الأفران وان كانت كل الأفران الأخرى تقدمت على هذاالنمط بأشواط كبيرة[B][COLOR=black][FONT=Arial].

[/font][/color][/b]
[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]2- فرن الدست :[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]فرن الدست هو اقدم انواع أفران صهر المعادن على الاطلاق،ويتكونفرن الدست من اسطوانه،مبطنة بالطوب الحراري،طويلة(6 – 11 متر ) شبه دائريةمرتكزه على قاعدة من الحديد الزهر باربعة ارجل من الصلب مفتوحا من اعلى و مزودببابين من اسفل لادخال الفحم و فتحتين احدهما لاخراج المعدن المنصهر و الاخرىلازالة الخبثويستخدم عادة في صهر الحديد والمعادن الحديديهو تحتويشحنه الفرن على المعدن المراد صهره بالاضافه إلى فحم الكوك(8%-16%) و الحجر الجيري. في شكل طبقات حيث تستقر طبقه الكوك في الاسفل ثم طبقه المعدن ثم الحجر الجيري مناعلىو يستخدم الهواء الذي يضخ من اسفل الفرن في اشعال الكوكو تستخدمالحراره المتولده عن احتراق فحم الكوك في صهر المعدن. بينما يستخدم الحجر الجيريليتفاعل مع الشوائب الموجوده في المعدن مكونا خبث يطفو على سطح المعدن بعد اتمامعمليه الصهر و يمكن ازالته. كما تساعد تلك الطبقه من الخبث على حمايه المعدن منالاكسدةو يعد فرن الدست من أكثر الافران تلويثا للبيئه حيث ينبعث منه غازي أولاكسيد الكربون و رابع اكسيد الكبريت، و للتغلب على ذلك فان افران الدست تكون عادةمجهزه بانظمة تحكم في العادم لتحبس تلك الانبعاثات و تمريرها على خزانات من المياهلتنقيه العادم او عن طريق فلاتر[B][COLOR=black][FONT=Arial].

[/font][/color][/b][B][COLOR=blue][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]

3- فرن القوس الكهربائي :[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]تعتبر تقنية أفران القوس الكهربائي من التقنيات الحديثة فيانتاج الحديد والصلب حيث بدأ استخدامها في نهاية السبعينات وبداية الثمانينات منالقرن الماضي.تعتمد التقنية على استخدام تيار كهربي ذو جهد فائق لصهر الحديدالأسفنجي الناتج من عملية الاختزال المباشر.
بالرغم من انتشار هذه التقنية وبالرغم من مميزاتها الكثيرة إلا أن نسبة 32% فقط من مصانع الصلب في العالم هي التيتستخدمها بينما لا تزال نحو 65% من صناعة الصلب في العالم تتم عن طريق تقنية الفرنالعالي والمحول الأوكسجيني التي تعتمد اعتمادا كبيرا على الفحم وذلك لرخص تكلفتهمقارنة بأسعار الكهرباء.[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]
أنواع النماذج :[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]تستخدم النماذج فى أعدادقوالب السباكة ، وتستعمل المسابك أنواعا عديدة منها تصنع غالبا من الخشب ، كما انهاقد تصنع من المعدن أو الجبس أو من اللدائن أو من أيه مادة أخرى مناسبة .
ويتوقف النوع المختار منالنماذج على تصميم المسبوك وعدد المسبوكات المطلوب أنتاجها وطرق الانتاج فى المسبكالذى يتم فيه عمل المسبوك .[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]
1- النماذج الخشبيه
2- النماذج المعدنيه
3- نماذج الجبس


1-النماذج الخشبية :[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]من الاخشابالشائعة فى الاستعمال التنوب والنوس والصنوبر الابيض والماهوجينى و أخشابالاسفنديان والكمثرى والجزر . ويشترط أن تكون الاخشاب المستعملة جافة ومخزونة لمدةطويلة وأليافها مستقيمة ومندمجة ومسامها دقيقة ومعامل تمددها منخفض نسبيا .
تصنع النماذج الكبيرة مثلا من خشبالتنوب ، بينما النماذج الصغيرة والدقيقة من خشب النوس والجوز ، كما يستعملالماهوجينى أو الكريز عند صنع النماذج المتكررة الاستعمال .[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]2- النماذج المعدنية :[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]لا تستعمل النماذج المعدنيةالا فى الانتاج الكبير ، لانها أكثر تكلفة من النماذج الخشبية .تصنع النماذج المعدنية من حديدالزهر الابيض والرمادى والنحاس الاصفر والالومنيوم وسبائكه .فالنحاس الاصفر صقيل ومقاومللعوامل الطبيعية . لذا تكون نماذج النحاس الاصفر سهلة الاخراج من القوالب ومقاومةللصدأ عند تعرضها لرطوبة رمل المسبك . على حين يكون حديد الزهر قابل للصدأ الا انمعامل تقلصه صغير .
وقد اتسع بتقدمعلم الفلزات استخدام الالومنيوم وسبائكه فى صنع النماذج المعدنية فى جميع ميادينانتاج المسبوكات وذلك للصفات المشجعة التالية :

ا-خفة الوزن .
ب-جودة الصفات الميكانيكية .
ج-المقاومة الجيدة للتأكل .
د-قابلية التشغيل .[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]
3- نماذج الجبس :[B][COLOR=black][FONT=Arial]

[/font][/color][/b]أدى أكتشافالاسمنت الجبسى الى استعمال أنواع جديدة من النماذج تسمى نماذج الجبس أو الملاط . والاسمنت الجبسى مادة تتمدد عند تجمدها وتتمتع بمقاومة أنضغاط عالية . ويختلف عاملتمدد الاسمنت الجبسى بأختلاف الانواع المستعملة .

ادناه مخطط يوضح الخطوات المتضمنه لصنع المسبوكه

[RIGHT] صنع النموذج

تحضير الرمل

صنع القالب

صنع اللباب

صهر المعدن

صب المعدن

تنظيف المسبوكه

المعاملات الحراريه

تشغيل المسبوكه

المسبوكه
[/right]


(system) #2

بارك الله فيك وجزاك الله خير