لطالما شكّلت عيوب احتواء الخبث والرمل تحديًا رئيسيًا في إنتاج مصبوبات الرغوة المفقودة. حاليًا، حقق صب الرغوة المفقودة نجاحًا كبيرًا في ثلاثة أنواع رئيسية من المنتجات: الأجزاء المقاومة للتآكل، وتجهيزات الأنابيب، والمصبوبات الصندوقية، وجميعها تتطلب معالجة لاحقة قليلة أو معدومة. ومع ذلك، بالنسبة للمصبوبات ذات الأسطح المتعددة عالية الدقة، فإن معالجة عيوب احتواء الخبث أمر بالغ الأهمية. بناءً على الخبرة العملية، يمكن للتدابير التالية تقليل هذه العيوب أو القضاء عليها بفعالية:
إن دور طلاءات الرغوة المفقودة متعدد الأوجه:
تحسين تشطيب سطح الصب عن طريق تقليل الخشونة بمقدار 2-3 درجات، وبالتالي تعزيز جودة السطح وسهولة الاستخدام.
تقليل التصاق الرمل وعيوب ثقب الرمل.
تسهيل إزالة الرمال وتنظيفها.
السماح للسوائل والغازات المنصهرة من نمط الرغوة بالهروب من خلال الطلاء إلى رمل القالب أثناء الصب، مع منع اختراق المعدن لقالب الرمل وتجنب ثقوب الغاز وتسلل المعدن وعيوب الكربون.
تعزيز قوة وصلابة النمط لمنع التشوه أو التلف أثناء النقل وملء الرمل وتشكيل الاهتزاز، وبالتالي تحسين دقة أبعاد الصب والإنتاجية.
لمنع تراكم الخبث، يجب أن تتمتع الطلاءات بقوة وصلابة عالية. يجب أن تقاوم طبقة الطلاء المطبقة على نمط الرغوة التشقق أو التقشير أثناء التجفيف والنقل (ما يتطلب قوة تحمل كافية في درجة حرارة الغرفة)، وأن تتحمل التآكل لفترات طويلة بواسطة معادن عالية الحرارة دون أن تتلف (ما يتطلب قوة تحمل في درجات حرارة عالية). يُعدّ وجود مجرى محكم الإغلاق وطبقة سليمة على نظام الصب والبوابة من الضمانات الأساسية؛ فأي رخاوة أو شقوق أو تقشير قد يسمح للرمل أو بقايا الطلاء أو الشوائب بدخول المعدن المنصهر، مما يُسبب تراكم الخبث.
القوة والنفاذية من أهم خصائص الطلاء؛ وغالبًا ما تتطلب طلاءات أنظمة البوابات مقاومة حرارية أعلى من تلك المستخدمة في المسبوكات لمقاومة تآكل المعادن لفترات طويلة في درجات حرارة عالية. يجب على المشغلين ضمان تطبيق الطلاء بالتساوي.
أثناء تجميع القالب، يجب أن يكون طلاء مجموعة الأنماط (النمط + نظام البوابات) خاليًا من التقشر أو الشقوق أو التشققات، خاصةً عند الوصلات بين المصب والمجرى، والمجرى والبوابة، والبوابة والصب. تُعرّض الوصلات الضعيفة أو سيئة الطلاء لخطر تسرب الرمال، لذا تتطلب هذه المناطق قوة أعلى، وطلاءً أكثر سمكًا، وأنظمة بوابات متينة بما يكفي (مع أضلاع أو أكمام تقوية إذا لزم الأمر).
يجب أن تستقر مجموعة الأنماط بثبات على رمل قاع صندوق الرمل؛ فالوضع المعلق أثناء ملء الرمل والاهتزاز قد يُسبب تشقق الطلاء. يُضاف الرمل برفق عبر خراطيم في البداية، مع استخدام صنفرة على طريقة "雨淋" فقط أثناء ضغط الاهتزاز. يجب أن يبدأ الاهتزاز بتردد منخفض حتى يُغطى النمط بالكامل، ثم يزداد تدريجيًا. يجب عدم ثني أو التواء نظام البوابات، وخاصةً المصب، أثناء الاهتزاز لتجنب تلف الطلاء، ويجب إحكام إغلاق المصب لمنع دخول الرمل.
خلال عملية التجميع، وملء الرمل، والاهتزاز، يجب توخي الحذر الشديد لضمان بقاء الطلاء سليمًا. قبل الصب مباشرةً، يجب تنظيف كوب الصب من الرمال والغبار والحطام العائم.
تزيد رؤوس الصب العالية من احتكاك نظام الصب والقالب، مما يزيد من خطر تلف الطلاء وتسرب الرمل. يجب تعديل ارتفاع رأس الصب بما يتناسب مع حجم الصب، باستخدام مغارف مناسبة الحجم لتقليل ارتفاع الصب، مع إبقاء فوهة المغرفة قريبة من كوب الصب. تجنب استخدام مغارف كبيرة للصب الصغير.
تزيد درجات حرارة الصب المرتفعة من متطلبات أداء الطلاء، وتزيد من مخاطر التصاق الرمل وبقايا الخبث. تختلف درجات الحرارة المثالية باختلاف المادة:
الحديد الرمادي: 1380–1420 درجة مئوية (مع درجة حرارة النقر ~1480 درجة مئوية).
الحديد المطاوع: 1420–1450 درجة مئوية (درجة حرارة الصنبور ≥ 1500 درجة مئوية).
المسبوكات الفولاذية: 1480–1560 درجة مئوية.
بالنسبة للصب الحديدي الذي يتطلب 300-500 كجم من المعدن المنصهر لكل قالب، يجب التحكم في مدة الصب بمقدار 10-20 ثانية.
عادةً ما يستخدم صب الرغوة المفقودة ظروفًا فراغية أثناء الصب لضغط الرمل الجاف، وتسريع تفريغ الغازات، وتحسين سعة الملء، وتعزيز السلامة في مكان العمل. ومع ذلك، فإن الضغط السلبي المفرط يزيد من خطر سحب الرمل الجاف والشوائب إلى المعدن المنصهر من خلال شقوق الطلاء، كما يعزز التصاق الرمل. يؤدي الملء السريع إلى تفاقم تآكل الطلاء وتقشيره. بالنسبة لمسبوكات الحديد، يتراوح الضغط السلبي الأمثل عادةً بين 0.025 و0.04 ميجا باسكال.
يساعد تضمين عاكسات الخبث، والمقاشط في نظام البوابة، ورافعات جمع الخبث في المسبوكات على احتجاز الخبث وإزالته، والتخفيف من عيوب الرمال واحتواء الخبث.
يؤثر حجم حبيبات الرمل على التصاق الخبث والرمل، فالحبيبات شديدة الخشونة تزيد من العيوب. أما بالنسبة لمسبوكات الحديد، فيُعدّ رمل الكوارتز الجاف (الرمل المغسول) بحجم حبيبات 30/50 مناسبًا عادةً.
يُعدّ تنقية المعدن المنصهر طوال عملية الصب، بدءًا من الصهر والتسخين الفائق وحتى الصب، أمرًا بالغ الأهمية في صب الرغوة المفقودة. وتُعد تقنية الترشيح إحدى الطرق الفعّالة لتحقيق ذلك.
ومن خلال تنفيذ هذه التدابير بشكل منهجي، يمكن تقليل عيوب إدراج الخبث في صب الرغوة المفقودة بشكل كبير، مما يؤدي إلى تحسين جودة الصب الإجمالية والعائد.
