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 تنظيف وفحص مسبوكات المجوهرات: تقنيات لأنواع القوالب المختلفة
المبادئ الأساسية والمهارات التشغيلية لـ 4 مهام نموذجية
بعد أن يتصلب السائل المعدني في القالب، يجب تحديد عملية التنظيف للمسبوكات بناءً على عوامل مثل ما إذا كان يتم استخدام إعداد الشمع، وخصائص السبيكة، وهيكل المنتج، وطبيعة القالب. يُعد استخدام الحرارة المتبقية من القالب للتنظيف بالانفجار المائي طريقة فعّالة لإزالة القوالب المصبوبة. ومع ذلك، فهي مناسبة فقط لمسبوكات المجوهرات الذهبية والفضية والبلاتينية غير الحساسة جدًا للصدمات الحرارية. بالنسبة لمسبوكات المجوهرات المرصعة بالشمع، لتجنب خطر تحطم الأحجار الكريمة بسبب الصدمة الحرارية، لا يمكن إجراء عملية إزالة القوالب الميكانيكية إلا بعد أن يبرد القالب إلى درجة حرارة معينة. وبعد إزالة القوالب، تظل الشجرة المعدنية المصبوبة ملفوفة إلى حد ما في القالب المتبقي، مما يتطلب نفاثات مياه عالية الضغط لغسلها، مما يؤدي إلى تنظيف القالب المتبقي بشكل فعال. لا تزال مصبوبات المجوهرات، بعد الغسيل، تحتفظ حتماً بكمية صغيرة من القالب في مناطق معينة، وغالباً ما يشكل السطح أكاسيد، مما يزيد من صعوبة الصقل اللاحق ويسبب تلوثاً لإعادة استخدام مواد الشحن. لذلك، يجب استخدام محاليل مثل حمض الهيدروفلوريك للنقع حتى يتم الحصول على شجرة صب نظيفة. تُستخدم أدوات مثل قواطع البراغي والمناشير لإزالة المسبوكات واحدة تلو الأخرى من الشجرة المعدنية ويتم تصنيفها وفقًا للرتب والمواد. تُستخدم عجلة تجليخ ماسية لطحن الرقائق المتبقية، ويستخدم بهلوان مغناطيسي لتنظيف فراغات سبك المجوهرات.
يُمكِّن هذا المشروع الطلاب من إتقان طرق التنظيف المناسبة والمهارات التشغيلية لمسبوكات المجوهرات من مختلف المواد وأنواع المنتجات من خلال أربع مهام نموذجية وتمارين الإرشاد بعد انتهاء الفصل.
منظف استثمار الجبس الأوتوماتيكي
جدول المحتويات
القسم الأول تنظيف مسبوكات المجوهرات باستخدام قوالب الجبس العادية
1. معلومات أساسية
1.1 إجهاد الصب
إجهاد الصب هو الإجهاد المرن الذي يتولد بعد دخول الصب في حالة المرونة تمامًا بسبب الانكماش المقيد أو الانكماش غير المتزامن. يمكن أن يؤدي إجهاد الصب إلى إضعاف القوة الهيكلية للمسبوك، مما يؤدي إلى تشوه أو حتى تشقق. ويشمل إجهاد الصب ثلاثة أنواع: التغير الطوري، والإجهاد الحراري، والإجهاد الميكانيكي.
أثناء عملية تبريد الصب، تحدث تغيرات طور الحالة الصلبة، مما يؤدي إلى تغيرات في الحجم. ونظرًا للتركيب غير المتكافئ والتوزيع غير المتكافئ لدرجات الحرارة في الصب، تخضع أجزاء الصب المختلفة لتغيرات طورية في أوقات مختلفة، مما يؤدي إلى تغيرات غير متساوية في الحجم. ويؤدي هذا القيد المتبادل بين الأجزاء إلى توليد إجهاد متبقي، يُعرف باسم إجهاد تغير الطور. على سبيل المثال، تكون مصبوبات الذهب الوردي عيار 18 قيراطًا عرضة لتحولات في الترتيب أثناء التبريد، مما يشكل أطوارًا مرتبة مثل Au3النحاس والنحاس الأصفر والنحاس الأصفر والنحاس الأصفرالنحاس3التي لها أحجام غير متناسقة مع المصفوفة، كما يختلف توقيت تغيرات الطور في مناطق مختلفة، مما يؤدي إلى إجهاد تغير الطور داخل الصب.
ويحدث الإجهاد الحراري أثناء مرحلة التصلب النهائي للصب (بالقرب من خط التصلب، وعند هذه النقطة يكون الهيكل المتصلب قد شكّل إطار شبكة شجيرية) وأثناء عملية التبريد اللاحقة. ونظرًا للاختلافات في درجات الحرارة، ينشأ إجهاد الصب في مناطق مختلفة من المقطع العرضي للمسبوك، سواءً من الداخل أو الخارج، وفي مناطق متفاوتة السماكة. تختلف معدلات التبريد في أجزاء الصب المختلفة، مما يؤدي إلى معدلات انكماش غير متناسقة في الحالة الصلبة. ومع ذلك، تكون الأجزاء المختلفة من الصب مترابطة ككل، ويقيد بعضها بعضًا، مما يولد إجهادًا حراريًا. ويتناسب حجم الإجهاد الحراري مع الفرق في درجة الحرارة بين الأجزاء السميكة والرقيقة من الجدار عندما ينتقل الجزء السميك الجدران من حالة اللدونة إلى حالة المرونة؛ فكلما زاد الفرق في سُمك الجدار في الصب، زاد الإجهاد الحراري.
ينجم الإجهاد الميكانيكي عن إعاقة الصب بواسطة قالب الصب أو عوائق أخرى أثناء انكماش التبريد. يمكن أن يكون هذا الإجهاد إجهاد شد أو إجهاد قص. ويختفي الإجهاد الميكانيكي بمجرد إزالة القالب من القالب وإزالة العوائق التي تعوق انكماشه.
1.2 وقت التفكيك
أثناء عملية التبريد بعد تصلب الصب، تختلف معدلات التبريد في مواقع مختلفة. يكون معدل التبريد في المناطق رقيقة الجدران سريعًا وبطيئًا في المناطق سميكة الجدران. ويعد الاختلاف في سُمك الجدار عاملًا رئيسيًا يؤثر على إجهاد الصب. ونظرًا لأن قوالب الجبس موصلات حرارية ضعيفة، فإن معدل تبريد الصب داخل قالب الجبس بطيء جدًا، مما يساعد على تقليل الاختلاف في معدلات التبريد بين الأجزاء المختلفة. عندما يتم نزع القالب عند درجات حرارة عالية، يزداد معدل التبريد بشكل كبير. إذا كان وقت إزالة القوالب قصيرًا جدًا، يتعرض الصب ذو درجة الحرارة العالية للهواء مباشرةً أو يتلامس مع الماء، مما قد يؤدي إلى تشوه وتشقق وإجهاد داخلي مرتفع في الصب. ولذلك، فإن تمديد وقت إزالة القوالب بشكل مناسب للسماح بإزالة القوالب عند درجة حرارة منخفضة مفيد لتقليل الإجهاد الحراري في الصب. ومع ذلك، إذا كان وقت إزالة القوالب طويلًا جدًا، فسوف يزيد من صعوبة إزالة القوالب، ويؤثر على كفاءة الإنتاج، ويرفع تكاليف الإنتاج.
يؤثر وقت إزالة الصب تأثيرًا كبيرًا على كفاءة الإنتاج وجودة المنتج. من الضروري النظر بشكل شامل في عوامل مثل خواص مادة الصب، ووقت التصلب، والتغيرات في البنية المجهرية أثناء عملية التصلب والتبريد، وكذلك هيكل الصب، لتحديد وقت معقول لإزالة القوالب. بالنسبة إلى المجوهرات المعدنية الثمينة عالية النقاء مثل الذهب الخالص والفضة الخالصة، نظرًا لأن المواد تتمتع بمرونة جيدة جدًا وتخضع لتغيرات هيكلية أثناء التبريد، لا يوجد تقريبًا أي خطر للتشقق عند إزالة الصب في درجات حرارة عالية. ولكن، بالنسبة لمواد مثل الذهب عيار 18 قيراطًا والذهب عيار 14 قيراطًا والفضة عيار 925، تكون مرونتها في درجات الحرارة العالية أقل بكثير من مرونة الذهب النقي والفضة النقية وقد تحدث تغيرات في الحالة الصلبة أثناء التبريد. إذا تمت عملية إزالة القوالب والتنظيف في وقت مبكر جدًا، فإن احتمال حدوث تشوه وتشقق في الصب سيزداد بشكل كبير.
