العربية 
English 
Español 
Português 
Deutsch 
Italiano 
Français 
Русский 
Bahasa Indonesia 
日本語 
한국어 
Suomi 
Svenska 
Polski 
Română 
Ελληνικά 
Türkçe 
Čeština 
Magyar 
Norsk bokmål 
كيفية إتقان فن صناعة قوالب الصب الاستثمارية
المبادئ الأساسية والمهارات التشغيلية لـ 3 مهام نموذجية
تُعد عملية الصب الدقيق الطريقة الرئيسية لتشكيل المجوهرات المعدنية، وتُعد جودة قالب الصب الاستثماري عاملاً مهماً يحدد جودة المسبوكات. تُصنع قوالب صب المجوهرات بشكل عام باستخدام مسحوق الصب التجاري الممزوج بالماء لإنشاء ملاط استثماري. وفقًا لنقطة الانصهار والخصائص الكيميائية لمواد الصب، تنقسم مساحيق صب المجوهرات بشكل أساسي إلى فئتين: يستخدم النوع الأول الجبس كمادة رابطة ويستخدم بشكل أساسي في صب مواد مثل الذهب والفضة والنحاس؛ ويستخدم النوع الآخر حمض الفوسفوريك أو الفوسفات كمادة رابطة ويستخدم بشكل أساسي في صب مواد مثل البلاتين والبلاديوم والفولاذ المقاوم للصدأ. يتكون مسحوق الصب عادةً من ركام حراري ومواد رابطة ومواد مضافة، وتختلف العلامات التجارية المختلفة لمسحوق الصب في تركيبة ونسبة المواد المضافة، مما يؤدي إلى بعض الاختلافات في أداء ملاط الاستثمار. ومع ذلك، في الإنتاج، غالبًا ما تستخدم الشركات المختلفة نفس العلامة التجارية من مسحوق الصب، وحتى نفس الشركة تستخدم نفس النوع من مسحوق الصب في مراحل الإنتاج المختلفة، مما يؤدي إلى تقلبات في أداء ملاط الاستثمار وجودة القالب. عند خلط ملاط الاستثمار، من الضروري وضع متطلبات عملية الخلط العلمي وتنفيذها بدقة. يحتوي قالب الصب الرطب على قوالب من الشمع أو الراتنج ويحتوي على كمية كبيرة من الرطوبة، والتي يجب حرقها بالكامل من خلال الخبز بدرجة حرارة عالية لإزالة قالب الشمع (الراتنج) والرطوبة في قالب الصب قبل أن يمكن استخدامه لصب المعدن المنصهر. تؤثر طرق وعمليات تحميص قالب الصب بشكل كبير على جودة قالب الصب.
يُمكِّن هذا المشروع الطلاب من إتقان المبادئ الأساسية والمهارات التشغيلية لصناعة قوالب الصب الجبسية العادية، وقوالب الصب الجبسية المثبتة بالشمع، وقوالب الصب الخزفية ذات الروابط الحمضية من خلال ثلاث مهام نموذجية وتمارين إرشادية بعد انتهاء الحصة.
آلة ضبط الشمع الأوتوماتيكية
جدول المحتويات
القسم الأول إنتاج قوالب صب الجبس العادية
1. معلومات أساسية
1.1 مسحوق صب الجبس المصبوب
(1) تركيبة مسحوق الصب
تم تسويق مسحوق صب الجبس للمجوهرات على نطاق واسع، وتتوفر أنواع مختلفة من مساحيق الصب في السوق. تشمل العلامات التجارية الأكثر استخدامًا لمسحوق الصب العلامات التجارية الأجنبية مثل Kerr وR&R وSRS وGolden Star، بالإضافة إلى العلامات التجارية المحلية مثل Gaoke وHunter وYihui. تختلف مساحيق الصب التي تنتجها الشركات المصنعة المختلفة في التركيب الكيميائي والأداء. بشكل عام، يتكون مسحوق صب الجبس عادةً من ثلاثة أجزاء. أولها هو الركام الحراري، والأكثر استخدامًا هو الكوارتز والكريستوباليت، اللذان يتمتعان بمقاومة عالية للحرارة ويخضعان لتحول في البنية البلورية أثناء التسخين، مصحوبًا بتمدد كبير في الحجم، والذي يمكن أن يعوض انكماش الجبس. أما النوع الثاني فهو جبس الهيميهيدرات، الذي يعمل كمادة رابطة ويتوفر بشكل أساسي في النوع α والنوع β. عند إنتاج مسحوق الصب، يُفضل النوع α، حيث أن حجم بلوراته أصغر ويتطلب كمية أقل من الماء عند تحضير ملاط الاستثمار مقارنة بالنوع β. ثالثًا المواد المضافة، والتي تأتي في أنواع مختلفة وتؤدي وظائف مختلفة. على سبيل المثال، يمكن للمثبطات أن تؤخر عملية ذوبان وهلامية مسحوق الصب، مما يسمح بترتيب كامل للحبيبات الداخلية في القالب، وبالتالي تحسين القوة الهيكلية للقالب؛ ويمكن للمسرعات ضبط لزوجة ملاط استثمار مسحوق الصب الاستثماري، مما يسرع من الإعداد ويعزز قوة كل من القالب الداخلي وسطح القالب; يمكن للمشتتات أن تضمن خلط ملاط الاستثمار بالتساوي، مما يمنع الترسبات والطبقات، وبالتالي تحسين قابلية التدفق والتعليق لملاط الاستثمار؛ ويمكن لمواد التشحيم تحسين قابلية تبلل ملاط الاستثمار؛ ويمكن لمزيلات الرغوة تقليل الفقاعات في ملاط الاستثمار. كل هذا يمكن أن يحسن من تشطيب سطح قالب الصب.
(2) آلية التصلب
عند خلط مسحوق الجبس مع الماء لتحضير ملاط الاستثمار، يذوب الجبس شبه المميّه من النوع α في الماء، ومن خلال التحريك، يتم الحصول على محلول مشبع من الجبس شبه المميّه. يحدث الترطيب، مما يولد جبس ثنائي الهيدرات ثنائي الهيدرات عالي التشتت. وتخضع جزيئات الجبس ثنائي الهيدرات لإعادة التبلور، وتنمو إلى بلورات خشنة، مما يسمح لملاط الاستثمار بتكوين جسم جبسي متصلب مع ترابط وتماسك، وبالتالي تحقيق قوة قالب الصب المطلوبة. يمكن تقسيم عملية تكوين البنية البلورية للجبس ثنائي الهيدرات إلى مرحلتين: المرحلة الأولى هي نمو البلورات المتكونة حديثًا والتي تتلامس مع بعضها البعض مكونةً إطار البنية البلورية، كما هو موضح في الشكل 5-1، والمرحلة الثانية هي استمرار نمو البلورات بعد تكوين الإطار. وتعتمد القوة النهائية لهيكل الجبس المتصلب إلى حد كبير على قابلية ذوبان المادة الرابطة للجبس ومعدل ذوبانها.
1.2 خصائص قوالب الصب بالجبس
تكون درجة حرارة الصب للمجوهرات الذهبية والفضية والنحاسية أقل من 1100 درجة مئوية، لذلك يشيع استخدام صب الجبس في القوالب. ويتمتع بالمزايا التالية: أولاً، قابلية التكرار الجيدة؛ حيث يتمدد الجبس أثناء التبلور، ويملأ التفاصيل الدقيقة للقالب، مما ينتج عنه أنماط واضحة وأبعاد ثلاثية قوية؛ ثانياً، قابلية التشتت الجيدة؛ بالنسبة للحلي الدقيقة والمعقدة الشكل، يمكن إزالة مسحوق الصب المتبقي بسهولة دون ضرر؛ ثالثاً، سهولة التشغيل والإتقان.
