انكماش المعادن في المسبوكات

تحقيق الأبعاد الضيقة التسامح لا يزال كل ما يقلق في الإنتاج.

كما يبرد المعدن المنصهر ويصلب, إنه يتعاقد حتما - في بعض الأحيان متوقع, في أوقات أخرى بشكل غير متوقع - تعاطيها على كيمياء السبائك, الهندسة, ومعلمات المعالجة.

دون التحكم السليم, الانكماش يمكن أن يقدم الفراغات الداخلية, التشوهات, وميزات خارج التسامح التي تعرض كل من الأداء والتكلفة.

في هذا المقال الشامل, ندرس ميكانيكا انكماش المعادن, آثارها العملية على السبائك الحديدية وغير الحديدية, والاستراتيجيات التي تستخدمها المسابك والمصممين لتخفيف العيوب.

1. مقدمة

دقة الأبعاد تدعم وظيفة كل مكون من مكونات الممثلين, من كتل محرك السيارات إلى العلب الفضائية الدقيقة.

انكماش المعادن يشير إلى انخفاض في الحجم والأبعاد الخطية التي تحدث كسبائك تحولات من السائل إلى درجة الحرارة المحيطة.

حتى متواضع 2-3 ٪ تقلص خطي في الصلب أو 5-8 ٪ في الألومنيوم يمكن أن يؤدي إلى خطأ, تزييف, أو مرفوض الأجزاء إذا لم يتم معالجتها.

من خلال استكشاف الانكماش عبر الأشكال الهندسية البسيطة مقابل المعقدة والسبائك الحديدية وغير الحديدية المتناقضة, نضع الأساس لضوابط التصميم والعملية المستهدفة.

2. أنواع الانكماش

يعد فهم الأنواع المتميزة من الانكماش الذي يحدث أثناء عملية الصب أمرًا ضروريًا لتحقيق دقة الأبعاد والنزاهة الهيكلية.

Shrinkage in metal castings typically progresses through three main stages—انكماش السائل, تصلب الانكماش, و صلب (Patternmaker’s) انكماش- مع آثار مختلفة على التصميم, تحضير العفن, والتحكم في العيوب.

بالإضافة إلى ذلك, يمكن تصنيف الانكماش من مظاهره المادية الكلية الكلية, صهر صغير, أو الأنابيب, اعتمادًا على المقياس والموقع داخل الصب.

انكماش السائل

يشير انكماش السائل إلى انخفاض الحجم حيث يبرد المعدن المنصهر من سكب درجة الحرارة إلى نقطة التصلب الخاصة به, بينما تبقى في حالة سائلة بالكامل.

يمكن أن يتراوح هذا الانكماش من 1% ل 3% حسب الحجم, اعتمادا على نوع السبائك.

على الرغم من أنه لا يشكل مصدر قلق للسيطرة الأبعاد بشكل عام, من الأهمية بمكان الحفاظ على مسارات التغذية المفتوحة من الناهضين خلال هذه المرحلة.

إذا فشل الناهض في توفير ما يكفي من المعدن المنصهر, قد يتطور الصب الانخفاضات السطحية أو ملء غير مكتمل.

مثال: قد تواجه سبائك الألومنيوم انكماش سائل 2.5%, استلزم تصميم الناهض الدقيق للحفاظ على ملء القالب متسق أثناء التبريد المبكر.

التصلب (الصلبة السائلة) انكماش

هذا هو الشكل الأكثر أهمية للانكماش من وجهة نظر منع العيوب.

كما التحولات المعدنية من السائل إلى الصلبة, يخضع لدرجة كبيرة تقلص الحجمي, عادة 3% ل 7%.

يحدث هذا الانكماش داخل ما يسمى "المنطقة الطري", حيث تتعايش كل من المرحلتين الصلبة والسائلة.