1.3 طرق تنظيف القوالب
في إنتاج صب المجوهرات، تشمل طرق إزالة القوالب للمسبوكات بشكل أساسي التنظيف الميكانيكي والتنظيف بالانفجار المائي والتنظيف الهيدروليكي.
(1) التنظيف الميكانيكي
بالنسبة للمسبوكات مثل المجوهرات المرصعة بالشمع والمجوهرات الزجاجية الحساسة جدًا للصدمات الحرارية، يتم إجراء التنظيف الميكانيكي عمومًا في درجات حرارة منخفضة لتجنب إزالة القوالب في درجات حرارة عالية يمكن أن تسبب تشققات في المسبوكات. وتتضمن طريقة التنظيف الميكانيكية التقليدية التشغيل اليدوي باستخدام أدوات مثل المطارق والقضبان الحديدية لتنظيف القوالب، والتي تتسم بكثافة عمالة عالية وكفاءة عمل منخفضة وظروف عمل سيئة ونادراً ما تُستخدم في الإنتاج.
تُستخدم طريقة إزالة التشكيل بالبثق الميكانيكي بشكل أساسي لمثل هذه المنتجات، مع المعدات الموضحة في الشكل 8-1. وهي تستخدم آلية هيدروليكية، ويمكن لرأس قضيب الضغط أن يضغط لأسفل على طول الجدار الداخلي للقارورة الفولاذية، مما يؤدي إلى بثق الشجرة المعدنية مع قالب الجبس المغلف، مما يجعل عملية إزالة القوالب بسيطة وسريعة، ومناسبة بشكل خاص لمعالجة إزالة القوالب لمنتجات الصب بالشمع في درجات حرارة منخفضة. ونظرًا لتولد الغبار أثناء عملية تنظيف عملية تنظيف عملية إزالة القوالب بالبثق، يلزم عمومًا وجود مرافق تهوية متخصصة في منطقة العمل لتحسين ظروف العمل.
(2) تنظيف انفجار الماء (2)
يتضمن التنظيف بالانفجار المائي وضع المسبوكات، التي تم سكبها وتبريدها إلى درجة حرارة معينة، مع القوالب في حوض مائي، مما يسمح للماء بالدخول بسرعة إلى القوالب، مما يتسبب في التبخير السريع وزيادة الضغط، مما يؤدي إلى انفجار يفجر القوالب من المسبوكات. وتتكون العملية من ثلاث مراحل: دخول الماء، والتبخير، والانفجار بالضغط.
① دخول المياه. ويدخل الماء إلى مادة القالب تحت رأس الضغط الديناميكي ورأس الضغط الساكن، كما يخترق الماء الطبقات الداخلية من خلال الفجوات بين جزيئات مسحوق الصب ويتبخر بسبب الحرارة. لذلك، فإن اتخاذ جميع التدابير اللازمة لتعزيز دخول كمية كبيرة من الماء بسرعة هو الشرط الأساسي الأول لتشكيل انفجار مائي.
② التبخير. بعد دخول الماء إلى القالب الساخن، يتبخر بسبب الحرارة، ويتمدد البخار باستمرار. عندما يكون ضغط البخار أقل من ضغط تسلل الماء، لا يزال الماء يتغلغل في عمق القالب، وتستمر كمية البخار في الزيادة، مما يرفع ضغط البخار. عندما يكون ضغط البخار مساويًا لضغط تسلل الماء أو يتجاوزه، ستكون هناك ظاهرة حيث يعيق ضغط البخار الماء عن الاستمرار في التسلل أو يقلل من معدل تدفق الماء، مما يؤثر على فعالية التنظيف بالانفجار المائي. أثناء عملية الانفجار المائي، يمكن أن يؤدي تأرجح القالب في الماء إلى حدوث تشققات في القالب، وزيادة رأس الضغط الديناميكي للماء، وتسريع سرعة التدفق والتبخير. لذلك، فإن التدفق الكافي للمياه وتسريع التبخير هما الشرطان الأساسيان الثانيان لتشكيل الانفجار المائي.
③ انفجار مضغوط الانفجار المضغوط هو المرحلة الأخيرة من عملية التنظيف بالانفجار المائي. ويأتي ضغطه بشكل أساسي من جانبين: فمن ناحية، يؤدي التبخير المستمر للماء إلى زيادة الضغط؛ ومن ناحية أخرى، يتمدد البخار المتبخر بالفعل ويزيد الضغط في ظل ظروف التسخين المستمر. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون البخار محاطًا في منطقة مغلقة معينة؛ وإلا إذا تسرّب البخار ولم يلبِ الضغط المتطلبات، فسيضعف تأثير انفجار الماء. لذلك، فإن تهيئة ظروف مغلقة معينة وتعزيز الزيادة السريعة في ضغط البخار هما الشرطان الأساسيان الثالثان لتشكيل الانفجار المائي.
نظرًا لأن قوالب صب المجوهرات صغيرة بشكل عام، فإن أجهزة التنظيف بالانفجار المائي عادة ما تكون صغيرة. حتى أن بعض الشركات تستخدم براميل المياه لإكمال التنظيف بالانفجار المائي مع تدفق مياه طويل. عند إنتاج دفعات أكبر أو صب الحلي الحرفية الأكبر حجمًا وغيرها من المسبوكات، من الضروري إنشاء أحواض تنظيف بالانفجار المائي، المصنوعة عادةً من الفولاذ المقاوم للصدأ أو إطارات الفولاذ المقاوم للصدأ المبطنة بـ PVC. وتتميز أحواض التنظيف بالانفجار المائي هذه بخصائص جيدة تتحمل الضغط ومقاومة للتآكل، كما هو موضح في الشكل 8-2.
(3) التنظيف الهيدروليكي
التنظيف الهيدروليكي هو عملية استخدام قوة تأثير الماء لتنظيف مواد القوالب المغلفة على السطح أو داخل المسبوكات. بالمقارنة مع التنظيف الميكانيكي الجاف، تتجنب هذه الطريقة توليد كميات كبيرة من الغبار أثناء عملية التنظيف وتستخدم على نطاق واسع. يمكن تقسيم المعدات المتعلقة بالتنظيف الهيدروليكي إلى فئتين بناءً على درجة الأتمتة: منظفات قوالب الجبس المصبوب ذات الضغط العالي ومنظفات الاستثمار الجبسية الأوتوماتيكية.
منظف قوالب الجبس المصبوب بالضغط العالي هو جهاز تنظيف واسع الاستخدام لقوالب المجوهرات، كما هو موضح في الشكل 8-3. ويتمثل مبدأه في تحويل ماء الصنبور إلى ماء عالي الضغط من خلال مضخة عالية الضغط وتوجيهه عبر الأنابيب إلى فوهة مسدس الماء عالي الضغط. ثم يتم تحويل الماء عالي الضغط ومنخفض السرعة إلى نفاثات ماء منخفضة الضغط وعالية السرعة، والتي تعمل باستمرار على سطح الشجرة المعدنية بطاقة حركية عالية التأثير، مما يؤدي إلى سقوط مسحوق الصب وتحقيق الغرض من التنظيف. يتم وضع قفازات على كلا الجانبين في مقدمة المنظف لمنع الماء من الرش للخارج؛ ويتم وضع غطاء زجاجي في الأعلى لسهولة مراقبة الظروف الداخلية لغرفة الغسيل.
