صب الطرد المركزي

صب النحاس بالطرد المركزي: عملية صب متقدمة لسبائك الأكمام عالية الجودة

01 مبدأ العملية — الأساس الفني للصب بالطرد المركزي

الصب بالطرد المركزي هو طريقة صب تستخدم قوة الطرد المركزي الناتجة عن الدوران لتشكيل وتصلب المعدن السائل. المبدأ الأساسي هو صب سائل المعدن المنصهر في قالب دوار عالي السرعة.

تحت تأثير قوة الطرد المركزي التي تعادل عشرات أو حتى مئات المرات من وزن الجاذبية، يلتصق المعدن المنصهر بشكل وثيق بجدار القالب ليشكل شكلًا أسطوانيًا مجوفًا، ويتصلب ويتبلور تحت هذا الضغط.

توفر قوة الطرد المركزي القوية هذه ميزتين رئيسيتين: أولاً، تأثير تغذية المعدن جيد، ومن السهل تفريغ الشوائب والغازات؛ ثانيًا، يكون اتجاه تبريد الصب واضحًا، مما يشكل بلورة اتجاهية من الخارج إلى الداخل.

تعمل خاصية التصلب الاتجاهي هذه على تحسين الخواص الميكانيكية والفيزيائية للمسبوكات بشكل كبير، مما يجعل الصب بالطرد المركزي مناسبًا بشكل خاص لإنتاج الأجزاء الدوارة المتناظرة مثل الأكمام والأنابيب.

02 المزايا التقنية - الخصائص المميزة للصب بالطرد المركزي

● جودة صب ممتازة

الميزة الأكثر أهمية للصب بالطرد المركزي هي جودة الصب الممتازة. في ظل قوة الطرد المركزي القوية، من السهل تفريغ الغاز والخبث الموجود في السائل المعدني، بحيث تكون كثافة الصب عالية، والعيوب مثل المسام وإدراج الخبث قليلة.

هذه الكثافة العالية تؤدي مباشرة إلى خصائص ميكانيكية أفضل، مما يجعل الخواص الميكانيكية لصب النحاس بالطرد المركزي قريبة من مستوى عملية الحدادة.

● انخفاض تكاليف الإنتاج

تؤدي عملية الصب بالطرد المركزي أيضًا إلى تحسينات كبيرة في الإنتاجية وتوفير في التكاليف. ليست هناك حاجة لاستخدام قلب عند إنتاج المسبوكات المجوفة، مما يبسط إلى حد كبير عملية إنتاج مصبوبات الأكمام والأنابيب.

في نفس الوقت، هذه العملية لا تحتوي تقريبًا على أي استهلاك للمعادن في نظام البوابات ونظام الرفع، مما يحسن بشكل كبير إنتاجية العملية ومعدل استخدام المواد. بالنسبة لمواد سبائك النحاس القيمة، فإن الفوائد الاقتصادية لتوفير هذه المواد واضحة بشكل خاص.

● القدرة على التصنيع المركب

يُظهر الصب بالطرد المركزي أيضًا قدرات تصنيع مركبة فريدة من نوعها. من السهل تصنيع مصبوبات معدنية مركبة من الأنبوب والأكمام، مثل الأكمام النحاسية المدعومة بالفولاذ، واللفائف ثنائية المعدن، وما إلى ذلك.

من خلال اعتماد تقنية مركب صب المعدن السائل المزدوج بالطرد المركزي، فمن الممكن تحقيق مركب ثابت من معادن مختلفة مثل الفولاذ والنحاس والفولاذ والألمنيوم، إلخ. الواجهة مسننة، مع قوة ربط عالية وجودة موثوقة.

وهذا يفتح مسارًا تصنيعيًا جديدًا لأجزاء المواد المركبة المستخدمة في ظروف العمل الخاصة.

03 قيود التطبيق - الحدود الفنية للصب بالطرد المركزي

على الرغم من أن الصب بالطرد المركزي له العديد من المزايا، إلا أنه ليس عملية عالمية، وفهم حدودها أمر ضروري للتطبيق الصحيح.

أولاً، هناك قيود واضحة على عملية الصب بالطرد المركزي في إنتاج المسبوكات ذات الأشكال الخاصة. إنها مناسبة أكثر لتصنيع الأجزاء الدوارة المتماثلة مثل الأسطوانات والأكمام والأنابيب، ولكن من الصعب التعامل مع المسبوكات ذات الشكل المعقد.