ومع ذلك، فإن المكوّن الرئيسي للجبس هو كبريتات الكالسيوم، والتي تتميز بثبات كيميائي ضعيف في درجات الحرارة العالية ومقاومة محدودة للحريق. عندما تتجاوز درجة الحرارة 1200 درجة مئوية، يتحلل الجبس ويطلق غاز ثاني أكسيد الكبريت، مما يؤثر بشدة على جودة المسبوكات. عندما لا يتم تحميص قالب الصب جيدًا، ويوجد كربون متبقي، ستنخفض درجة حرارة تحلل الجبس بدرجة أكبر.
1.3 ملاط استثمار الجبس 1.3 ملاط استثمار الجبس
(1) نسبة الماء إلى المسحوق
وعادةً ما يتم التعبير عن نسبة الماء إلى المسحوق على أنها نسبة الماء إلى الملاط الاستثماري أو نسبة الماء إلى المادة الصلبة، مما يشير إلى كمية الماء المضافة لكل 100 غرام من مسحوق الصب (بالملل). تُعد نسبة الماء إلى المسحوق أحد المؤشرات المهمة لقياس الأداء الفيزيائي وأداء العملية لقالب الصب، وهي معلمة حاسمة تتعلق بنجاح أو فشل إعداد ملاط الاستثمار وصنع القالب، مع تأثيرات متعددة الأوجه. أولاً، يؤثر على وقت الهلام وسيولة ملاط الاستثمار في الصب. مع زيادة نسبة الماء إلى المسحوق، تتحسن سيولة ملاط الاستثمار بشكل كبير بينما يتم تمديد أوقات التثبيت الأولية والنهائية. ثانيًا، يؤثر ذلك على معدل التمدد الحراري لقالب الصب. مع زيادة نسبة الماء إلى المسحوق، يزداد معدل التمدد الحراري لقالب الصب والمتغير الخطي بشكل كبير. ثالثًا، يؤثر على ميل قالب الصب إلى التشقق. مع زيادة نسبة الماء إلى المسحوق، يصبح ميل قالب الصب إلى التشقق أكبر بكثير. رابعًا، يؤثر على قوة قالب الصب. مع زيادة نسبة الماء إلى المسحوق، تنخفض قوة قالب الصب في درجات الحرارة العادية وقوة درجات الحرارة العالية بشكل كبير. خامسًا، تؤثر على جودة سطح قالب الصب. أظهرت التجارب وممارسات الإنتاج أن لكل نوع من أنواع مسحوق الصب قيمة حرجة صارمة لنسبة الماء إلى المسحوق. سيؤثر تجاوز أو انخفاض هذه القيمة أو انخفاضها عن هذه القيمة بشكل كبير على خشونة سطح قالب الصب، مما يؤثر على جودة سطح قالب الصب، مما يؤدي في بعض الأحيان إلى اختلاف الجودة بدرجتين.
ولذلك، عند تحضير ملاط الاستثمار في الجبس، من الضروري التحكم الصارم في نسبة الماء إلى المسحوق وصيانة أدوات الوزن المستخدمة بعناية وضمان دقة القياسات.
(2) طرق تحضير ملاط الاستثمار
هناك فئتان رئيسيتان لطرق تحضير ملاط الاستثمار: الخلط اليدوي والخلط الميكانيكي.
الخلط اليدوي مرن نسبيًا ومناسب للكميات الصغيرة من ملاط الاستثمار. عند تحضير ملاط الاستثمار، اخلط وفقًا لنسبة الماء إلى المسحوق المطلوبة، وحرك مسحوق الصب والماء، وتصرف بسرعة، وحرك جيدًا حتى لا توجد تكتلات مسحوق لضمان سيولة جيدة لملاط الاستثمار.
خلاط الاستثمار عبارة عن جهاز يمزج مسحوق الصب والماء في ملاط استثماري موحد. استخدامه بدلاً من التحريك اليدوي يحسن الكفاءة ويجعل الخلط أكثر اتساقًا.
أثناء عملية التحريك، تختلط كمية كبيرة من الغاز، والتي تنحصر في ملاط الاستثمار، مما يقلل بشكل كبير من قوة قالب الصب ويؤثر على جودة سطح الصب. لذلك، من الضروري استخدام مستخرج تفريغ الهواء لتفريغ ملاط الاستثمار من الغازات.
وحاليًا، توجد طريقتان رئيسيتان للتخلص من الفقاعات المتولدة أثناء عملية تحضير ملاط الاستثمار. الأولى هي إضافة مزيل الرغوة إلى مسحوق الصب. حيث يمكن أن ينتشر في الرغوة، مكونًا طبقة مزدوجة الطبقة على جدار الرغوة، مما يقلل من التوتر السطحي للرغوة محليًا، ويعطل تأثير الشفاء الذاتي للرغوة، ويتسبب في انفجار الرغوة. ومع ذلك، يمكن أن يؤثر مزيل الرغوة المفرط على أداء ملاط الاستثمار، كما أن تأثيره في ملاط الاستثمار الجبسي عالي اللزوجة محدود أيضًا. الطريقة الثانية هي استخدام التفريغ بالتفريغ. للغازات قابلية ذوبان معينة في السوائل، والتي تتأثر بعوامل مثل الضغط ودرجة الحرارة. إذا أخذنا ذوبانية الهواء في الماء النقي كمثال، عند درجة حرارة معينة، كلما انخفض الضغط، تنخفض ذوبانية الهواء في الماء باستمرار. في المقابل، عند ضغط معين، كلما زادت درجة الحرارة، تقل قابلية ذوبان الهواء في الماء في المقابل.
توجد الغازات عادةً في السوائل في شكل نوى فقاعات. ومع ذلك، في الملاط عالي اللزوجة، يكون تجمع نوى الفقاعات ونموها وسرعة ارتفاع الفقاعات بسبب طفوها بطيئًا للغاية. ولذلك، يجب الاعتماد على قوة خارجية لجلب الفقاعات إلى سطح السائل، ويعد تفريغ الغاز بالتفريغ بالتقليب طريقة فعالة نسبيًا. وتستخدم مضخة تفريغ الهواء لسحب الجزء الداخلي للحاوية إلى التفريغ. وتقوم بتحريك ملاط الاستثمار بواسطة شفرات التحريك، مما يجعل الفقاعات الممتدة في ملاط الاستثمار تطفو إلى السطح لإزالة الغازات، كما هو موضح في الشكل 5-2.
ينقسم الخلاط الاستثماري المستخدم في طريقة الخلط الميكانيكي إلى فئتين رئيسيتين: خلاطات استثمارية بسيطة منفصلة وخلاطات استثمارية فراغية متكاملة.
يظهر الخلاط الاستثماري البسيط المنفصل في الشكل 5-3. هذه الآلة ذات هيكل بسيط وغير مكلفة. وبما أن التقليب يتم في الغلاف الجوي، فمن السهل دمج الغاز. بعد تقليب ملاط الاستثمار الجبسي جيدًا، من الضروري وجود مستخرج تفريغ الهواء لإزالة الغاز. مستخلصات التفريغ الشائعة عبارة عن آلات تعتمد على نوابض تفريغ ومقاييس ضغط، مع لوحة مسطحة مثبتة على الجزء العلوي من علبة الماكينة. تحتوي زوايا الصفيحة الأربعة على نوابض يمكن أن تهتز، وتوجد طبقة من الحصيرة المطاطية على الصفيحة مزودة بغطاء نصف كروي من الأكريليك. كما هو موضح في الشكل 5-4، أثناء الاستخلاص بالتفريغ، يتحد الغطاء بإحكام مع الحصيرة المطاطية لمنع تسرب الغاز، مما يضمن جودة الاستخلاص بالتفريغ. ينطوي استخدام خلاط استثماري بسيط منفصل لفتح المسحوق على عدة عمليات، بما في ذلك الخلط والتفريغ الأولي والصب والتفريغ الثانوي، وهو أمر مرهق نسبيًا.