إذا لم يتم تغذية المعدن المنصهر بشكل صحيح خلال هذه المرحلة, الكلية الكلية عيوب مثل الفراغات, مسامية خط الوسط, أو تجاويف يمكن أن تشكل.

انكماش التصلب حساس للغاية:

• معدل التبريد والتدرجات الحرارية
• وضع التصلب (انصهار, اتجاهي, أو equiaxed)
• نطاق تجميد السبائك

التصلب الاتجاهي, الذي يعزز تدفق الحرارة أحادي الاتجاه نحو الناهضين, هي استراتيجية معتمدة على نطاق واسع لمواجهة هذه الآثار.

صلب (Patternmaker’s) انكماش

مرة واحدة تعزز تماما, يستمر الصب في التقلص لأنه يبرد إلى درجة الحرارة المحيطة. هذا الانكماش الخطي يتراوح عادة من 1% ل 2.5%, اعتمادا على السبائك. على سبيل المثال:

• الصلب الكربوني: ~ 2.0 ٪
• الحديد الرمادي: ~ 1.0 ٪
• سبائك الألومنيوم: ~ 1.3 ٪ ل 1.6%

يستوعب صانعو الأنماط هذا الانكماش عن طريق تحجيم أبعاد الأنماط باستخدام موحدة بدلات الانكماش.

يعتبر هذا الانكماش يمكن التنبؤ به نسبيًا وموحدًا, على الرغم من أنه قد يكون غير موحدة في المسبوكات ذات الأشكال الهندسية المعقدة أو سماكة القسم المتغير.

صلى الله عليه وسلم. الكلية الكلية مقابل. الأنابيب

يكتب	وصف	الموقع النموذجي	أسباب
صهر صغير	بخير, الفراغات المشتتة أو المسامية داخل الهيكل الصلب	مناطق عشوائية أو معزولة	التصلب الشجيري, تغذية سيئة
الكلية الكلية	كبير, غالبًا ما توجد الفراغات المرئية في المركز أو أعلى المسبوكات	مناطق الرقبة المركزية أو الناهضة	عدم كفاية تغذية الناهض
الأنابيب	تجويف على شكل قمع يمتد من الناهض إلى الصب	بالقرب من تقاطع البث	عدم كفاية حجم الناهض أو تأخير في التغذية

3. أوضاع التصلب وتأثيراتها

كيف يصلب المعدن - وضع التصلب- تأثير عميق على سلوك الانكماش, متطلبات التغذية, وجودة الصب النهائية.

التصلب ليس عملية موحدة; يختلف اختلافًا كبيرًا مع تكوين السبائك, معدلات التبريد, وتصميم العفن.

فهم أوضاع التصلب الثلاثة الرئيسية -انصهار, اتجاهي, و Equiaxed- ضروري للسيطرة على الانكماش وتقليل العيوب الداخلية مثل المسامية والفراغات.

التصلب الانصهار

يحدث التصلب الانصهار عندما ينتقل المعدن أو السبائك من السائل إلى الصلبة عند درجة حرارة ثابتة, تشكيل مرحلتين أو أكثر صلابة في وقت واحد في مزيج جيد جدا.

يحدث هذا التحول بسرعة, في كثير من الأحيان عبر القسم المتقاطع في وقت واحد, ترك الفرصة الدنيا لتغذية الانكماش.

• سبائك مشتركة: الحديد الرمادي, سبائك الألومنيوم سيليكون (على سبيل المثال, A356), وبعض البرونز
• خصائص الانكماش: انخفاض الكلية الكلية, ولكن عرضة للزخارف الدقيقة إذا لم يتم التحكم فيها بشكل صحيح
• سلوك التغذية: يتطلب الحد الأدنى من حجم الناهض, لكن الإدارة الحرارية الدقيقة ضرورية

مثال: تصبغ الحديد الرمادي تتجمع من خلال تفاعل تنصحي ينتج رقائق الجرافيت.

