تُستخدم تقنية الصب بالرغوة المفقودة على نطاق واسع في صب الألومنيوم والنحاس والحديد، بينما يُعدّ استخدامها في صب الفولاذ محدودًا نسبيًا. نظرًا لارتفاع درجة حرارة صب الفولاذ المنصهر، تتفاعل نواتج التحلل الحراري لقوالب الرغوة بسهولة مع الفولاذ المنصهر. ويؤدي ضعف أداء نظام العادم إلى ظهور عيوب مثل المسامية والكربنة والهدرجة، وتُعدّ المسامية أكثر عيوب الجودة شيوعًا في مصبوبات الفولاذ المصنعة بتقنية الرغوة المفقودة. ولتحسين عمليات الإنتاج ورفع جودة المسبوكات، أجرت شركتنا تحليلًا دقيقًا لعيوب المسامية، ووضعت مجموعة متكاملة من عمليات الوقاية والتحكم المعيارية.

أولاً: الأسباب الرئيسية لعيوب المسامية في مصبوبات الصلب

1. المسامية الغازية (نوع العيب السائد)

   (1) سرعة التعبئة المفرطة ووقت الصب القصير يمنعان التبخر الكامل لقوالب الرغوة. تُغلّف منتجات التحلل الحراري السائلة في الفولاذ المنصهر وتُشكّل مسامية بعد تصلب الصب.

   (2) تؤدي درجة حرارة صب الفولاذ العالية إلى توليد كميات هائلة من الغازات بشكل فوري من قوالب الرغوة، وارتفاع حاد في ضغط التجويف. ولا يمكن تصريف الغاز في الوقت المناسب، كما أن التعبئة المضطربة للفولاذ المنصهر تزيد من تفاقم انحباس الغاز.

   (3) تؤدي عملية ربط الأنماط غير السليمة إلى مسامية مركزة. يتميز اللاصق بدرجة حرارة تبخر عالية وسرعة تبخر منخفضة، مما يجعله عرضة للالتصاق بالفولاذ المنصهر ويولد غازًا باستمرار أثناء التبريد. أما الوصلات الميكانيكية فلا تُنتج مثل هذه العيوب.

   (4) تؤدي الرطوبة الزائدة في نظام الإنتاج إلى ظهور المسامية، بما في ذلك الرطوبة غير المجففة تمامًا أو التي أعيد امتصاصها من الطلاء، وقوالب الرغوة غير المجففة بشكل كافٍ، ورمل القوالب الرطب. تتبخر الرطوبة بسرعة عند درجات الحرارة العالية وتتشكل مسامات غازية.

2. المسامية المترسبة

   يمتص الفولاذ المنصهر بخار الماء أثناء عملية الصهر، والذي يتحلل إلى ذرات هيدروجين عند درجات الحرارة العالية ويذوب في الفولاذ. أثناء التصلب، تتحد ذرات الهيدروجين لتشكل فقاعات هيدروجين لا تستطيع الخروج. ينتج عن ذلك مسامات دقيقة منتشرة ذات جدران داخلية ناعمة لامعة.

ثانياً: تدابير الوقاية والمكافحة المُحسّنة

1. تقليل توليد الغاز وإبطاء معدل إطلاقه

   تُستخدم مواد رغوية منخفضة الكثافة (المعيار الداخلي: 0.018-0.020 غ/سم³) لضمان متانة النموذج. وتُستخدم هياكل مجوفة في قنوات الصب، والمصبات، وأجزاء الصب السميكة. تم تحسين نظام الصب عن طريق تعديل حجم فتحة الدخول من 20 مم × 15 مم إلى 15 مم × 15 مم، مما أدى إلى تمديد زمن الصب إلى حوالي 20 ثانية. ويضمن انخفاض سرعة التعبئة تصريفًا كاملًا لغاز التحلل الحراري.

2. تحسين عملية الربط لتقليل انبعاث الغاز

   يتم التحكم بدقة في استهلاك المواد اللاصقة. وتُعطى الأولوية للتشكيل المتكامل للمسبوكات والأنابيب الصاعدة. ويتم اعتماد وصلات التوصيل المباشر، أو التثبيت بمسامير فولاذية، أو الربط المركب مع وصلات المسامير، وذلك لتجنب عيوب الغاز الناتجة عن الاستخدام المفرط للمواد اللاصقة.

3. تحسين تركيبة الطلاء وتعزيز التحكم في التجفيف

   تم اختيار طلاء مقاوم للحرارة العالية يتميز بنفاذية هواء ممتازة وقوة عالية، مع ضبط سمك الطلاء بثبات عند 0.5-1 مم. يُعدّ الطلاء المتجانس والتجفيف التام شرطين أساسيين، ويجب صبّ القوالب المجففة فورًا لتجنب إعادة امتصاص الرطوبة. تعمل تركيبتنا المُحسّنة على تعديل حجم حبيبات رمل السيليكا إلى 180 مش، وتقليل جرعة اللاتكس من 25 كجم إلى 20 كجم، وزيادة جرعة السليلوز من 4 كجم إلى 5 كجم. يتميز الطلاء المُطوّر بقوة أعلى في درجات الحرارة العالية ونفاذية هواء أفضل دون تشقق.

4. تجهيز أنابيب العادم الصاعدة لإزالة الخبث والغاز بكفاءة

   تُوضع أنابيب تهوية صغيرة في الزوايا المسدودة والمناطق العلوية حيث تتراكم نواتج التحلل الحراري. تُحفر ثقوب صغيرة في الطبقة العلوية لهذه الأنابيب لتسريع تبخر وتصريف المنتجات السائلة المتبقية. تُزيل هذه الطريقة بفعالية شوائب الخبث وعيوب المسامية، وتُسهّل معالجة الأنابيب بعد التحلل.

5. توحيد عملية الصب لضمان تعبئة مستقرة

   يُراعى في عملية الصب وضعية مناسبة للحفاظ على أسطح الصب الرئيسية عمودية أو مائلة لضمان ملء مستقر. ويُفضل استخدام أنظمة الصب من الأسفل المغلق، أو الصب المتدرج، أو الصب الجانبي. وتُضبط درجة حرارة الصب فوق 1600 درجة مئوية، ويُتبع مبدأ الصب البطيء-السريع-البطيء بدقة لضمان تبخر قوالب الرغوة بالكامل وخروج الغازات بشكل كامل.

6. تحسين عملية إزالة الغازات من الفولاذ المنصهر والتحكم الصارم في بيئة الإنتاج

   تُزال الصدأ من مواد الفرن، ويُقلل وقت الصهر عند درجة الحرارة العالية. وتُضبط جرعة مزيل الأكسدة للألمنيوم عند 0.04% إلى 0.06%. ويُستخدم رمل التشكيل الجاف، ويُضبط ضغط الفراغ السلبي بثبات عند 0.05 إلى 0.06 ميجا باسكال للحد من مخاطر المسامية بشكل شامل.

من خلال تطبيق التدابير الشاملة المذكورة أعلاه، لم يتم حل مشكلة المسامية في أجزاء الصلب المصبوب بشكل أساسي فحسب، بل تم أيضًا تقليل ظاهرة تجويف انكماش الغاز في أنواع أخرى من أجزاء الصلب المصبوب، ووصل معدل الإنتاج إلى أكثر من 90٪.