الشكل 5-3 خلاط استثمار المسحوق البسيط المنفصل من النوع المنفصل
الشكل 5-4 مستخرج الفراغ
فيديو 5-1 عرض توضيحي لتشغيل الخلاط الاستثماري التفريغي أحادي القارورة
الشكل 5-6 ماكينة فتح المسحوق الأوتوماتيكية المدمجة متعددة التجاويف بالتفريغ الكهربائي
الشكل 5-7 توزيع قوارير الصب في غرفة الصب
فيديو 5-2 عرض توضيحي لعملية خلط المسحوق الأوتوماتيكي بالتفريغ متعدد القوارير
(3) مؤشرات الأداء الخاصة بمحلول الاستثمار
تشمل المؤشرات الرئيسية لقياس أداء ملاط استثمار مسحوق الجبس الاستثماري السيولة ووقت الصب ووقت التثبيت. وتشير السيولة إلى قدرة ملاط استثمار مسحوق الصب المسحوق على التدفق والامتلاء؛ وزمن الصب هو المدة من بداية خلط ملاط استثمار مسحوق الصب المسحوق حتى تزداد اللزوجة إلى درجة لا يمكن معها صبه، وزمن التثبيت هو المدة من بداية الخلط حتى يتصلب ملاط الاستثمار، وعندها يختفي لمعان السطح، والمعروف أيضًا باسم زمن فقدان نقطة اللمعان. يعتمد وقت التثبيت على أداء مسحوق الصب ويرتبط أيضًا بشكل كبير بعملية خلط المسحوق ونسبة الماء إلى المسحوق.
1.4 التحميص بالشمع من قالب الصب الاستثماري
بعد تصلب ملاط الاستثمار، هناك طريقتان مختلفتان لإزالة الشمع: البخار أو الخبز.
يمكن أن يكون استخدام إزالة الشمع بالبخار أكثر فعالية في إزالة الشمع، حيث يتخلل سائل الشمع سمك قالب الصب، مما يقلل بشكل فعال إلى الصفر، مما يؤدي إلى وجود بقايا شمع قليلة جدًا. أثناء الخبز، لن يتشكل جو مختزل داخل قالب الصب، وهو أمر مفيد للحفاظ على استقرار كبريتات الكالسيوم في الجبس، حيث أن الجو المختزل يعزز التحلل الحراري لكبريتات الكالسيوم. بالإضافة إلى ذلك، فإن إزالة الشمع بالبخار صديقة للبيئة. عند استخدام إزالة الشمع بالبخار، من المهم التأكد من أن غليان الماء ليس قويًا جدًا والتحكم في وقت إزالة الشمع بالبخار؛ وإلا فقد يدخل الماء المتناثر إلى قالب الصب، مما يؤدي إلى إتلاف سطح قالب الصب وحتى التسبب في تشقق بلورات كبريتات الكالسيوم، مما يزيد من تفاعلية بلورات كبريتات الكالسيوم، ويخفض درجة حرارة التحلل الحراري، ويعزز تكوين المسام.
يستخدم التحميص بالشمع مباشرةً فرنًا لتسخين قالب الصب، مما يتسبب في ذوبان مادة الشمع وتدفقها خارج قالب الصب. نظرًا لأن نقطة غليان مادة الشمع منخفضة نسبيًا إذا كان سائل الشمع يغلي بعنف أثناء هذه الطريقة، فقد يؤدي ذلك إلى تلف سطح قالب الصب؛ وإذا لم يتم تصريف سائل الشمع بسلاسة، فقد يتسرب إلى الطبقة السطحية لقالب الصب، مما يؤدي إلى تدهور جودة سطح الصب. لذلك، من المهم التحكم في درجة حرارة التسخين وسرعته أثناء مرحلة إزالة الشمع وإعداد منصة عزل مناسبة. بالإضافة إلى ذلك، يجب ألا يتم تجفيف قالب الصب بالكامل قبل إزالة الشمع؛ وإلا فإن قالب الصب يكون عرضة للتشقق. إذا تعذر إكمال إزالة الشمع في غضون 2 إلى 3 ساعات بعد خلط المسحوق، يجب تغطية قالب الصب بقطعة قماش مبللة لمنع الجفاف.
1.5 تحميص قوالب الصب الاستثمارية
الغرض من التحميص هو التخلص من الرطوبة والشمع المتبقي في قالب الصب، وتحقيق القوة المطلوبة في درجات الحرارة العالية ونفاذية الهواء، وتلبية متطلبات درجة حرارة قالب الصب أثناء الصب. يؤثر نظام التحميص ومعدات التحميص الداكنة إلى حد كبير على الأداء النهائي لقالب الصب.
يجب وضع نظام تحميص مناسب قبل تحميص قوالب صب الجبس. بشكل عام، وضعت الشركات المصنعة لمساحيق القوالب إرشادات التحميص، وقد تختلف أنظمة التحميص بالنسبة لمساحيق القوالب التي تنتجها الشركات المصنعة المختلفة. لذلك، من الضروري فهم التغيرات في درجة حرارة قالب الصب أثناء عملية التسخين. يمكن تقسيم التغيرات في درجة حرارة قوالب صب الجبس أثناء التسخين إلى ثلاث مراحل. المرحلة الأولى هي تبخر الماء الحر. يتم تبخير ثلثي الرطوبة المضافة إلى خليط الجبس، مما يؤدي إلى امتصاص الكثير من الحرارة. ونظرًا لأن الموصلية الحرارية للماء أقل بكثير من الهواء، فإن عملية انتقال الحرارة تسبب اختلافًا كبيرًا في درجة الحرارة داخل قالب الصب. والمرحلة الثانية هي تحول الجبس ثنائي الهيدرات إلى جبس هيميهيدرات، والذي يخضع لتفاعل ماص للحرارة، مما يؤدي إلى انخفاض التدرج الحراري. المرحلة الثالثة هي تحوّل الجبس ثنائي الهيدرات إلى جبس صلب غير مائي غير قابل للذوبان دون تأثير حراري كبير، ولا يخضع الحشو لأي تغير في الطور، مما يؤدي إلى انخفاض فرق درجة الحرارة داخل قالب الصب. ويعتمد مجال درجة حرارة قالب الصب على الخصائص الحرارية للمواد والكثافة السائبة لقالب الصب.