قد يؤدي التوسع الحجمي الناجم عن هطول الأمطار في الجرافيت في بعض الأحيان إلى انكماش الانكماش, جعل الحديد الرمادي متسامح نسبيا من حيث التغذية.

التصلب الاتجاهي

في التصلب الاتجاهي, يعزز المعدن تدريجياً من أحد طرفي الصب (عادة جدران العفن) نحو خزان حراري مخصص أو ناهض.

يسمح هذا التدرج الحراري المتحكم به, تقليل عيوب الانكماش.

• سبائك مشتركة: فولاذ الكربون, الفولاذ منخفضة الفولاذ, Superalloys المستندة إلى النيكل
• خصائص الانكماش: مسارات التثبيت الكلي التي يمكن التنبؤ بها يمكن إدارتها مع الناهضين في وضع جيد
• سلوك التغذية: ممتاز, إذا تم الحفاظ على التدرجات الحرارية وتجنب النقاط الساخنة

مثال: في المسبوكات الصلب, يتم تصميم التصلب الاتجاهي عن عمد من خلال استخدام قشعريرة (الذي يسرع التصلب) والناهضون المعزولون (الذي يؤخر ذلك).

هذا يرشد واجهة التصلب من أقسام أرق إلى سمك, مساعدة في صب خالي من العيوب.

التصلب المتدرج

يتضمن التصلب المتساوي النوى المتزامنة للحبوب في جميع أنحاء المعدن السائل.

يحدث التصلب بشكل عشوائي بدلاً من اتباع تدرج حراري يمكن التنبؤ به. هذا يجعل التحكم في التغذية والانكماش أكثر تحديا.

• سبائك مشتركة: الألومنيوم 356 (في بعض أساليب الصب), البرونز الألومنيوم
• خصائص الانكماش: مخاطر عالية من الانكماش الداخلي والزميد الدقيق
• سلوك التغذية: من الصعب الإدارة; عرضة للانسداد المبكرة لمسارات التغذية

مثال: في مصبوب الألومنيوم المعادن, قد تعزز الحبوب بشكل غير متوقع في المناطق المعزولة, إنشاء فراغات داخلية إذا تم حظر التغذية المعدنية عن طريق التصلب السابق. غالبًا ما يتم استخدام برنامج المحاكاة لتوقع مثل هذه المخاطر وضبط تصميم البوابات وفقًا لذلك.

الآثار المترتبة على المسامية وتصميم التغذية

يؤثر كل وضع التصلب على كيفية تطور المسامية وكيفية تصميم أنظمة التغذية:

وضع التصلب	خطر المسامية	تعقيد التغذية	كفاءة الناهض
انصهار	ماكرو منخفض, ممكن	معتدل	عالي
اتجاهي	منخفض إذا تمكنت بشكل جيد	منخفضة إلى معتدلة	عالي
Equiaxed	عالي (micro و macro)	عالي	قليل

4. العوامل المؤثرة الرئيسية

لا يخضع انكماش المعادن في المسبوكات لمتغير واحد بل عن طريق تفاعل معقد من المعادن, هندسي, والعوامل التي تعتمد على العملية.

يتيح فهم هذه العوامل مهندسي المسبكين بتصميم المسبوكات والعمليات التي تخفف من عيوب الانكماش, تعزيز دقة الأبعاد, وتحسين أداء الصب العام.

فيما يلي المساهمين الأساسيين الذين يؤثرون على سلوك الانكماش:

نوع السبائك والتكوين

يلعب نظام السبائك الذي يجري يلعب دورًا أساسيًا في تحديد خصائص الانكماش.

تقلص المعادن المختلفة وسبائك كل منها بمعدلات متفاوتة بسبب الاختلافات في تغيير الكثافة أثناء التصلب ومعاملات الانكماش الحراري.