1.4 معالجة سائل نفايات الجبس السائل
وسواء باستخدام طرق التنظيف بالانفجار المائي أو التنظيف الهيدروليكي، سيتم إنتاج سائل نفايات أبيض حليبي يحتوي على كمية كبيرة من نفايات مواد صب الجبس. إذا تم تصريف سائل النفايات هذا مباشرة، فسوف يضر بالبيئة. لذلك، يجب اتخاذ تدابير لمعالجة سائل النفايات.
في الوقت الحالي، الطريقة الرئيسية لمعالجة سائل نفايات الجبس هي الترسيب، والتي تقوم على مبدأ السماح للجسيمات الصلبة العالقة في تدفق المياه بالاستقرار في وقت أقصر من الوقت الذي يستغرقه تدفق المياه من خزان الترسيب، وبالتالي فصل المواد الصلبة العالقة عن تدفق المياه وتحقيق تنقية المياه. ولتحقيق هذه الغاية، يتم إنشاء خزانات تجميع سوائل النفايات في مواقع تنظيف انفجار المياه والتنظيف الهيدروليكي، والتي تشمل مكونات مثل مدخل وخزان ترسيب ومخرج، كما هو موضح في الشكل 8-5. يتم ترتيب حواجز متعددة على طول اتجاه تدفق سائل النفايات في خزان الترسيب لإبطاء معدل تدفق سائل النفايات، مما يتيح وقتًا كافيًا للمواد الصلبة في سائل النفايات للاستقرار. ولمزيد من تنقية سائل النفايات، قامت بعض شركات المجوهرات أيضًا بإنشاء خزانات ترسيب خارجية كبيرة خصيصًا لزيادة تنقية سائل النفايات الذي خضع للترسيب الأولي، كما هو موضح في الشكل 8-6.
1.5 الغمر الحمضي للمسبوكات الحمضية
بعد الشطف، تحتفظ الشجرة المعدنية للمجوهرات حتماً بمواد الصب في بعض الفجوات والتجاويف والثقوب العمياء. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يحتفظ السطح المعدني بغشاء بني أو أكسيد معدني أسود. قبل الشروع في العملية التالية على الشجرة المعدنية، من الضروري تنظيف السطح المعدني باستخدام طريقة النقع الكيميائي.
تتكون مواد الصب الجبسية بشكل أساسي من ركام حراري ومواد رابطة جبسية. يُصنع الركام الحراري بشكل عام من مواد السيليكا. بعد التحميص في درجة حرارة عالية وتبريد الصب، تخضع السيليكا لتحولات بلورية متعددة، ويتحول جزء الجبس إلى كبريتات الكالسيوم اللامائية مما يقلل من قوة الترابط. يهدف النقع في محلول كيميائي إلى التفاعل مع معظم المكونات في القالب المتبقي لتكوين مواد قابلة للذوبان، مما يسمح بمزيد من التنظيف لسطح الصب. يمكن للأحماض غير العضوية المختلفة إذابة طبقة الأكسيد على سطح المعدن. ومع ذلك، يؤثر حمض الهيدروفلوريك فقط على ثاني أكسيد السيليكون بشكل كبير، حيث تكون صيغة التفاعل كما يلي: SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O. إن منتج رباعي فلورو سيلان رباعي فلورو سيلان (SiF4) هو غاز سام عديم اللون عديم اللون ذو رائحة نفاذة في درجة حرارة الغرفة.
لذلك، يستخدم حمض الهيدروفلوريك على نطاق واسع لنقع أشجار المجوهرات المعدنية في الإنتاج الفعلي. وينبغي اختيار تركيز محلول حمض الهيدروفلوريك ووقت النقع بناءً على مقاومة التآكل للمادة المعدنية. وقت النقع لمسبوكات الذهب K والذهب النقي والمجوهرات الفضية هو 20 دقيقة، مع تركيز حمض الهيدروفلوريك من 20% ~ 30%؛ ووقت النقع لمسبوكات النحاس الأرجواني والمجوهرات النحاسية هو 20 دقيقة، مع تركيز حمض الهيدروفلوريك من 5% ~ 10%؛ ووقت النقع لمسبوكات المجوهرات البلاتينية هو 60 دقيقة، وتركيز حمض الهيدروفلوريك هو 50% ~ 60%. نظرًا لقوة تآكل حمض الهيدروفلوريك، يجب تخزينه في حاويات بلاستيكية متخصصة وليس في حاويات زجاجية؛ يجب اتخاذ احتياطات السلامة أثناء التشغيل، بما في ذلك ارتداء قفازات بلاستيكية ونظارات واقية.
1.6 التلميع المتبقي من السبرو المتبقي
1.7 التنظيف بالتلميع المغناطيسي
قد لا يزال سطح المسبوكات بعد الغمر بالحمض يحتوي على مشاكل مثل الأوساخ، وأغشية الأكسيد، والنتوءات، ومسحوق الصب المتبقي، مما يزيد من عبء العمل في التشطيب. لذلك، يقوم معظم المصنّعين بإجراء تنظيف التلميع المغناطيسي على المسبوكات.
يظهر مبدأ تنظيف التلميع المغناطيسي في الشكل 8-8. يستخدم محركًا مغناطيسيًا عالي التردد لتوليد تأثيرات مغناطيسية قوية ومستقرة، مما يجعل كرات الطحن المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ تقوم بحركات قفز وتدفق ودوران عالية السرعة، مما يخلق احتكاكًا شاملاً ومتعدد الزوايا في الفجوات والتجاويف والزوايا الميتة وأسطح المسبوكات، مما يحقق إزالة سريعة للأوساخ والنتوءات وأغشية الأكسيد، في حين أنه لا يضر بسطح قطعة العمل أو يؤثر على دقة قطعة العمل ويمكنه أيضًا زيادة صلابة سطحها.
2. تنفيذ المهام
هذه المهمة هي طريقة تنظيف مصبوبات المجوهرات البلاتينية عيار 18 قيراط المصنوعة من قوالب الجبس.
(1) تحديد وقت تنظيف انفجار الماء (1)
يستخدم البلاتين التجاري عيار 18 قيراطًا في الغالب النيكل كعنصر تبييض وهو عبارة عن مادة من سبيكة تتكون أساسًا من الذهب والنيكل والنحاس وغيرها. هذا النوع من المواد هو عبارة عن محلول صلب مستمر مع مرونة جيدة في درجات الحرارة العالية. ومع ذلك، فإنها تخضع للانفصال الطوري في درجات الحرارة المنخفضة، مما يزيد من القوة والصلابة مع تقليل المتانة واللدونة. عند تحديد وقت التنظيف بالانفجار المائي، من الضروري مراعاة عوامل مثل حجم القارورة الفولاذية وهيكل المنتج بشكل شامل، والسعي لتحقيق التوازن الأمثل بين تقليل إجهاد الصب وفعالية التنظيف بالانفجار المائي. إذا تم إجراء التنظيف بالانفجار المائي في وقت مبكر جدًا، فقد يتسبب إجهاد الصب المفرط في حدوث تشوه أو تشقق؛ وإذا تم التنظيف بعد فوات الأوان، فسيكون تأثير التنظيف ضعيفًا. بالنسبة للقوارير الفولاذية التي يبلغ قطرها الخارجي أقل من 4 بوصات، يكون وقت وقوف القالب في الهواء بعد الصب حوالي 10 إلى 15 دقيقة بشكل عام؛ وبالنسبة للقوارير الفولاذية التي يبلغ قطرها الخارجي من 4 إلى 6 بوصات، يكون وقت الوقوف بشكل عام حوالي 15 إلى 20 دقيقة؛ وبالنسبة للقوارير الفولاذية الأكبر حجمًا، يجب تمديد وقت الوقوف بشكل مناسب وتعديله وفقًا لهيكل المنتج.
(2) تنظيف انفجار الماء (2)
استخدم الزردية لتأمين القالب واغمره في خزان تنظيف الانفجار المائي، كما هو موضح في الشكل 8-9. عندما يتلامس القالب ذو درجة الحرارة العالية مع الماء البارد، يحدث تأثير الانفجار المائي على الفور، ويمكن سماع صوت انفجار منخفض هادر. حرّك القالب المثبت برفق لضمان التلامس الكافي مع الماء لتحقيق تأثير انفجار مائي جيد. أثناء الإنتاج، من الضروري تنظيف مادة قالب النفايات المترسبة في قاع خزان الانفجار المائي على الفور للحفاظ على عمق ماء كافٍ في خزان التنظيف.