معدات التحميص لها تأثير كبير على جودة تحميص قوالب الصب. أفران التحميص بالجبس المستخدمة في صناعة المجوهرات هي أفران تحميص كهربائية بشكل عام، وتستخدم بعض الشركات أيضًا أفران تعمل بالزيت. وبغض النظر عن نوع الفرن، فإنها عادةً ما تكون مزودة بأجهزة تحكم في درجة الحرارة ويمكنها تحقيق تحكم مجزأ في درجة الحرارة. يوضح الشكل 5-8 فرن تحميص كهربائي نموذجي، والذي يمكنه تنفيذ التحكم في درجة الحرارة في أربعة أو ثمانية أجزاء. ويستخدم هذا النوع من الأفران عمومًا تسخينًا ثلاثي الجوانب، وبعضها يستخدم تسخينًا رباعي الجوانب؛ ومع ذلك، فإن توزيع درجة الحرارة داخل الفرن ليس موحدًا، مما يجعل من الصعب ضبط الجو داخل الفرن أثناء التحميص. في السنوات الأخيرة، ظهرت بعض أفران التحميص المتطورة لتحقيق توزيع موحد لدرجة الحرارة داخل الفرن، مما يقضي على الشمع المتبقي والتحكم الآلي. على سبيل المثال، لمعالجة مشكلة التوزيع غير المتساوي لدرجات الحرارة في أفران المقاومة التقليدية من النوع الصندوقي، يستخدم فرن التحميص الدوار طريقة السرير الدوار (الشكل 5-9)، مما يسمح بتسخين قالب الجبس بالتساوي، مع جدار داخلي أملس ودقيق، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص لتقنية الصب المتقدم لصب الشمع. ويستخدم العديد من المصنعين حاليًا هذا النوع من الأفران في تقنية الصب المتقدمة لصب الشمع. يوفر فرن المقاومة القوي هذا أفضل بيئة إنتاج لصب أحجام أكبر وكميات أكبر من القوارير الفولاذية. علاوة على ذلك، يحتوي هذا الفرن على تدفئة من الجوانب الأربعة، مع وجود أقسام من الطوب الحراري مزدوج الطبقة بالداخل، مما يضمن حرارة موحدة ومستقرة وأداء عزل جيد، ويتم حرق الدخان بالكامل مرتين قبل تفريغه كغاز غير ملوث.
الشكل 5-8 فرن المقاومة
الشكل 5-9 فرن التحميص الدوار
2. تنفيذ المهام
تستخدم هذه المهمة مسحوق الصب بالجبس وطريقة الخلط اليدوي لصب المجوهرات الذهبية والفضية لصنع قوالب صب الجبس.
(1) أعمال التحضير
استخدم مسطرة لقياس أقصى قطر خارجي لشجرة نموذج الشمع وارتفاعها. بناءً على نتائج القياس، اختر دورق فولاذي بقطر داخلي 100 ملم وارتفاع 125 ملم. أدخل الجزء السفلي من قلب شجرة نموذج الشمع في فتحة القاعدة المطاطية، مع إبقاء شجرة نموذج الشمع في وضع مستقيم، واستخدم مكواة لحام للحام للحام سطح التلامس لضمان التصاقها بالقاعدة بإحكام.
استخدم حفارة لتنظيف سطح القارورة الفولاذية، ثم ضعها في القاعدة المطاطية بحيث تتمركز شجرة نموذج الشمع في القارورة الفولاذية. ثم، قم بلف شريط لاصق حول الجدار الخارجي للقارورة الفولاذية لسد جميع الثقوب، مما يمنع التسرب أثناء الصب، كما هو موضح في الشكل 5-10. يجب أن يكون الشريط الملفوف أعلى من القارورة الفولاذية بمقدار 20 إلى 30 سم لمنع طين الاستثمار من الفيضان أثناء الصب.
(2) وزن المواد
أولاً، احسب حجم الدورق الفولاذي باستخدام المعادلة التالية:
في المعادلة، يكون حجم الدورق الفولاذي V (مل)، والقطر الداخلي للدورق الفولاذي وارتفاعه ɸ (سم) و h (سم). يساوي الحجم المحسوب 982 مل تقريبًا.
وفقًا لكثافة الملاط الاستثماري التي تبلغ 1.8 جم/مل من الملاط الاستثماري، فإن الملاط الاستثماري المطلوب يبلغ حوالي 1.768 كجم. مع الأخذ في الاعتبار الخسائر الناجمة عن الالتصاق على جدران الحاوية، يتم أخذ عامل تأمين قدره 1.15، لذلك يجب تحضير 2.033 كجم من ملاط الاستثمار.
وفقًا لنسبة الماء إلى المسحوق البالغة 38.5 مل من الماء/100 جرام من المسحوق، يتم تحضير ملاط الاستثمار عن طريق وزن 1.468 كجم من مسحوق الصب و565 مل من الماء منزوع الأيونات. للراحة، يمكن وزن الماء منزوع الأيونات وفقًا ل 1 جم/مل. يتم تحضير مسحوق الصب والماء بشكل منفصل، كما هو موضح في الشكل 5-11.
(3) خلط ملاط الاستثمار
أولاً، قم بإضافة الماء منزوع الأيونات إلى وعاء من الفولاذ المقاوم للصدأ، ثم صب مسحوق الصب برفق في الماء، باستخدام خلاط استثماري للخلط، بدءاً من ببطء ثم أسرع، بحركات رشيقة. اكشط جدران الحاوية وقاعها لتجنب التصاق مسحوق الصب بها. قلّب لمدة 2.5 إلى 3.5 دقيقة حتى يتم تشكيل ملاط استثماري موحد، مع عدم تكتل جزيئات المسحوق، كما هو موضح في الشكل 5-12.
(4) التفريغ الأول
ضع وعاء ملاط الاستثمار في حجرة التفريغ، وقم بتغطيته بغطاء أكريليك شفاف، وقم بتشغيل جهاز التفريغ وجهاز الاهتزاز، مما يسمح للفقاعات الموجودة في ملاط الاستثمار بالتبدد تحت الاهتزازات الدقيقة والتفريغ، كما هو موضح في الشكل 5-13. انتبه إلى ارتفاع سطح ملاط الاستثمار؛ إذا كان ملاط الاستثمار على وشك أن يفيض، يمكنك إدخال القليل من الهواء بشكل مناسب لخفض مستوى السائل، ثم افتح صمام التفريغ بالكامل. يستمر وقت التفريغ الأول لمدة 1.5 إلى 2 دقيقة حتى لا يحدث غليان عنيف على سطح السائل. لاحظ أن وقت التفريغ يجب ألا يكون وقت التفريغ طويلًا جدًا لتجنب أن يصبح ملاط الاستثمار لزجًا ويفقد السيولة.
(5) الحشو
ضع القارورة الفولاذية مع شجرة نموذج الشمع على طاولة الاهتزاز وصب ملاط الاستثمار ببطء على طول جدار القارورة الفولاذية مع النقر برفق على سطح الطاولة لضمان تدفق ملاط الاستثمار بسلاسة، مما يقلل من الهواء المحتبس أثناء الملء. تجنّب سكب ملاط الاستثمار على شجرة الشمع لمنع انفصال قوالب الشمع الفردية، كما هو موضح في الشكل 5-14. توقّف عن إضافة ملاط الاستثمار عندما يكون ملاط الاستثمار أعلى من 20 إلى 30 مم فوق شجرة نموذج الشمع أو مستويًا مع الجزء العلوي من القارورة الفولاذية.
الشكل 5-13 التفريغ الأول
الشكل 5-14 الحشو
(6) إزالة الغازات الثانوية
قم بتغطيته بغطاء أكريليك شفاف، وشغِّل جهاز التفريغ وجهاز الاهتزاز، وقم بإجراء تفريغ ثانوي للغازات من ملاط الاستثمار في الدورق الفولاذي لمدة 2 إلى 2.5 دقيقة، مع الحفاظ على اهتزاز لطيف على الطاولة لتعزيز إزالة الفقاعات، كما هو موضح في الشكل 5-15.
(7) الراحة
بعد الانتهاء من عمليات الحشو في قالب الصب وعمليات التفريغ الثانوية، يجب تركه للراحة لمدة 1.5 إلى ساعتين للسماح لقالب الجبس بالتصلب والتصلب الكامل، كما هو موضح في الشكل 5-16.