ثانياً، جودة السطح الداخلي للصب بالطرد المركزي رديئة. قطر الثقب الداخلي للصب غير دقيق، والسطح الداخلي خشن، الأمر الذي يتطلب عادةً بدلًا كبيرًا من المعالجة. وهذا يجعل خطوات المعالجة الإضافية ضرورية لسيناريوهات التطبيق ذات متطلبات السطح الداخلي العالية.

علاوة على ذلك، فإن الصب بالطرد المركزي يكون عرضة للفصل بالثقل النوعي. لذلك، فهو غير مناسب للسبائك مثل برونز الرصاص المعرضة للفصل بالثقل النوعي.

تجدر الإشارة بشكل خاص إلى أنها غير مناسبة لصب السبائك التي تكون فيها الثقل النوعي للشوائب أكبر من المعدن المنصهر.

04 التطبيق العملي – الحل الاحترافي لصب النحاس بالطرد المركزي

◆ صب البطانات البرونزية الكبيرة بالطرد المركزي

في التطبيقات العملية، تعتبر البطانات البرونزية الكبيرة المصنوعة من القصدير منتجات نموذجية للصب بالطرد المركزي. يستخدم هذا النوع من الأجزاء على نطاق واسع في الصناعة الميكانيكية، مع مقاومة تآكل ممتازة وخصائص تشحيم ذاتي، وغالبًا ما يستخدم في تصنيع البطانات والمحامل والعتاد والأجزاء الأخرى المقاومة للتآكل.
ZCuSn10Pb1 برونز القصدير، على سبيل المثال، قوة الشد لحالة الصب بالطرد المركزي تصل إلى 330 ميجا باسكال، قوة الخضوع 170 ميجا باسكال، الاستطالة 4٪، صلابة برينل يمكن أن تصل إلى 785 HBS.
هذه البيانات أعلى بكثير من نفس المواد المستخدمة في صب الرمل، مما يعكس بشكل كامل مزايا الصب بالطرد المركزي في تحسين الخواص الميكانيكية.

◆ التحديات الفنية والتدابير المضادة

في عملية صب البطانات البرونزية بالطرد المركزي، تتمثل التحديات الرئيسية في الإنتاج في الفصل العكسي والانكماش. يتميز برونز القصدير بخصائص مضادة للفصل، ونطاق درجة حرارة التبلور واسع، لذلك من السهل إنتاج عيوب الانكماش والمسامية.

لحل هذه المشكلة، تم حل الانكماش الخطير الناتج عن التصلب ثنائي الاتجاه بنجاح عن طريق إضافة سبيكة Ni واعتماد إجراءات التبريد بالرش المعدني.

يضمن هذا الإجراء التكنولوجي المبتكر ثبات جودة البطانات البرونزية الكبيرة أثناء عملية الصب بالطرد المركزي، مما يجعل قوتها ومقاومتها للضغط تلبي متطلبات ظروف العمل القاسية.

◆ مجموعة منتجات متنوعة

يمكن لتكنولوجيا الصب بالطرد المركزي إنتاج مجموعة متنوعة من منتجات سبائك النحاس. تشمل الدرجات الشائعة: QSn4-3، QSn4.4-2.5، QSn7-0.2، ZQSn10-1، ZQSn5-2-5، ZQSN6-6-3، إلخ.

الأكمام النحاسية، البلاط النحاسي، الألواح النحاسية المنزلقة، التروس الدودية النحاسية وغيرها من المنتجات المنتجة من هذه المواد تستخدم على نطاق واسع في الصناعات الكهربائية والإلكترونية والميكانيكية ومركبات النقل وغيرها من الصناعات، مما يدل على الأداء الفني والاقتصادي الممتاز.

مع التحسين المستمر لمتطلبات جودة الأجزاء في الصناعة التحويلية، سيتم تعزيز مكانة تكنولوجيا الصب بالطرد المركزي في تصنيع أجزاء سبائك النحاس. هذه العملية ليست مناسبة فقط لإنتاج غلاف نحاسي برونزي كبير من القصدير، ولكنها تُظهر أيضًا إمكانات كبيرة في مجال المسبوكات المركبة ثنائية المعدن.

في المستقبل، مع النضج المستمر للتكنولوجيا المركبة للصب بالطرد المركزي، سنكون قادرين على رؤية المزيد من مصبوبات سبائك النحاس عالية الأداء وطويلة العمر التي تخدم مختلف المجالات الصناعية.

كل ما تحتاجه هو مجموعة النحاس من سبائك السبائك العادية أو الخاصة، يمكن أن توفر لك تقنية الصب بالطرد المركزي أداءً ممتازًا وحلاً لتحسين التكلفة.