(3) الغسيل بالضغط العالي
قم بإزالة الشجرة المعدنية من القارورة الفولاذية، وضعها في منظف قوالب الجبس المصبوب بالضغط العالي، وأغلق نافذة المراقبة. أدخل يديك في حجرة الغسيل من خلال القفازات المطاطية وثبّت الشجرة المعدنية وصوّبها نحو الفوهة. اضغط على مفتاح القدمين لتشغيل المنظف وغسل الشجرة المعدنية بنفث ماء عالي الضغط. قم بتحريك الشجرة المعدنية وقلبها بكلتا يديك لغسل جميع الأجزاء جيدًا، كما هو موضح في الشكل 8-10.
(4) الغمر بالحمض
استخدم حمض الهيدروفلوريك بتركيز 25%، وارتدِ معدات واقية، وثبِّت الشجرة المعدنية باستخدام كماشة، ثم ضعها بعناية في المحلول الحمضي، كما هو موضح في الشكل 8-11. قم بتغطيته واتركه. بعد نقعها لمدة 20 دقيقة، قم بإزالة الشجرة المعدنية، واشطفها في دلو مخصص للاسترجاع، واغسلها جيدًا تحت الماء الجاري. تحقق من وجود أي مسحوق صب متبقي في الشجرة المعدنية؛ في حالة وجوده، يجب نقعه مرة أخرى. بعد فترة من الاستخدام، تقل فعالية محلول حمض الهيدروفلوريك، مما يتطلب تمديد وقت النقع أو إضافة حمض جديد.
(5) التنظيف والتجفيف
نظف الشجرة المعدنية جيدًا، وجففها بمجفف الشعر أو فرن الهواء الساخن، كما هو موضح في الشكل 8-12، ثم قم بوزنها، واحسب فاقد الصهر والصب لهذه الدفعة.
الشكل 8-11 الشجرة المعدنية المنقوعة في الحمض
الشكل 8-12 التجفيف
(6) قطع الفراغات (6)
لا تزال مصبوبات المجوهرات التي تم تنظيفها على شكل شجرة ويجب قطعها عند ذراع السبرو، وفرزها حسب الفئة والنوع، للتحضير لعملية الإنتاج التالية.
بما أن طيات المسبوكات متصلة جميعها بقلب الشجرة وقريبة نسبيًا من بعضها البعض، وبما أن الطيات تكون بزاوية معينة من قلب الشجرة، فليس من السهل قطع الطيات إلى أسفل. لذلك، يجب قطع المسبوكات من قلب الشجرة بالترتيب من كوب السكب المجاور إلى أعلى الشجرة. لتجنب إتلاف المسبوكات، يتم استخدام طريقة القطع على خطوتين بشكل عام: قطع الذرب على مسافة معينة من المسبوكات ثم قطع الذرب الزائد. ولتحسين كفاءة الإنتاج وتقليل كثافة اليد العاملة، يمكن استخدام ماكينة العقص الهوائية للقطع دفعة واحدة، كما هو موضح في الشكل 8-13. يتم استخدام القواطع المحمولة باليد للتشغيل عند قطع كل صب على حدة، كما هو موضح في الشكل 8-14، مما يسهل التحكم في اتجاه القطع والبراغي المتبقية. من الأفضل بشكل عام على مسافة 1.5 مم من الفراغ. عندما يكون الذرب المتبقي قصيرًا جدًا، يمكن أن يتشوه أو يتلف الفراغ بسهولة؛ وعندما يكون طويلًا جدًا، فإنه يزيد من عبء العمل للمعالجة اللاحقة.
الشكل 8-13 قطع السبرو باستخدام ماكينة العقص الهوائية
الشكل 8-14 تستخدم القواطع لقص الذرب المتبقي
(7) تلميع الغصن المتبقي
لتحسين كفاءة العمل، تعطى الأولوية لاستخدام ماكينات صقل الذرب لتحويل خط الماء المتبقي أثناء الإنتاج. بعد بدء التشغيل، اضبط ذرب التبريد، حيث تكون السرعة العامة للقطرة من 2 إلى 3 قطرات في الثانية هي الأمثل. راقب موضع الخط المائي لقطعة العمل لتحديد زاوية طحن قطعة العمل. بعد البدء، استخدم طريقة غير متقطعة بالقرب من العجلة الفولاذية، كما هو موضح في الشكل 8-15، مع ملاحظة ومحاولة الحفاظ على سلاسة الذراع، مع الحرص على عدم إتلاف قطعة العمل، مع الانتباه بشكل خاص إلى مواضع الشوكة والمخلب والأخدود. عند تقليب قطعة العمل، قم بتصنيف المسحوق المعدني في حاويات وفقًا للمادة. بعد الانتهاء من صقل كل قطعة عمل، نظف المسحوق المعدني على الفور واغسل يديك في الحاوية المخصصة لإعادة التدوير لتقليل فقد المعادن الثمينة.
(8) التنظيف بالتلميع المغناطيسي
أولاً، قم بتحضير سائل التلميع عن طريق خلط مسحوق التلميع بالماء بنسبة كتلة 3.5%. ثم، ضع الأوتاد الفولاذية (قطر 0.5 مم و0.3 مم، بنسبة 4:1) في الحاوية، كما هو موضح في الشكل 8-16. يتم تحديد كتلة قطعة العمل من خلال نموذج البهلوان، والتي لا تتجاوز بشكل عام 500 جم. يجب تحديد سرعة الدوران بناءً على مادة المجوهرات؛ بالنسبة للبلاتين K يمكن اختيار 1800 ~ 2000 دورة/دقيقة بشكل عام. اضبط وقت الدوران في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة، وعادةً ما يتم تغيير الاتجاه كل 5 دقائق، مع وقت إجمالي يتراوح بين 15 و30 دقيقة. ملاحظة: إذا كانت قطعة العمل في الحاوية كبيرة جدًا، أو تم وضع الكثير منها، أو تغير اتجاه الضبط بشكل متكرر، فقد يتسبب ذلك في توقف الماكينة عن العمل بشكل عاجل. بعد الانتهاء من العمل اليومي، يجب مسح المعدات نظيفة للحفاظ عليها جافة ومرتبة. عندما يصبح لون الأبر الفولاذية داكنًا، يجب تنظيفها بمنظف محايد. يجب عدم خلط الأزيز الفولاذي الجديد والقديم، ويجب استبدال سائل التلميع عندما يتحول لونه إلى اللون البني.
نسخ الكتابة على مجوهرات سوبلينج - مصنع مجوهرات حسب الطلب، مصنع مجوهرات OEM و ODM
القسم الثاني تنظيف مصبوبات المجوهرات باستخدام قوالب الجبس الشمعية
1. معلومات أساسية
(1) انفكاك الأحجار الكريمة المرصعة بالشمع وانكسارها
بالمقارنة مع تقنيات الترصيع التقليدية للذهب، يمكن لعملية الصب بالترصيع بالشمع أن تحسّن كفاءة الإنتاج بشكل كبير وتقلل من تكاليف الإنتاج، مما يجعلها تُستخدم على نطاق واسع في صناعة المجوهرات. من المؤشرات المهمة لجودة الترصيع بالشمع هو ثبات الأحجار الكريمة؛ فبعد الصب بالترصيع بالشمع، يجب ألا تتعرض الأحجار الكريمة للتفكك أو تغير اللون أو التكسر. ومع ذلك، فإن عملية الترصيع بالشمع عملية معقدة، حيث يجب أن تتحمل الأحجار الكريمة سلسلة من التغيرات في درجات الحرارة والضغوطات الحرارية الناتجة عن الصدمات الحرارية وانكماش الصب. ويشكل الإجهاد الميكانيكي الناتج أثناء عملية الانكماش مخاطر مثل الارتخاء والتشقق وتغير اللون، خاصة عند ترصيع عدة أحجار كريمة، مما قد يؤدي بسهولة إلى مشاكل الكسر، مما يتسبب في خسائر اقتصادية كبيرة للشركات. علاوة على ذلك، بمجرد أن ينكسر حجر كريم، يصعب التعامل معه؛ حيث يجب إزالة الحجر الكريم المكسور ثم إصلاحه في مكانه باستخدام طرق الترصيع بالذهب، مما يؤثر بشكل كبير على تكاليف الإنتاج وكفاءته.