(8) التنظيف
قم بإزالة القاعدة المطاطية، وإزالة مادة التغليف وطين الاستثمار المسكوب حول القارورة الفولاذية، ووضع علامات على السطح العلوي لقالب الصب (الشكل 5-17).
الشكل 5-16 قالب الصب الساكن
الشكل 5-17 التنظيف ووضع العلامات
(9) تحميص قوالب الصب الاستثمارية
ضع قالب الصب مباشرة في فرن التحميص بحيث يكون منفذ الصب متجهًا لأسفل، مع ترك فجوة معينة بين قوالب الصب لمنع التسخين غير المتساوي. إذا كانت قوالب الصب مكدسة في طبقتين أو أكثر، فيجب أن تكون الطبقة العليا متداخلة مع الطبقة السفلية، كما هو موضح في الشكل 5-18. اضبط نظام التحميص وفقًا لإرشادات استخدام مسحوق الصب، بما في ذلك وقت التسخين، ومعدل التسخين، ودرجة الحرارة، ووقت الانتظار. لضمان دقة درجة حرارة الفرن وإمكانية التحكم فيها وتجنب التقلبات الكبيرة، يجب تكوين نظام ذكي للتحكم في درجة الحرارة على فرن التحميص. قد يكون لدى المصنعين المختلفين اختلافات معينة في إعدادات التحكم في درجة الحرارة لأفران التحميص الخاصة بهم. نظام التحكم شائع الاستخدام هو جهاز ذكي قابل للبرمجة، كما هو موضح في الشكل 5-19، والذي يحتوي عمومًا على العشرات من وظائف برنامج التسخين ووظائف PID (النسبة والتكامل والمعامل التفاضلي). من بينها، تُظهر نافذة PV (متغير العملية) القيمة المقاسة، وتُظهر نافذة SV (القيمة المحددة) القيمة المحددة ويشير شريط التقدم من 0 ~ 100% إلى نسبة خرج الطاقة.
الشكل 5-18 وضع قوالب الصب ذات الطبقتين في فرن التحميص
الشكل 5-19 أداة ذكية قابلة للبرمجة.
عند إجراء عمليات البرمجة، قم أولاً بتشغيل الطاقة، واضغط على مفتاح ▲ لمدة 2 ثانية لجعل نافذة SV تعرض "STOP"، ثم اتبع الخطوات أدناه لضبطها.
① اضغط على مفتاح ▲، وسيعرض PV "C01"، مشيرًا إلى درجة حرارة البدء التي يجب برمجتها؛ اضغط على مفتاح ◀، ▲، ▶، ▶ لجعل SV يصل إلى درجة حرارة البدء المطلوبة.
② ثم اضغط على مفتاح SET، وسيعرض PV "to1" مشيرًا إلى الوقت اللازم للوصول إلى درجة الحرارة المحددة التالية من درجة حرارة البدء؛ اضغط على مفتاح ◀، ▲، ▲، ▼ لجعل SV يصل إلى الوقت المطلوب.
③ ثم اضغط على مفتاح SET مرة أخرى، وسيعرض PV "C02"، مشيرًا إلى درجة حرارة البدء المحددة مسبقًا C01، والتي استغرقت وقتًا t01 للوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة؛ اضغط على مفتاح ◀، ▲، ▲، ▼ لجعل SV يصل إلى درجة الحرارة المطلوبة.
④ ثم اضغط على مفتاح SET مرة أخرى، وسيعرض PV "t02" الذي يشير إلى الوقت اللازم للوصول إلى درجة الحرارة المحددة التالية من C02؛ كرر الخطوات السابقة حتى يتم ضبط درجات الحرارة والأوقات المطلوبة، بحد أقصى 30 مقطعًا.
⑤ اضبط المعلمة الأخيرة على "-121" لتمكين إيقاف التشغيل التلقائي.
⑥ انتظر حتى يعرض SV "STOP"، ثم اضغط على مفتاح ▼ لجعل نافذة SV تظهر "RUN"، وسيبدأ الجهاز تلقائيًا في العمل وفقًا للبرنامج المحدد.
إذا أخذنا نظام التحميص لنموذج الجبس الموضح في الشكل 5-20 كمثال، فإن الخطوات مضبوطة على النحو التالي.
① اضغط على المفتاح C01=30 ℃;
② اضغط على مفتاح الضبط t01=30 دقيقة;
③ اضغط على مفتاح الضبط C02=180 ℃;
④ اضغط على مفتاح الضبط t02=120 دقيقة;
⑤ اضغط على مفتاح SET C03=180 ℃;
⑥ اضغط على مفتاح الضبط t03=210 دقيقة;
⑦ اضغط على مفتاح SET C04=730 ℃;
⑧ اضغط على مفتاح الضبط t04=180 دقيقة;
⑨ اضغط على مفتاح SET C05=730 ℃;
⑩ اضغط على مفتاح الضبط t05=60 دقيقة;
⑪ اضغط على مفتاح SET C06=600 ℃;
⑫ اضغط على مفتاح الضبط t06=120 دقيقة;
⑬ اضغط على مفتاح الضبط C07=600 ℃;
⑭ اضغط على مفتاح SET t07=121.
بعد أن يتم تلبيد قالب الصب على درجة حرارة عالية، يتم تحقيق القوة المطلوبة، وتشكيل تجاويف مختلفة للنماذج داخل قالب الصب الفارغ ثم تبريده إلى درجة حرارة الصب المطلوبة بعد تجفيف القالب.
(10) نهاية العمل
بعد الانتهاء من مهمة صنع قالب الصب، قم بإيقاف تشغيل مصدر الطاقة ذي الصلة، وتنظيف المعدات ومنطقة العمل، ووضع الحاويات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، وخلاطات الاستثمار، والقواعد المطاطية، وما إلى ذلك، في الموقع المخصص.
نسخ الكتابة على مجوهرات سوبلينج - مصنع مجوهرات حسب الطلب، مصنع مجوهرات OEM و ODM
القسم الثاني إنتاج قوالب الصب بالجبس الشمعي
1. معلومات أساسية
1.1 مفهوم الصب بمجموعة الشمع
1.2 مزايا تقنية الصب بالشمع
(1) يوفر الوقت ويحسن كفاءة الإنتاج. بالنسبة لمتطلبات الجودة العالية لمنتجات مجوهرات الرغيف الفرنسي المرصعة بالقنوات، يمكن أن تصل كفاءة الترصيع بالشمع إلى 2 إلى 4 أضعاف كفاءة الترصيع بالذهب؛ وبالنسبة للمنتجات المرصوفة ذات متطلبات الجودة المنخفضة، يمكن أن تتجاوز كفاءة الترصيع بالشمع كفاءة الترصيع بالذهب بعشرات المرات.
(2) يقلل من تكاليف العمالة. تتطلب عمليات ترصيع الذهب التقليدية مستوى عالٍ من المهارة من عمال ترصيع الأحجار، مما يعني أن مصانع المجوهرات تحتاج إلى استثمار العديد من العمال المهرة في قسم ترصيع الأحجار، مما يزيد من تكاليف العمالة بشكل كبير. تمثل تكاليف العمالة نسبة عالية من التكلفة الإجمالية لإنتاج قطع المجوهرات منخفضة القيمة. وباستخدام تقنية الترصيع بالشمع، يمكن تخفيض تكاليف العمالة بشكل كبير.