• سبائك الصلب عادة ما تظهر تقلص التصلب الحجمي في حدود 3-4 ٪.
• سبائك الألومنيوم قد يتقلص 6-7 ٪, على الرغم من إضافات مثل السيليكون (على سبيل المثال, al-i allays) تقليل الانكماش من خلال تشكيل الهياكل الموسيقية.
• السبائك القائمة على النحاس يمكن أن تظهر انكماش أكبر (ما يصل الى 8%), اعتمادا على وجود القصدير, الزنك, أو الألومنيوم.

يمكن أن يغير إدراج عناصر صناعة السبائك مسار التصلب (انصهار مقابل. Equiaxed), وبالتالي تغيير سلوك التغذية وميول المسامية.

سماكة القسم والتدرجات الحرارية

الميزات الهندسية لها تأثير كبير على معدلات التبريد وسلوك الانكماش المحلي. تحتفظ المقاطع الأكثر سمكًا بالحرارة لفترة أطول وتتجمع ببطء أكثر, بينما تبرد المقاطع الأرق بسرعة.

هذا يخلق الداخلية التدرجات الحرارية, الذي يملي كيف يتقدم التصلب من خلال الصب.

• أقسام سميكة هي عرضة للبقع الساخنة والفراغات الانكماش الداخلي.
• يتغير القسم المفاجئ (على سبيل المثال, من سميكة إلى رقيقة) قم بإنشاء مناطق إجهاد محلية وقد تمنع مسارات التغذية, مما يؤدي إلى انكماش مسامية.

تشجع أفضل الممارسات على تصميم التحولات السلسة وسمك القسم الموحد لإدارة تبديد الحرارة بالتساوي.

مادة العفن والصلابة

الخصائص الفيزيائية للقالب - خاصة أنه الموصلية الحرارية والصلابة- التأثير على كيفية استخراج الحرارة من المعدن المنصهر, يؤثر على كل من معدل التصلب واتجاهه.

• قوالب الرمال الخضراء توفر المرونة ويمكن أن تستوعب الانكماش البسيط ولكن قد يقدم تزييفًا بسبب قوتها المنخفضة.
• قوالب رمل محددة أو متطفلة كيميائيا توفير تحكم أكبر في الأبعاد ولكنهم أقل تسامحًا مع الانكماش الحراري, زيادة الضغط المتبقي.
• قوالب دائمة (على سبيل المثال, يموت الصب) فرض معدلات تبريد صارمة بسبب الموصلية الحرارية العالية ولكن تتطلب المزيد من بدلات الانكماش الدقيقة.

بالإضافة إلى ذلك, يمكن تطبيق الطلاء والقشعريرة على أوقات التصلب محليًا وفعالية التغذية.

دب درجة الحرارة والمعدل

ال درجة الحرارة التي يتم سكب المعدن عندها يؤثر على كل من السيولة وحجم نافذة التصلب.

يمكن للسخات الفائقة الأعلى تأخير النواة وتعزيز التصلب المعادن, التي قد تزيد من الدفعة الدقيقة.

• يمكن أن تسبب درجات الحرارة المرتفعة بشكل مفرط تدفقًا مضطربًا, حبس الغاز, والفراغات الانكماش.
• على العكس, قد تؤدي درجات حرارة سكب منخفضة إلى تصلب مبكر وإغلاق البرد, منع مسارات التغذية قبل حدوث تعويض الانكماش.

ال معدل صب يجب أيضًا تحسينه لضمان ملء جميع أجزاء القالب قبل بدء التصلب, مع تجنب تآكل العفن أو الاضطراب.

نظام التصميم والبوابات الناهض

يعد تصميم الناهض والبوابات الصحيح أحد أكثر الطرق المباشرة لمكافحة الانكماش. الناهضون يخدمون خزانات المعادن المنصهرة التي تغذي الصب كما تتقلص أثناء التصلب.

تشمل مبادئ التصميم الرئيسي:

• حجم الناهض يجب أن تكون كافية للتعويض عن تقلص التصلب.
• موقع الناهض يجب أن تكون بالقرب من النقاط الساخنة لضمان توفر المعدن المنصهر عند الحاجة.
• التصلب الاتجاهي يجب ترقيتها من خلال وضع وحجم الناهضين, بوابات, وقشعريرة.