تتميز الأحجار الكريمة بمقاومة ضعيفة للصدمات الحرارية. لنفترض أن المسبوكات المرصّعة بالشمع يتم نزع قوالبها عند درجات حرارة عالية. في هذه الحالة، يمكن أن تولد الأحجار الكريمة إجهاداً حرارياً كبيراً أثناء التبريد السريع، مما يؤدي إلى ارتفاع خطر الكسر، خاصة عند استخدام الأحجار الكريمة ذات الشقوق الداخلية في الصب بالترصيع بالشمع، كما هو موضح في الشكل 8-17. ولذلك، فإن مصبوبات المجوهرات المصنوعة من ترصيع الشمع غير مناسبة للتنظيف بالانفجار المائي؛ يجب تبريد القالب ببطء إلى درجة حرارة منخفضة قبل إزالة القوالب. الطريقة الأكثر ملاءمة لتنظيف القوالب هي التنظيف بالبثق الميكانيكي.
ولتحقيق مظهر جيد للأحجار الكريمة، لا يُنصح عموماً باستخدام شوكات كبيرة (مخالب) أو حواف عريضة وسميكة لتثبيتها أثناء الترصيع. وبدلاً من ذلك، يجب استخدام شوكات (مخالب) شمعية أدق (مخالب) أو حواف شمعية رفيعة الجدران وضيقة للترصيع، والتي يتم استبدالها بمعدن بعد الصب لتثبيت الأحجار الكريمة في مكانها. وتوفر هذه البنية دعماً ضعيفاً نسبياً للأحجار الكريمة؛ وعند تعرضها لقوى خارجية، إذا تجاوزت القوة قوة المعدن، فقد يتسبب ذلك في حدوث تشوه في موقع الترصيع المعدني، مما يؤدي إلى إزاحة الأحجار الكريمة أو فكها، كما هو موضح في الشكل 8-18.
أثناء عملية تنظيف المسبوكات، عند استخدام عملية إزالة التشكيل بالبثق الميكانيكي، إذا كانت قوة البثق تؤثر مباشرة على الشجرة المعدنية، فقد تتشوه أجزاء معينة من المسبوكات على الشجرة المعدنية تحت إعاقة القالب، مما يتسبب في فك الأحجار الكريمة. وينطبق هذا الأمر بشكل خاص عندما يكون قضيب البثق عبارة عن أسطوانة صلبة، حيث تنقل قوة البثق بسهولة إلى الصب، مما يتسبب في حدوث تشوه وكسر، مما يؤدي إلى سقوط الأحجار الكريمة. ولذلك، يجب تصميم قضيب البثق على شكل صفيحة مشتتة، كما هو موضح في الشكل 8-19، بحيث لا تؤثر معظم قوة البثق إلا على منطقة التلامس، مما يتسبب في انهيار القالب في تلك المنطقة دون التأثير على الصب في المنطقة الأبعد. إذا تم تعيين رأس البثق على شكل أسطواني رقيق الجدران، بقطر خارجي أصغر قليلًا من القطر الداخلي للقارورة الفولاذية، فعندئذٍ أثناء عملية البثق، فإن جدار الأسطوانة فقط هو الذي ينغرز في القالب، مما يتسبب في انهيار الطبقة الرقيقة من القالب المجاورة لجدار الأسطوانة، بينما لا يؤثر تقريبًا على القالب المحيط، مما يقلل بشكل كبير من تأثير البثق على الصب.
الشكل 8-18 الأحجار الكريمة المتساقطة من المجوهرات المصبوبة بالشمع
الشكل 8-19 هيكل الرأس المستخدم في عملية إزالة التشكيل بالبثق الميكانيكي
(2) المعالجة بالغمر الحمضي لمسبوكات الشمع المضبوطة بالشمع
بعد الغسيل، تحتاج شجرة صب المجوهرات بشكل عام إلى نقعها في حمض الهيدروفلوريك لإزالة مسحوق الصب المتبقي وغشاء الأكسيد والشوائب وما إلى ذلك من سطح الصب. ومع ذلك، بالنسبة للمسبوكات المرصّعة بالشمع، يتم أيضاً ترصيع الأحجار الكريمة على الصب بالإضافة إلى الجسم المعدني. ولذلك، من الضروري تحديد ما إذا كان الغمر بالحمض مناسباً بناءً على خصائص الأحجار الكريمة. ومن بين الأحجار الكريمة الشائعة، الكوارتز والسبج وغيرها من الأحجار الكريمة القائمة على السيليكا، وكذلك الزبرجد والزمرد والتوباز، التي تعتمد على السيليكات، يمكن أن تتآكل بفعل حمض الهيدروفلوريك، لذلك فهي غير مناسبة للنقع بحمض الهيدروفلوريك.
2. تنفيذ المهام
تستخدم هذه المهمة آلة بثق الصب ومنظف صب الجبس الأوتوماتيكي لتنظيف شجرة الصب المعدنية للمجوهرات المرصعة بالشمع من الأحجار الكريمة.
(1) الصب الساكن
بعد الصب، يتم تعليق القالب على رف، كما هو موضح في الشكل 8-20، للسماح للقالب بأكمله بالتبريد بالتساوي حتى تنخفض درجة حرارة القالب إلى حوالي 100 درجة مئوية.
(2) إزالة التشكيل بالبثق الميكانيكي
قم بقلب القالب مع تثبيت حافة شفة الوعاء الفولاذي عند فوهة حجرة البثق، مع إبقاء القالب في وضع مستقيم. قم بتشغيل الطارد، والسماح لقضيب البثق بالنزول ببطء، وبثق الشجرة المعدنية، كما هو موضح في الشكل 8-21.
الشكل 8-20 تبريد القالب في مكانه
الشكل 8-21 نزع القوالب من القارورة الفولاذية
(3) التنظيف بالضغط العالي
عندما تنخفض درجة حرارة قالب الصب، مع الشجرة المعدنية المغلفة، إلى أقل من 50 درجة مئوية، يرجى وضعها في منظف الصب الجبسي الأوتوماتيكي ووضع القارورة الفولاذية بالداخل. اضبط ضغط الماء المقنن على 11 ميجا باسكال، وابدأ تشغيل المنظف، واغسل الشجرة المعدنية والقارورة الفولاذية. يجب أن يدور الدوران المستمر للقارورة الفولاذية والشجرة المعدنية أثناء عملية الغسيل لضمان تنظيف جميع الأجزاء بشكل كافٍ، كما هو موضح في الشكل 8-22. وبالإضافة إلى ذلك، يجب وضع مصفاة ترشيح عند منفذ عودة المنظف لمنع غسل الأحجار الكريمة وتدفقها إلى خزان الترسيب، مما يزيد من صعوبة الاسترجاع.
(4) قطع السبرو
بعد تنظيف الشجرة المعدنية، يتم تجفيفها ووزنها وحساب الفاقد في الصهر والصب. بعد ذلك، يتم إجراء عمليات القطع والتلميع للذرب المتبقي. طريقة العملية هي نفسها كما في الفصل 2 في الحالة المرجعية للقسم I.
(5) تنظيف التلميع المغناطيسي
يتم إجراء التلميع والتنظيف المغناطيسي على نوى الشجرة المعدنية المقطوعة والمسبوكات المرصّعة بالشمع بشكل منفصل. يسهّل الأول إعادة استخدام المعدن، بينما يسمح الثاني بمزيد من التنظيف للمناطق التي لم يتم غسلها بشكل كافٍ تحت ضغط عالٍ، مثل قاعدة الترصيع وحول الإطار. ولمنع تصادم المسبوكات المرصّعة بالشمع وتشققها أثناء عملية التنظيف المغناطيسي، يمكن صنع تركيبات خاصة، كما هو موضح في الشكل، لربط المسبوكات بالتركيبات بشكل منفصل، مما يمنع التصادم المتبادل. ومع ذلك، يمكن لكل قالب أن يدور ويغير اتجاهه بمرونة، وهو ما لا يؤثر بشكل كبير على تأثير التنظيف.