(3) يقلل من فقدان المعادن الثمينة. عند استخدام تقنية الترصيع التقليدي للذهب، غالباً ما يكون من الضروري تعديل موضع الترصيع، مما يؤدي إلى فقدان كبير نسبياً للمعادن الثمينة. أما في الترصيع بالشمع، فيتم إجراء تعديلات على قالب الشمع، مما يقلل إلى حد كبير من فقدان المعادن الثمينة.
(4) لا تتطلب عمليات ضبط الشمع سوى أدوات بسيطة، والتي يمكن أن تقلل إلى حد كبير من تكاليف الاستثمار والخسارة في أدوات الطحن مثل أدوات الطحن مثل مثقاب الماكينة والمطحنة المعلقة.
(5) كطريقة ترصيع جديدة، توفر عملية الصب بالشمع الشروط التقنية للابتكار في تصميم المجوهرات، ولا يمكن تصنيع بعض منتجات المجوهرات إلا من خلال عملية الصب بالشمع.
(6) يعتبر الصب بالشمع طريقة فعالة لتحقيق الأتمتة في الترصيع. ولفترة طويلة، كان الترصيع يتم على فراغات معدنية معيبة، بالاعتماد فقط على العمل اليدوي. ولكن عند استخدام عملية الترصيع بالشمع، يتم ترصيع الأحجار الكريمة في قوالب الشمع، مستفيدين من نقطة الانصهار المنخفضة والمرونة الجيدة. ويتيح ذلك التضمين التلقائي للأحجار الكريمة باستخدام أذرع آلية وأجهزة استشعار، مما يحسّن بشكل كبير من كفاءة الإنتاج واستقرار جودة الترصيع، كما هو موضح في الشكل 5-21.
1.3 المتطلبات الخاصة للصب بالشمع لقوالب الصب بالجبس
تساعد إضافة حمض البوريك إلى ملاط استثمار مسحوق الصب على منع احتراق الأحجار الكريمة وتغير لونها أثناء عمليتي التحميص والصب. فهو يلعب دوراً وقائياً. يمكن إضافة حمض البوريك بطريقتين: الأولى هي إضافته مباشرةً أثناء إنتاج مسحوق الصب وخلطه بالتساوي؛ والأخرى هي استخدام مسحوق الصب التقليدي واستخدام ماء حمض البوريك المشبع عند تحضير ملاط الاستثمار (في درجة حرارة الغرفة، لا تزيد قابلية ذوبان مسحوق حمض البوريك في 100 مل من الماء عادةً عن 5 جم). ونظرًا لسرعة التثبيت المتسارعة للجبس بعد إضافة حمض البوريك، فإن وقت العمل هو 6 إلى 7 دقائق فقط، لذلك من المهم التحكم في سرعة عملية التشغيل بأكملها لضمان أن ملاط الاستثمار لديه وقت تفريغ كافٍ لإزالة الفقاعات العالقة في قالب الشمع (أي فقاعات في قاع الحافة أو بالقرب منها ستشكل حبات معدنية يصعب إزالتها على الصب؛ يمكن إضافة كمية صغيرة من المنظف السائل إلى ملاط الاستثمار لتحسين خصائص الترطيب وتجنب انحباس الفقاعات). بالإضافة إلى ذلك، يجب توخي الحذر أثناء الصب لتجنب إزاحة الأحجار الكريمة.
والآن، تتوفر مساحيق الصب المصممة خصيصًا لصب الشمع في السوق. عند استخدام مساحيق الصب هذه، اتبع توصيات الاستخدام من الشركة المصنعة للمسحوق، مثل نسبة الماء إلى المسحوق، ووقت الخلط، ووقت التفريغ، ووقت التثبيت. بالنسبة لقالب الصب بعد الحشو، يجب السماح له بالوقوف لمدة 1.5 إلى 2 ساعة قبل الشروع في إزالة الشمع والخبز.
1.4 إزالة الشعر بالشمع والتحميص
يمكن استخدام كل من إزالة الشمع بالبخار وإزالة الشمع بالتحميص في الصب بالشمع. والمفتاح هو إزالة جميع بقايا الشمع تمامًا قبل الصب، حيث يمكن أن تتسبب بقايا الكربون في حدوث عيوب في صب المعادن وتؤثر على جودة المسبوكات. ونظراً لأن الأحجار الكريمة قد تتعرض لخطر الاحتراق أو تغير اللون أو التشقق عند تعرضها لدرجات حرارة عالية وصدمة حرارية وإجهاد حراري، يتم اعتماد درجة حرارة خبز أقل من الصب التقليدي بشكل عام في عملية الصب بالشمع لحماية الأحجار الكريمة. ولذلك، فإن إنشاء نظام خبز معقول لقوالب الصب أمر بالغ الأهمية في عملية الصب بالترصيع بالشمع. ونظرًا لأن تقنيات ترصيع الشمع غالبًا ما تقلل من درجة حرارة الخبز إلى حد ما، فإن إزالة الشمع بالبخار يساعد على إزالة الشمع. يجب أن تقتصر عملية إزالة الشمع بالبخار على ساعة واحدة فقط؛ فإذا طالت مدة إزالة الشمع بالبخار، فقد يترك بسهولة علامات مائية أو يتلف القالب. بعد إزالة الشمع بالبخار، يجب نقل قالب الصب على الفور إلى فرن الخبز للخبز.
لضمان تأثير التحميص، يجب أن ينتبه قالب الصب المرصع بالشمع إلى النقاط التالية أثناء التحميص: أولًا، يجب أن يكون فرن التحميص قادرًا على التحكم في درجة الحرارة بدقة لتجنب ارتفاع درجة الحرارة، مما قد يتسبب في احتراق الأحجار الكريمة أو تغير لونها؛ ثانيًا، يجب تسخين القالب بشكل موحد قدر الإمكان لتقليل خطر حدوث تشققات في الأحجار الكريمة بسبب الصدمة الحرارية والإجهاد الحراري؛ ثالثًا، يجب أن يكون هناك دوران هواء كافٍ في فرن التحميص لحرق الكربون المتبقي من الشمع تمامًا.
أثناء التحميص، يساعد ضبط منصات العزل الحراري عند نطاقات درجة حرارة معينة على منع تشقق الأحجار الكريمة. يمكن أن تختلف درجة حرارة التحميص حسب نوع وجودة الأحجار الكريمة، كما يجب تحديد درجة حرارة قالب الصب أثناء الصب بناءً على المادة وهيكل الصب وعوامل أخرى.
2. تنفيذ المهام
تستخدم هذه المهمة شجرة شمعية مكونة من حلقات ماسية مثبتة بالشمع، ويستخدم خلاط استثمار المسحوق الفراغي أحادي القارورة من قطعة واحدة لصنع قالب الجبس. عملية الإنتاج هي نفس عملية إنتاج قوالب الصب الجبسية العادية، والتي يمكن الرجوع إليها في الفصل 2 في القسم الأول ولن يتم التطرق إليها هنا.
(1) أعمال التحضير
قم بقياس القطر الخارجي لشجرة نموذج الشمع وارتفاعها باستخدام مسطرة، واختر دورق فولاذي مناسب، وضع القاعدة المطاطية لشجرة نموذج الشمع على حافة الدورق الفولاذي، وتأكد من بقاء شجرة نموذج الشمع في وضع مستقيم. يجب أن تكون القارورة الفولاذية المجمعة قادرة على الاندماج بسلاسة في دلو الحشو ويجب ألا يتجاوز ارتفاعها 3/4 ارتفاع دلو الحشو كما هو موضح في الشكل 5-22.
(2) وزن المواد
وفقًا لنسبة مسحوق حمض البوريك من 2 إلى 3 جم المضافة إلى 100 مل من الماء، قم بوزن الماء منزوع الأيونات ومسحوق حمض البوريك كل على حدة، وأضف مسحوق حمض البوريك إلى الماء، وحركه للحصول على محلول مائي لحمض البوريك.