تصاميم البوابات المتقدمة (البوابات السفلية, الضغط مقابل. الأنظمة غير الضغنية) تؤثر على كيفية ملء المعدن التجويف ويبرد, مما يؤثر بشكل مباشر على تكوين الانكماش.

5. استراتيجيات التعويض للانكماش المعدني في المسبوكات

يتطلب الانكماش المعدني بشكل فعال في المسبوكات مزيجًا من التصميم الدقيق, النمذجة التنبؤية, وضوابط العملية التي تم تنفيذها جيدًا.

نظرًا لأن الانكماش هو ظاهرة مادية لا مفر منها مرتبطة بالتبريد والتصلب, تركز المسابك على الاستراتيجيات التعويضية لضمان دقة الأبعاد ومنع العيوب الداخلية مثل الفراغات والمسامية.

يحدد هذا القسم التقنيات الهندسية الرئيسية والابتكارات التكنولوجية المستخدمة لإدارة الانكماش في كل من عمليات الصب الحديدية وغير الحديدية.

قواعد تحجيم النمط وعوامل تقلص CAD

واحدة من أهم الأساليب الأساسية للتعويض عن الانكماش هي ضبط حجم نمط الصب.

نظرًا لأن جميع المعادن تتعاقد بدرجات متفاوتة عند التبريد, ينطبق صانعو الأنماط بدلات الانكماش بناءً على معدلات الانكماش المتوقعة للسبائك المحددة.

• على سبيل المثال, الصلب الكربوني تتضمن الأنماط عادةً بدل الانكماش الخطي 2.0 ٪ - 2.5 ٪.
• سبائك الألومنيوم, بسبب انكماشها العالي, غالبًا ما يتطلب 3.5 ٪ - 4.0 ٪ من البدلات.
• يتم تنفيذ هذه القيم باستخدام "قواعد تقليص" في العمليات اليدوية أو عوامل التحجيم في CAD النماذج أثناء التصميم الرقمي.

لكن, لا يتم توزيع الانكماش بشكل موحد - قد يتطلب الأمر مع هندسة معقدة أو كتلة غير متساوية تعديلًا موضعيًا.

يسمح برنامج CAD الحديث بالتوسع الخاص بالمنطقة, تحسين الدقة في المسبوكات المعقدة.

وضع الناهض والتحكم في البقعة الساخنة

الناهضون يخدمون خزانات المعادن المنصهرة التي تغذي الصب أثناء التصلب, تعويض عن الانكماش الحجمي.

يعد تصميم الناهض الفعال ضروريًا لتعزيز التصلب الاتجاهي, ضمان التغذية الكاملة للأقسام السميكة, والقضاء على تجاويف الانكماش.

تشمل اعتبارات تصميم الناهض الرئيسية:

• مقاس: يجب أن يحتفظ الناهض بالحرارة لفترة أطول من الصب لتبقى منصهرة بينما يصلب الصب.
• موقع: يجب وضع الناهضين أعلاه أو بجوار البقع الساخنة - التي تعززها في النهاية بسبب تركيز الكتلة.
• شكل: توفر الناهضين الأسطوانيين أو المخروطيين نسب مساحة جيدة إلى السطح, تباطؤ فقدان الحرارة.
• عزل الناهض: استخدام الأكمام العازلة أو المواد الطاردة للحرارة يمكن أن يمتد وقت التبريد الناهض, تعزيز فعالية التغذية.

استخدام القشعريرة والأكمام العازلة

قشعريرة هي مواد ذات موصلية حرارية عالية (في كثير من الأحيان الحديد أو النحاس) وضعت في القالب لتسريع التصلب في المناطق المستهدفة.

