سباكة في قوالب
السباكة في القوالب (بالإنجليزية: Die casting): هي عملية دفع المعدن المنصهر تحت ضغط عالي داخل فجوة (المشكلة داخل القالب)، ويجب أن يكون المسبوك من مادة غير حديدية مثال ذلك الألمنيوم والزنك والمغنيسيوم. كما أن المعادن الحديدية يمكن أن تستخدم في أمور معينة. وتستخدم هذه الطريقة من السباكة خصوصا عندما يكون المنتج ذو حجم صغير أو متوسط، ويكون الإنتاج المطلوب بكميات كبيرة وجودة عالية ودقة عالية في القياسات والأبعاد. وهذه الخواص والمميزات جعلت السباكة بالقوالب من أهم طرق إنتاج المعادن على الإطلاق. وفي السنوات السابقة استخدمت السباكة بالقوالب في حقن البلاستيك لأنها قليلة التكلفة وأخف في المعدات.
نبذة تاريخية
اخترعت السباكة في القوالب على يد إليشا روت Elisha K. Root، ودخل حيز الإنتاج على يد صمويل كولينز Samuel W. Collins لإنتاج الفؤوس في مصنعه في كانتون في ثلاثينيات القرن الثامن عشر.
الخطوات العملية
هنالك أربع خطوات رئيسية في عملية لسباكة في القوالب:
- الخطوة الأولى: يرش التجويف الداخلي للقالب بمادة التشحيم ثم يغلق، ولتشحيم دور كبير في خفض درجة حرارة القالب والمساعدة على إخراج المسبوك في النهاية.
- الخطوة الثانية: يحقن المعدن المصهور تحت ضغط عالي (10-175 ميغا باسكال)و لحظة امتلاء القالب يظل الضغط حتى يتصلب المسبوك.
- الخطوة الثالثة: يفتح القالب ويقذف المسبوك خارجا بواسطة مسامير القذف بالانجليزية (ejector pins).
- الخطوة الرابعة: ينظف المسبوك من الزوائد ويتم التاكد من مطابقته للمواصفات والمقايس المطلوبة.
و يجدر الإشارة هنا إلى أن السباكة بالضغط العالي تشغل الحيز الأكبر من الإنتاج الكمي المعتمد على هذا الأسلوب.
المعدات
هنالك نوعان من السباكة بالقوالب الأولى تسمى آلة السباكة بالمخزن البارد واله السباكة بالمخزن الساخن, ويمكن التميز بينهما بالقوة التي يمكن لكل منها إنتاجها والتي تتراوح بين 400 إلى 4,000 طن. تزود ماكينات الخزان الساخن بحوض صهر لتغذية القالب, في البداية يتراجع المكبس إلى الوراء ليسمح للمعدن المصهور بالدخول إلى المضخة ثم إلى الرقبة وثانيا يزود المكبس بالقدرة من الغاز المضغوط أو من الزيت ليدفع المعدن المصهر خارج الرقبة عبر الفوه وصولا إلى التجويف الذي في القالب, والذي يميز هذا النظام هو السرعة (15 دورة في الدقيقة) والتلائم السريع بين المعدن والقالب والعيوب هو ارتفاع درجة حرارة الانصهار للمعدن لذالك تستخد هذه الالات بشكل رئيسي في الزنك والاقصدير وسبائك الرصاص.
-
آلة حقن
-
قالب مفتوح والرقبة
-
خلية عمل كاملة
اما ماكينات الخزان البارد فتستخدم عندما يكون المسبوك يتكون من مواد لا تستطيع الالات الخزان الساخن إنتاجها مثل سبائك الالمنيوم وسبائك المغنيسيوم والنحاس والزنك, وهذا النوع من الالات يعمل بمصهور المعادن، اولا يصهر المعدن في فرن منفصل ثم تنقل كمية محدودة خزان الالة حيث يتم ادخال الشحنة إلى خزان القذف الغير ساخن (اسطوانة الحقن) هذه الشحنة تدخل لى القالب بواسطة مكبس ميكانيكي أو هيدروليكي, وأهم عيوب هذه العملية هو بطء الدورة بالإضافة إلى الحاجة لنقل المعدن المصهور من الفرن إلى الالة.
تصنع قوالب السباكة عادتا من صلب العدة لان حديد الزهر لا يستطيع تحمل الضغط العالي, لذالك فالقوالب تكون غالية الثمنو نتيجة ارتفاع تكلفة الإنتاج, وقد يحتوي القلب على تجوف واحد أو على مجموعة من التجاويف من نفس الشكل أو من اشكال مختلفة, ويجب أن يتكون القالب معلى الاقل من جزئين لسماح بانفصال وقذف الشغلة بعد الانتهاء, وتحتوي القوالب أيضا على نظام تبريد ومسامير القذف وفتحات مسامية تكون عميقة وصغيرة. بالإضافة إلى ان القالب قد يحتوي على دليك ويصنع من المعدن وليس من الرملنتيجة وجود الضغط العالي والذي يسبب تلف الدليك المصنوع من الرمل ,و قد يستخدم الدليك المفقودعندما يكن الشكل المطلوب ذو طبيعة خاصة مثل عمل مجرى لولبي للبرغي مثلا, ويتم وضع الدليك يدويا عتد كل دورة داخل القالب ويخرج مع الشغلة عند نهاية الدورة ويتم إخراجه يدويا من لشغلة اما في حالة الدليك المفقود اغلى لانها نساعد على زيادة الإنتاج وتوفير الوقت. حياة القالب تحدد بمعدل التصاق المواد به ومعدل تاكله والذي يرجع بشكل رئيسي لدرجة حرارة المعدن المصهور فمثلا قالب سبائك الالمنيوم يعيش حتى 100,000 دورة إذا تم استخدامه بطريقة جيدة على خلاف القالب الذي ينتج المغنيسيوم الذي يعيش أطول لان المغنيسيوم ينصهر عند درجة حرارة اقل.
مميزات وعيوب
المميزات
- دقة عالية في الابعاد.
- اسطح فائقة التشطيب.
- إمكانية إنتاج المنتجات المعقدة.
- إضافة بعض القطع مثل ثقوب البراغب.
- تقليل أو عدم استخدام عمليات التشغيل الثانوية.
- الإنتاج الكمي والسريع.
العيوب
- كتلة المسبوك يجب أن تكون ما بين 30 غرام حتى 10 كيلو غرام.
- يجب أن يكون المسبوك اصغر من 600 ملم.
- ارتفاع التكلفة المبدائية.
- يجب أن يكون المعدن المصهور عالي السيولة.
- وجود مسامات في القالب.
- سماكة القالب يجب أن لا تتعدى 13 ملم.
خامات السباكة بالقوالب
تعتبر سبائك الزنك والالمنيوم والمغنيسيوم والنحاس والرصاص الخامات الرئيسية المستخدمة في السباكة بالقوالب, ولكل منها مميزاته وعيوبه.
صور
انظر أيضا
المراجع
وصلات خارجية
| ملف:Tecno-engranaje.gif | بوابة الهندسة التطبيقية، لتصفح مقالات ويكيبيديا المتعلقة بالهندسة. |
| |||||||||||||||||||
de:Druckguss Die casting]] et:Survevalu it:Pressofusione ja:ダイカスト ml:മർദ്ദിത അച്ചുവാർപ്പ് pl:Odlewanie kokilowe ru:Литьё металлов под давлением sv:Pressgjutning