حساب الكمية المطلوبة من ملاط الاستثمار بناءً على حجم القارورة الفولاذية، وتحضير ملاط الاستثمار وفقًا لنسبة الماء إلى المسحوق البالغة 39 مل من المحلول المائي لحمض البوريك/مسحوق حمض البوريك البالغ 100 جم، مع وزن الكميات المقابلة من مسحوق الصب والمحلول المائي لحمض البوريك.
(3) الخلط وإزالة الغازات أولاً
اسكب المحلول المائي لحمض البوريك في دلو الخلط، وأضف مسحوق الصب ببطء في الماء منزوع الأيونات، وقم بتغطيته بغطاء، وقم بتوصيل أنبوب مستخرج التفريغ. ابدأ تشغيل خلاط الاستثمار للخلط لمدة 3 إلى 4 دقائق، مع الحفاظ على التحريك في نفس الاتجاه (الشكل 5-23). يزيل ملاط الاستثمار الفقاعات باستمرار تحت التفريغ، كما هو موضح في الفيديو 5-3.
فيديو 5-3 عرض الخلط وإزالة الغازات الأولى
(4) الحشو
بعد أن يتم خلط ملاط الاستثمار جيدًا، قم بإزالة دلو الخلط واستبداله بخزان تفريغ يحتوي على شجرة نموذج الشمع ودورق فولاذي، كما هو موضح في الشكل 5-24. اسكب ملاط الاستثمار بثبات في الدورق الفولاذي لتقليل كمية الغاز المحتبسة أثناء الملء. يجب توخي الحذر لتجنب سكب ملاط الاستثمار مباشرةً على قطعة الشُّغْلَة المملوءة بالشمع لمنع حدوث مشاكل في انفصال الجوهرة أو قالب الشمع.
(5) إزالة الغازات الثانوية
قم بتغطية الغطاء، وابدأ التفريغ، وقم بإجراء تفريغ ثانوي لملاط الاستثمار لمدة دقيقتين إلى 3 دقائق، كما هو موضح في الشكل 5-25. احرص على تجنب التفريغ بالمكنسة الكهربائية عندما يكون ملاط الاستثمار سميكًا جدًا. يمكن مشاهدة عرض عملية التفريغ الثانوي في الفيديو 5-4.
الشكل 5-24 الحشو
الشكل 5-25 إزالة الغازات الثانوية
فيديو 5-4 عرض توضيحي لإزالة الغازات الثانوية
(6) واقفًا
قم بتحرير التفريغ في برميل الحشو وإزالة قالب الصب ووضعه على سطح مستوٍ وتركه لمدة تتراوح بين ساعة ونصف إلى ساعتين.
(7) إزالة الشمع بالبخار
أولاً، املأ فرن إزالة الشمع بالبخار بكمية كافية من الماء وشغِّل جهاز التسخين. عندما يغلي الماء، اقلب قالب الصب وضعه في صندوق إزالة الشمع، كما هو موضح في الشكل 5-26. استخدم البخار لإذابة قالب الشمع داخل القالب، مما يسمح له بالتدفق خارج قالب الصب. يجب التحكم في الوقت إلى حوالي 60 دقيقة ويجب ألا يكون طويلاً للغاية لتجنب إضعاف التأثير الوقائي لحمض البوريك على سطح الجوهرة.
(8) تحميص قوالب الصب الاستثمارية
تحديد الأولويات باستخدام فرن التحميص الدوار، ووضع قالب الصب على القرص الدوار مع توجيه بوابة الصب إلى أسفل، كما هو موضح في الشكل 5-27. قم بإعداد نظام تحميص قالب الصب بالشمع، كما هو موضح في الشكل 5-28.
الشكل 5-27 وضع قالب الصب في فرن التحميص الدوار
الشكل 5-28 نظام التحميص بالصب بالشمع المجموعة بالشمع
(9) نهاية العمل
بعد الانتهاء من مهمة الصب، قم بإيقاف تشغيل مصدر الطاقة ذي الصلة، وتنظيف المعدات ومكان العمل، ووضع الأدوات والمواد في المكان المخصص لها.
القسم الثالث إنتاج قوالب الصب الخزفية المرتبطة بالحمض
1. معلومات أساسية
1.1 مسحوق الصب بالحمض المترابط الحمضي
(1) التركيبة الأساسية
يتميز مسحوق الصب بالجبس بثبات حراري ضعيف وهو مناسب فقط للمعادن ذات درجات انصهار منخفضة نسبيًا. أما بالنسبة للمواد المعدنية ذات درجات الانصهار العالية مثل البلاتين والبلاديوم والفولاذ المقاوم للصدأ، فإن استخدام قوالب الجبس سوف يسبب تفاعلات تحلل شديد في القالب، لذلك من الضروري استخدام مواد قوالب الصب ذات ثبات حراري أفضل.
يُعد مسحوق الصب المرتبط بالحمض حاليًا مادة قالب الصب الرئيسية المستخدمة في هذا النوع من صب المجوهرات، ويتكون من مواد رابطة ومواد حشو حرارية ومعدِّلات. تُصنع المادة الرابطة من حمض الفوسفوريك أو الفوسفات، وتستخدم مواد الحشو الحرارية عمومًا مسحوق الكوارتز ومسحوق الكوارتز المصهور، وتشمل المعدلات عوامل الترطيب ومزيلات الرغوة وعوامل التعليق.
(2) معدل توسع قالب الصب (2)
سيكون لقوالب الصب المصنوعة من مسحوق الصب المرتبط بالحمض معدل تمدد معين أثناء عمليات المعالجة والتلبيد، ويرتبط حجم معدل التمدد ارتباطًا وثيقًا بدقة المسبوكات. ويتكون معدل التمدد الكلي من ثلاثة أجزاء - معدل تمدد التوحيد، ومعدل تمدد امتصاص الرطوبة، ومعدل التمدد الحراري، ويتراوح معدل التمدد الكلي عموماً بين 1.3% ~ 2.0%.
الإبرة التي تشبه الإبرة إن إتش4MgPO4-6H2O وتشكل البلورات العمودية تمدد التصلب. كلما زاد محتوى المادة الرابطة كلما زاد معدل تمدد التصلب. عندما يكون محتوى المادة الرابطة ثابتًا، تكون نسبة كتلة MgO و إن إتش4H2ص4 على معدل تمدد التصلب وزمن التصلب. عندما تكون النسبة 6:14، يكون معدل تمدد التصلب أكبر وزمن التصلب أطول مقارنةً بنسبة 10:10. كما يؤثر حجم جسيمات المادة المالئة أيضًا على معدل التمدد في التصلب؛ عندما تظل الظروف الأخرى دون تغيير، فإن مسحوق الصب بتوزيع مختلط لأحجام الجسيمات SO2 سيكون له معدل تمدد تصلب أعلى من مسحوق الصب بتوزيع جسيمات واحد.
بعد التثبيت الأولي لملاط استثمار مسحوق الصب المسحوق المرتبط بالحمض في الاستقرار، يمكن الحصول على مزيد من التمدد إذا تلامس مع الماء مرة أخرى، وهو ما يسمى تمدد امتصاص الرطوبة. يمثل معدل تمدد امتصاص الرطوبة نسبة صغيرة جدًا من معدل التمدد الكلي.