القسم الثالث تنظيف مصبوبات المجوهرات باستخدام قوالب السيراميك المربوطة بالأحماض
1. معلومات أساسية
(1) تنظيف القوالب الخزفية المرتبطة بالأحماض باستخدام التنظيف بالانفجار المائي
بالنسبة لمجوهرات الصب المصنوعة من مواد ذات درجة انصهار عالية مثل البلاتين والبلاديوم والفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك الكوبالت، فإن القوالب الخزفية المرتبطة بالحمض هي طريقة التشكيل الرئيسية حاليًا. بعد التحميص بدرجة حرارة عالية لملاط مسحوق الصب المرتبط بالحمض في درجة حرارة عالية، يتم حرق النماذج الأصلية وتبخيرها، ويتم إزالة الرطوبة تمامًا، ويتم توحيد المواد المقاومة للحرارة في القالب وتصبح خزفية تحت تأثير المادة الرابطة. بالمقارنة مع قوالب الجبس، تتمتع القوالب الخزفية المرتبطة بالحمض بقوة عالية جدًا في درجات الحرارة العالية وتحافظ على قوة متبقية عالية نسبيًا بعد صب السائل المعدني. ومع ذلك، فإن خضوع القالب ضعيف، مما يعيق انكماش التصلب وانكماش التبريد في الصب، مما يؤدي إلى زيادة إجهاد الصب الداخلي ويؤدي إلى مخاطر التشقق الحراري والتشوه والتشقق البارد في الصب.
إن القوة المتبقية للقوالب الخزفية عالية، وقابليتها للانهيار أسوأ بكثير من قوالب الجبس. لذلك، تزداد صعوبة إزالة القوالب المعدنية وتنظيف المسبوكات المعدنية بشكل كبير. من الضروري الفهم الكامل للخصائص الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية للمواد المعدنية ووضع خطط التنظيف المناسبة للمسبوكات. لنفترض أنه يتم استخدام طرق الضغط الميكانيكي أو الاهتزاز فقط لإزالة القوالب بسبب الصلابة العالية للقوالب الخزفية. في هذه الحالة، ليس من السهل كسرها، مما يجعل التنظيف أكثر صعوبة، مما قد يؤدي بسهولة إلى تشوه وخدوش سطحية للمسبوكات، بالإضافة إلى تشوه القارورة الفولاذية. في ظل فرضية أن المسبوكات المعدنية يمكن أن تتحمل الصدمة الحرارية، يجب إعطاء الأولوية للجمع بين عملية التنظيف بالانفجار المائي، باستخدام القوة الانفجارية للبخار في درجات حرارة عالية لتفجير القالب وتسهيل التنظيف بالماء عالي الضغط. وكلما ارتفعت درجة حرارة الماء أثناء التنظيف بالانفجار المائي، كان التأثير الانفجاري أقوى، ولكن تأثير الصدمة الحرارية على المسبوكات سيكون أكبر أيضًا. لذلك، من الضروري الجمع عن كثب بين خصائص المواد المعدنية للمجوهرات والخصائص الهيكلية للمنتجات لتحديد خطة عملية التنظيف بالانفجار المائي.
إن مواد المجوهرات البلاتينية ذات الليونة والليونة العالية، مثل Pt950Ir50 وPt950Pd50، ليست حساسة للصدمات الحرارية. يمكن اعتماد طريقة التنظيف بالانفجار المائي بدرجة حرارة عالية للقوالب المصنوعة من هذه المواد. حتى إذا تم إخماد القالب في الماء في غضون ثوانٍ بعد الصب، لن تواجه المسبوكات عمومًا مشكلات التشقق. ومع ذلك، بالنسبة لسبائك البلاتين Pt900 وPt850 الأقل دقة وبعض سبائك Pt950 الحساسة للصدمة الحرارية، من الضروري خفض درجة حرارة ماء التبريد بالقالب بشكل مناسب.
وعادةً ما تكون مواد المجوهرات غير الثمينة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك الكوبالت ذات توصيل حراري أسوأ من المعادن الثمينة. أثناء عملية تبريد المسبوكات، تحدث تغيرات في الطور، وتنخفض الليونة واللدونة. ولذلك، من الضروري النظر بشكل شامل في الإجهاد الحراري وتغير الطور والمقاومة الميكانيكية لتحديد درجة الحرارة المناسبة لتبريد القالب.
(2) قطع السبرو
وبسبب اللزوجة العالية للمعدن المنصهر أثناء عملية صب المجوهرات البلاتينية، والتي تحافظ على الحالة السائلة لفترة قصيرة وتتسم بضعف السيولة، فإن ذراع الصب للمجوهرات البلاتينية عادةً ما يكون أكثر سمكًا من ذلك الخاص بالمجوهرات الذهبية والفضية لتحسين أداء الملء والانكماش للمعدن المنصهر. ولذلك، تزداد صعوبة قطع ذراع الصب لمسبوكات المجوهرات البلاتينية، مما يسهل من حدوث تشوه في المسبوكات. عند قص الذراع، من الضروري اختيار طريقة القص المناسبة بناءً على قطر الذراع لمنع تشوه المسبوكات. يجب الجمع بين القص باستخدام منشار أو شرائح صغيرة إذا لزم الأمر.
(3) التنظيف بالتلميع المغناطيسي
التلميع المغناطيسي هو وسيلة فعالة لتنظيف المسبوكات، ولكن الأنواع المختلفة من المواد المعدنية لها قوة وصلابة مختلفة، مما يؤدي إلى متطلبات مختلفة لعملية التلميع المغناطيسي. ويتميز البلاتين الشائع عالي الجودة مثل Pt990 وPt950 بصلابة منخفضة؛ وإذا تم تنظيفه بسرعات عالية للغاية، فقد يتسبب بسهولة في خدوش السطح وزيادة الخشونة. عندما يتم خلط المجوهرات البلاتينية مع مجوهرات الذهب K لتنظيفها بالتلميع المغناطيسي، يكون السطح عرضة للعلامات والخدوش.
2. تنفيذ المهام
تنطوي هذه المهمة على تنظيف القوالب الخزفية المربوطة بالحمض والصب بالطرد المركزي بالتفريغ الهوائي لمسبوكات المجوهرات Pt950.
(1) تنظيف انفجار الماء (1)
باستخدام الصب بالطرد المركزي التفريغي لمجوهرات Pt950، يكون القالب الفولاذي أسطواني الشكل بدون ثقوب في الجدار. درجة حرارة صب القالب 900 ℃، ودرجة حرارة المعدن المنصهر 1880 ℃. بعد الصب، انتظر حتى تتوقف المعدات عن العمل، واستخدم الكماشة لإزالة القالب، وقم بإخماده في الماء لتنظيف حوض تنظيف الانفجار المائي، مما ينتج عنه شجرة معدنية ملفوفة في مادة القالب، مع وجود مادة القالب المتبقية التي تشكل شبكات شقوق مترابطة، كما هو موضح في الشكل 8-24.
(2) التنظيف بالضغط العالي
استخدم منظف القوالب الجصية عالي الضغط لتنظيف القالب الملفوف حول الشجرة المعدنية والقوالب المدمجة في تجاويف القالب والدرزات والمناطق الأخرى. نظرًا لأن القالب الخزفي المتبقي لا يتشتت بسهولة، فإن الاعتماد فقط على الغسيل النفاث لا يمكنه تنظيف بعض القوالب المخفية تمامًا. ولذلك، من الضروري في بعض الأحيان استخدام أدوات صغيرة مثل قضبان الصلب ومثقاب الماكينة للتنظيف الإضافي، كما هو موضح في الشكل 8-25، ومواصلة الغسيل.