يأتي التمدد الحراري لمسحوق الصب المرتبط بالحمض بشكل أساسي من تمدد SO2وهو أكثر استقرارًا من تمدد التصلب. يكون معدل التمدد الحراري لكوارتز الفلسبار أكبر بكثير من الكوارتز؛ وبالتالي، كلما زاد محتوى الحشو في مسحوق الصب، زادت نسبة كوارتز الفلسبار، وزاد معدل التمدد الحراري. ينتج عن نسبة المسحوق إلى السائل الأكبر أيضًا معدل تمدد حراري أعلى.
(3) قوة قالب الصب
وتتمتع قوالب الصب المصنوعة من مسحوق الصب المرتبط بالحمض بقوة إجمالية أعلى بكثير بعد التحميص بدرجة حرارة عالية من قوالب الصب بالجبس، وبالتالي لديها قدرة أفضل على تحمل تجريف المعدن المنصهر أثناء الصب. كما أن الصقل السطحي للمسبوكات عالٍ، واحتمالية حدوث عيوب مثل الثقوب الرملية والوميض منخفضة نسبيًا.
ومع ذلك، فإن القوة المتبقية لقوالب الصب الخزفية المرتبطة بالحمض عالية نسبيًا، مما يزيد من صعوبة تنظيف المسبوكات من قوالب الصب.
1.2 أداء الملاط الاستثماري الاستثماري للصب بالحمض المرتبط بالحمض
يتميز الملاط الاستثماري المُعد للقوالب الخزفية المرتبطة بالحمض بلزوجة عالية، مما يجعل من الصعب خلطه بالتساوي. ولذلك، يلزم عمومًا وجود خلاط استثماري قوي للخلط، ويجب تمديد وقت الخلط بشكل مناسب لتحقيق ملاط استثماري موحد.
قوالب الصب الخزفية ذات الروابط الحمضية هي مواد تصلب رسوبية يجب تركها لأكثر من عشر ساعات حتى تتصلب. للتكيف مع وتيرة إنتاج الشركات، غالبًا ما يُستخدم الورق الماص المتخصص لتسريع عملية التصلب. يتميز الورق الماص بمزايا الامتصاص الجيد للماء والنفاذية العالية، مما يجعله أقل عرضة للتسبب في الإزاحة أثناء عملية التشكيل، مما يقلل من وميض سطح المسبوكات.
2. تنفيذ المهام
تستخدم هذه المهمة مسحوق الصب الخاص بالبلاتين لإنشاء قوالب للصب بالطرد المركزي بالتفريغ الهوائي لمجوهرات Pt950.
(1) أعمال التحضير
استخدم الورق المقوى الماص كقاعدة لقالب الصب، مع قطع ثقب دائري بقطر 25 مم في وسط القاعدة، كما هو موضح في الشكل 5-29. يمكن تفريغ الشمع من التجويف من خلال هذه الفتحة أثناء التحميص. قم بلحام كوب صب مخروطي الشكل بقطر 25 مم وارتفاع 25 مم في وسط الكرتون. قم بتثبيت شجرة نموذج الشمع أو قالب الشمع على كوب صب الشمع، كما يوضح الشكل 5-30.
الشكل 5-29 قاعدة مصنوعة من الورق المقوى الماصّ
الشكل 5-30 تثبيت شجرة النموذج الشمعي
اختر قارورة فولاذية مناسبة بناءً على شجرة نموذج الشمع؛ يجب أن يكون ارتفاع شجرة نموذج الشمع أقل من القارورة الفولاذية بمقدار 25 مم على الأقل. نظرًا لطريقة الصب بالطرد المركزي، تكون قوة المعدن المنصهر قوية، ولا يتم عمل ثقوب في جدران الدورق الفولاذي. قم بتوصيل طبقة من الورق الماص بالجدار الداخلي للقارورة الفولاذية لتسريع عملية التصلب (الشكل 5-31) مع الاحتفاظ بفجوة لتعويض التمدد الحراري أثناء عملية تحميص قالب الصب، مما يسهل عملية إزالة القوالب والتنظيف بعد الصب. استخدم شريطًا عريضًا لإنشاء حاجز ارتفاع أسطواني من 10 إلى 20 مم في الجزء العلوي من القارورة الفولاذية لمنع ملاط الاستثمار من الفيضان أثناء عملية التفريغ.
(2) وزن المواد
وفقًا لحجم القارورة الفولاذية، احسب حجم الملاط الاستثماري المطلوب وقم بتكبير نتيجة الحساب بمقدار 1.15 مرة لتحضير المادة. خفف المادة الرابطة المركزة وفقًا لنسبة حجم المادة الرابطة: الماء=1:14. أضف المادة الرابطة إلى الماء منزوع الأيونات باستخدام وعاء بلاستيكي نظيف وقلب جيدًا، كما هو موضح في الشكل 5-32. وفقًا لنسبة الماء إلى المسحوق البالغة 30 مل:100 جم، قم بوزن محلول المادة الرابطة المخففة والكمية المقابلة من مسحوق الصب كل على حدة.
الشكل 5-31 الورق الماص في الدورق الفولاذي
الشكل 5-32 الموثق المخفف
(3) خلط ملاط الاستثمار
باستخدام خلاط استثمار عالي الطاقة، قم بتنظيف دلو الخلط وسائل الخلط، وأضف محلول الربط المخفف الموزون، وأضف مسحوق الصب ببطء إلى السائل مع التقليب ببطء (الشكل 5-33). عندما يبدأ مسحوق الصب في التخفيف، انتقل إلى التحريك متوسط السرعة لمدة 10 إلى 15 دقيقة.
(4) التفريغ الأول
ضع ملاط استثمار مسحوق الصب المسحوق في مستخرج تفريغ الهواء لإخلائه؛ عندما يبدأ ملاط الاستثمار في الغليان بقوة، استمر في الإخلاء لمدة دقيقة واحدة (الشكل 5-34).
الشكل 5-33 خلط الملاط الاستثماري
الشكل 5-34 تفريغ ملاط استثمار مسحوق الصب بالمكنسة الكهربائية
(5) الحشو
صب ملاط الاستثمار في القارورة الفولاذية، مع تجنب الغسل المباشر لقالب الشمع بواسطة ملاط الاستثمار.
(6) إزالة الغازات الثانوية
ضع قالب الصب في مستخرج التفريغ، وقم بتفريغ الهواء مرة أخرى لمدة 1 إلى 2 دقيقة، ثم أضف ملاط الاستثمار ليتناسب مع الحافة العلوية للقارورة الفولاذية وفقًا لانخفاض مستوى السائل.
(7) الوقوف لامتصاص الماء
ضع طبقة من المسحوق الماص في الحاوية، بسمك 30 مم تقريبًا، وقم بتسوية سطحها. ضع قالب الصب على المسحوق الماص وانتظر حتى يتماسك (الشكل 5-35).
(8) تحميص قوالب الصب
بعد أن يتصلب قالب الصب، قم بإزالة الورق المقوى الماص من الأسفل والشريط اللاصق من أعلى القالب الفولاذي. استخدم حفارة لتسوية السطح العلوي للقالب. ضع قالب الصب في فرن التحميص، واضبط منحنى التحميص الداكن كما هو موضح في الشكل 5-36. بعد التحميص، يجب أن يكون سطح التجويف أبيض نقي.
الشكل 5-35 ضع قالب الصب على المسحوق الماص واتركه.
الشكل 5-36 نظام تحميص قالب الصب البلاتيني
(9) نهاية العمل
بعد الانتهاء من مهمة صنع قالب الصب، يُرجى إيقاف تشغيل مصدر الطاقة ذي الصلة، وتنظيف المعدات ومساحة العمل، ووضع الأدوات والمواد في أماكنها المخصصة.