(3) الغمر بالحمض
نظرًا للقوة العالية المتبقية للقالب الخزفي المرتبط بالحمض وبنيته الكثيفة، ولأن سبيكة Pt950 تتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل، يمكن استخدام حمض الهيدروفلوريك عالي التركيز، وعادةً ما يتم ضبط تركيزه على 55% مع وقت غمر يبلغ حوالي ساعة واحدة، مما يمكن أن يحقق نتائج تنظيف جيدة عند الغمر.
(4) قطع خط الماء
يمكن استخدام كماشة القطع بشكل عام للمسبوكات التي يقل قطر ذربها عن 3.5 مم. ومع ذلك، عندما يصل قطر الذؤابة إلى 4 مم أو أكبر، فهناك خطر حدوث تشوه عند استخدام كماشة القطع. يُنصح أولاً باستخدام كماشة تجعيد هوائية للقطع بالقرب من قلب الشجرة ثم استخدام منشار للقطع بالقرب من سطح المسبوك، كما هو موضح في الشكل 8-26.
(5) تلميع الغصن المتبقي
كما ذكرنا سابقًا، ستُستخدم ماكينة صقل البراغي لإزالة بقايا البراغي.
(6) التنظيف بالتلميع المغناطيسي
ضع الصب في البهلوان المغناطيسي، واضبط السرعة على، واضبط الاتجاه على 800 ~ 900 دورة/دقيقة، مع تغيير كل 5 دقائق، مع وقت صقل إجمالي يتراوح بين 20 ~ 30 دقيقة.
القسم الرابع فحص جودة سبك المجوهرات
1. معلومات أساسية
إن صب المجوهرات عملية معقدة تنطوي على إجراءات متعددة، مع وجود العديد من العوامل التي تؤثر على جودة الصب، مما يجعلها عرضة لمشاكل مختلفة.
(1) أدوات ومعدات فحص المظهر الخارجي ومعداته
أثناء فحص جودة مظهر المجوهرات، من الضروري فحص جودة الأجزاء التفصيلية، وتتمتع العين البشرية بقدرة محدودة على تمييز تفاصيل الأشياء الموضوعية، حيث تكون قادرة بشكل عام على تمييز أصغر طول يتراوح بين 0.15 و0.30 مم. لذلك، يجب استخدام النظارات المكبرة والمجاهر وأدوات المراقبة الأخرى.
العدسة المكبرة هي جهاز بصري بصري بسيط يستخدم لرصد تفاصيل الأجسام، ويتكون من عدسة متقاربة ذات بُعد بؤري أصغر بكثير من النقطة القريبة للعين. ومبدأ التكبير هو أن حجم الصورة المتكونة على شبكية العين البشرية يتناسب مع الزاوية التي يقابلها الجسم في العين (الزاوية البصرية). وكلما كانت الزاوية البصرية أكبر، كلما كانت الصورة أكبر، وكلما زادت تفاصيل الجسم التي يمكن تمييزها. عند استخدام العدسة المكبرة، تمسك إحدى اليدين العدسة المكبرة بالقرب من العين. في المقابل، تستخدم اليد الأخرى إصبع السبابة والإبهام للإمساك بالمجوهرات وتقريبها من العدسة المكبرة حتى يمكن ملاحظة الجزء المطلوب من المجوهرات. يمكن أن يؤدي تقريب الجسم إلى زيادة زاوية الرؤية، لكن قدرة العين على التركيز تحد من ذلك. إن العدسة المكبرة الأكثر استخداماً في صناعة المجوهرات لها تكبير 10 مرات، كما هو موضح في الشكل 8-27، وتتكون من 3 عدسات. وينبغي أن تكون العدسة المكبرة المؤهلة ذات درجة تكبير عالية الوضوح وتزيل الانحراف الكروي واللوني الذي يؤثر على مراقبة الأحجار الكريمة.
يتسم المجهر المجسم بالخصائص التالية: ① قطر المجال الكبير وعمق التركيز البؤري الكبير، مما يسهل مراقبة جميع طبقات الجسم الذي يتم فحصه؛ ② على الرغم من أن التكبير ليس مرتفعًا مثل المجاهر التقليدية، إلا أن مسافة العمل طويلة جدًا؛ ③ نظرًا لوجود منشور أسفل العدسة يعكس الصورة، تظهر الصورة في وضع مستقيم، مما يسهل تشغيله.
المعلمات الفنية النموذجية للمجهر المجسم لفحص المجوهرات هي كما يلي: تكبير العدسة العينية 10 مرات، وقطر المجال 20 مم؛ تستخدم العدسة الشيئية أسطوانة دوارة للتكبير المستمر، بمدى 0.7 إلى 4.5 مرات؛ التكبير الكلي 7 إلى 45 مرة؛ نسبة التكبير 6.5:1.
(2) عيوب المسامية
عيوب المسامية عبارة عن ثقوب تتكون من غازات غريبة أو غازات مترسبة من المعدن المنصهر محتجزة داخل المعدن. وتشمل خصائصها ثقوباً مستديرة أو غير منتظمة ذات جدران داخلية ملساء بشكل عام، كما هو موضح في الشكل 8-29. ويكون لونها معدنيًا أو مؤكسدًا، ويصعب تمييزها عندما تتعايش مع ثقوب الخبث أو ثقوب الانكماش. يمكن أن تؤثر المسامية على جودة سطح المسبوكات، مما يجعل من الصعب الحصول على سطح مصقول أملس ولامع. يقلل وجود المسام من المقطع العرضي الفعال لقطعة الشغل، مما قد يكون له تأثير معين على الخواص الميكانيكية لقطعة الشغل؛ ويعتمد مدى التأثير على حجم المسام وشكلها. ووفقًا لآليات التكوين المختلفة، يمكن تصنيف المسام إلى مسام تفاعلية ومسامات مترسبة ومسامات محصورة.
تتشكل المسام التفاعلية عن طريق التفاعل الكيميائي بين المعدن المنصهر والعوامل الداخلية أو الخارجية، مما يولد الغاز. ويمكن تقسيمها إلى أنواع داخلية المنشأ وخارجية المنشأ. تتشكل المسام التفاعلية الداخلية المنشأ عندما يتصلب المعدن المنصهر، حيث تتفاعل العناصر الكيميائية للمعدن نفسه مع المركبات الذائبة في المعدن المنصهر أو بين المركبات، مما يولد الغاز. تتشكل المسام التفاعلية الخارجية عن طريق التفاعل الكيميائي بين المعدن المنصهر والعوامل الخارجية مثل القوالب والخبث وأغشية الأكسيد، مما يؤدي إلى توليد الغاز. واستنادًا إلى خصائصها، يمكن تصنيف المسام التفاعلية الخارجية إلى مسام تحت الجلد وسطحية وداخلية.
تشير المسام الترسيبية إلى المسام المتكونة عن طريق ترسيب الغاز المذاب في المعدن المنصهر. تكون قابلية ذوبان الغاز عالية عندما يكون في حالة سائلة ذات درجة حرارة عالية، ومع انخفاض درجة الحرارة، تنخفض قابلية الذوبان أيضًا. عندما ينتقل المعدن من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة، تنخفض ذوبانية الغاز انخفاضًا حادًا، ويترسب الغاز الذي لا يمكن إذابته. إذا لم يتمكن الغاز المترسب من الهروب في الوقت المناسب واحتجزته التشعبات المتصلبة، فسوف يشكل مسامًا راسبة.
تتشكل المسام المحصورة عن طريق انحباس الغاز أثناء عملية الصب، حيث لا يمكن للغاز أن يتسرب في الوقت المناسب أثناء عملية التصلب ويبقى داخل الصب. ومن خصائصها أنها موزعة بشكل غير منتظم، وغالبًا ما تظهر في توزيعات معزولة، وقد تكون بعض المسام كبيرة نسبيًا.
(3) عيوب الانكماش (3)
يُطلق على ظاهرة انخفاض الحجم بسبب انخفاض درجة الحرارة أثناء عملية تبريد سبائك الصب في الحالات السائلة والتصلب والصلبة انكماش سبائك الصب. ويُعد الانكماش سببًا أساسيًا للعديد من العيوب في المسبوكات، مثل تجاويف الانكماش، ومسامية الانكماش، والإجهاد، والتشوه، والتشققات. إنه أحد خصائص الصب المهمة لسبائك الصب. وهو يؤثر بشكل كبير على المسبوكات (مثل تحقيق الشكل الهندسي والأبعاد المطلوبة وإنتاج مصبوبات كثيفة وعالية الجودة).
يُطلق على التغير في الحجم عند انتقال سبيكة الصب من السائل إلى درجة حرارة الغرفة انكماش الحجم. يمكن التعبير عن انكماش السبيكة في الحالة الصلبة ليس فقط من حيث التغير في الحجم ولكن أيضًا من حيث التغير في الطول، وهو ما يُعرف بالانكماش الخطي. تخضع السبيكة لثلاث مراحل أثناء الانكماش: مرحلة الانكماش السائل، ومرحلة الانكماش في حالة التصلب، ومرحلة الانكماش في الحالة الصلبة.
الانكماش السائل: يشير إلى الانكماش الذي يحدث عندما تبرد السبيكة السائلة من درجة حرارة الصب إلى درجة حرارة السائل التي يبدأ عندها التصلب، ويتجلى ذلك في انخفاض مستوى السائل داخل تجويف القالب.
انكماش التصلب: بالنسبة للسبائك ذات نطاق درجة حرارة معينة، يُطلق على الانكماش الذي يحدث عند الانتقال من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة انكماش التصلب بسبب حالة تصلب السبيكة. ويشمل انكماش التصلب لهذه السبائك بشكل أساسي انخفاض درجة الحرارة (يتعلق بنطاق درجة حرارة التبلور في السبيكة) وتغير الحالة (تغير الحجم أثناء تغير الحالة).
انكماش الحالة الصلبة: يشير إلى الانكماش الذي يحدث عندما تبرد سبائك الصب من درجة حرارة التصلب إلى درجة حرارة الغرفة. في الإنتاج الفعلي، غالبًا ما يظهر انكماش التصلب في صورة انكماش في أبعاد الصب، لذلك يتم استخدام معدل انكماش خطي لتمثيله. لا يؤثر الانكماش الخطي لسبائك الصب بشكل مباشر على دقة أبعاد المسبوكات فحسب، بل هو أيضًا سبب أساسي للإجهاد والتشققات والتشوه في المسبوكات.
لا يرتبط معدل انكماش الصب بعوامل السبيكة المستخدمة فحسب، بل يرتبط أيضًا بخصائص عملية الصب والشكل الهيكلي للمسبوكات وكمية الغاز المذاب أثناء عملية صهر السبيكة. الانكماش السائل والتصلب هما السببان الأساسيان لتجاويف الانكماش والمسامية في المسبوكات.
أثناء عملية التبريد والتصلب في الصب، بسبب انكماش السبيكة السائل وانكماش التصلب في السبيكة، غالبًا ما تظهر الثقوب في المناطق التي يتصلب فيها الصب في النهاية. وتُسمَّى الثقوب الكبيرة والمركزة تجاويف الانكماش، بينما يُشار إلى الثقوب الصغيرة والمشتتة باسم مسامية الانكماش، كما هو موضح في الشكل 8-30. تكون تجاويف الانكماش وأشكال المسامية غير منتظمة وذات أسطح خشنة، ويمكن رؤية أطراف شجيرية متطورة. وبالتالي، يمكن تمييزها بوضوح عن الثقوب الغازية. لنفترض وجود تجاويف انكماش أو مسامية في الصب. في هذه الحالة، سوف يقلل ذلك من مساحة التحمل الفعالة للصب ويسبب تركيز الإجهاد، ويقلل بشكل كبير من الخواص الميكانيكية للصب ويقلل أيضًا من الخواص الفيزيائية والكيميائية للصب ويضر بكثافة السطح وأداء الصقل.
(4) عيوب السيولة
عندما يكون أداء ملء المعدن المنصهر ضعيفًا، من المحتمل أن تحدث عيوب مثل الملء غير المكتمل والإغلاق البارد. الملء غير المكتمل هو عندما يفشل المعدن المنصهر في ملء تجويف القالب بالكامل، مما يؤدي إلى صب غير مكتمل، كما هو موضح في الشكل 8-31. ومن خصائصه وجود ثقوب ملساء مستديرة الحواف على جدران الصب، أو عدم ملء طرف أو أكثر من أطراف الصب بالمعدن المنصهر. يشير الإغلاق البارد إلى عيب انقطاع كبير في الصب بسبب فشل منطقتين من المعدن في الاندماج الكامل. وغالباً ما يظهر مظهره على شكل خطوط مشابهة للشقوق، ولكن بالمقارنة مع الشقوق، تكون حوافها أكثر سلاسة، ويكون السطح حول الخطوط مجعداً قليلاً.
(5) عيوب خشونة السطح
تشير خشونة السطح إلى السطح غير المستوي وغير الأملس لفراغات الصب، والتي قد تحتوي على عيوب مثل النتوءات والثقوب الرملية، كما هو موضح في الشكل 8-32. تشير النتوءات إلى طبقة رقيقة غير منتظمة من المواد الملتصقة بحافة الصب، والمعروفة أيضًا باسم "الوميض". ترتبط عيوب خشونة السطح التي تظهر على مصبوبات المجوهرات ارتباطاً وثيقاً بجودة النموذج الأصلي، وجودة قالب الشمع، وجودة قالب الصب، وعملية الصب. عندما تكون قوة القالب منخفضة وتتقشر جزيئات مسحوق الصب، سيتشكل سطح خشن؛ وعندما يتشقق القالب، سيؤدي ذلك إلى ظهور نتوءات على الصب؛ وعندما لا تتم إزالة جزيئات مسحوق الصب المتقشرة أو الشوائب الغريبة من التجويف على الفور، ستصبح محاصرة في مناطق معينة من التجويف، مما يؤدي إلى عيوب ثقوب الرمل. نظرًا لأن هذه المواد أخف وزنًا من المعدن المنصهر إذا سمح الوقت والظروف بذلك، فإنها ستطفو على سطح الصب، لذلك غالبًا ما تظهر الثقوب الرملية على سطح الصب أو بالقرب منه.
2. تنفيذ المهام
الجدول 8-8 العيوب والأسباب المحتملة لعينات صب المجوهرات
| عيب في الصب | أسطورة العيب | الأسباب المحتملة |
|---|---|---|
| ظهور الوميض، النتوءات |
|
① نسبة غير مناسبة من مسحوق الصب والماء، الماء أكثر من اللازم ② تم خلط مسحوق الصب المفتوح في القالب الثابت ③ فرن الاحتراق سريع جدًا لرفع درجة الحرارة ④ الصب في الفرن قبل وضعه لفترة طويلة جدًا، التجويف داخل الشقوق الجافة |
| حبات ذهبية مرتفعة على السطح |
|
① نسبة الماء إلى المسحوق غير مناسبة، الماء قليل جدًا ② وقت عمل عملية خلط المسحوق طويل جدًا ③ تشغيل مستخرج الفراغ غير طبيعي |
| خشونة السطح |
|
① السطح الخشن للمسبوكات ② رداءة جودة أو فشل مسحوق الصب ③ درجة حرارة الاحتراق سريعة للغاية |
| صب معيب |
|
① إعداد ذرب غير عقلاني أو زرع شجرة نموذج الشمع ② درجة حرارة منخفضة لمعدن الصب ③انخفاض درجة حرارة الصب أثناء الصب ④كمية غير كافية من معدن الصب |
| مظهر المسامية |
|
① درجة حرارة معدن الصب عالية ② لم يتم حرق قالب الصب بالكامل ③ نسبة المواد المعاد استخدامها في الصب عالية جدًا ④ امتصاص شديد للغاز أثناء الصهر |
| ظهور تجويف الانكماش الظاهري |
|
① درجة حرارة صب المعدن السائل مرتفعة جدًا ② درجة حرارة قالب الصب مرتفعة للغاية ③ موقع أو حجم غير مناسب للذراع ④ ضغط صب غير كافٍ |