يساعد استخدامها في التحكم في اتجاه التصلب ومعدل التصلب, بفعالية رسم جبهات التصلب بعيدا عن الناهضين لتعزيز التغذية الاتجاهية.

• قشعريرة داخلية يمكن تضمينها في تجاويف العفن.
• قشعريرة خارجية يتم وضعها خارج سطح الصب.
• يتم تطبيق الأكمام العازلة على الناهضين أو مناطق العفن تأخير التصلب, مساعدة التغذية في أقسام ثقيلة.

تساعد هذه الإدارة الحرارية الاستراتيجية على تقليل المسامية الداخلية وتضمن النزاهة الهيكلية المتسقة.

المحاكاة المتقدمة والبرامج التنبؤية

المسابك الحديثة تعتمد بشكل كبير برنامج المحاكاة لتصور وتحسين التحكم في الانكماش قبل إنتاج القوالب المادية.

برامج مثل Magmasoft, المشتريات, و البث الصلب يحاكي تدفق السوائل, نقل الحرارة, وسلوك التصلب داخل تجويف القالب.

وتشمل الفوائد:

• التنبؤ بمسامية الانكماش ومواقع المواقع الساخنة
• التحقق من صحة تصميم نظام البوابات
• تحسين وضع البرد وعزل العفن
• تقييم السبائك البديلة أو مواد العفن

على سبيل المثال, يمكن أن تكشف المحاكاة أن مساكن الألومنيوم الكبيرة لها منطقة ساخنة عالية الخطورة بالقرب من شفة تصاعد.

يمكن للمهندسين بعد ذلك إضافة الناهض المحلي والبرد لتحسين التغذية وتقليل التشويه.

التحكم في عملية مسبك ومراقبة

حتى مع تصميم الصوت والمحاكاة, يمكن أن تحدث عيوب الانكماش إذا لم يتم التحكم في متغيرات العملية باستمرار. وتشمل الضوابط العمرية الحرجة:

• درجة الحرارة: عالية جدا يمكن أن تزيد من الاضطراب والانكماش المسامية; قد يؤدي منخفضة جدًا.
• سخن العفن والطلاء: يؤثر على نقل الحرارة الأولي والتفاعل المعدني للعفن.
• معدلات التبريد: يمكن أن تتأثر بمواد العفن, الظروف المحيطة, ووضع المسبوكات في صندوق القالب.

الحصول على البيانات في الوقت الحقيقي من خلال المزدوجات الحرارية, pyrometry, والتصوير الحراري يدعم المراقبة والتعديلات الاستباقية أثناء مراحل الصب والتبريد.

6. معدلات انكماش السبائك (تقريبي)

هذه قائمة شاملة من معدلات انكماش سبيكة تقريبية للاستخدام الشائع سبيكة صب, تغطي كلاهما المعادن الحديدية وغير الحديدية.

عادة ما يتم التعبير عن قيم الانكماش الخطي هذه كنسب مئوية وهي ضرورية لتصميم الأنماط, تعويض الأدوات, والتحكم الدقيق في الأبعاد في عمليات المسبح.

السبائك الحديدية

نوع السبائك	تقريبا. الانكماش الخطي (%)	ملحوظات
الحديد الزهر الرمادي	0.6 - 1.0%	انكماش منخفض بسبب توسع الجرافيت أثناء التصلب.
الحديد الدكتايل (SG الحديد)	1.0 - 1.5%	انكماش معتدل; العقيدة تؤثر على تقلص الحجم.
الحديد الزهر الأبيض	2.0 - 2.5%	انكماش أعلى; لا تعويض الجرافيت.
الصلب الكربوني (قليل & واسطة)	2.0 - 2.6%	انكماش مرتفع; يتطلب مخاطر وذاتية دقيقة.
سبيكة الصلب (على سبيل المثال, 4140, 4340)	2.1 - 2.8%	يختلف مع محتوى السبائك ومعدل التبريد.
الفولاذ المقاوم للصدأ (304, 316)	2.0 - 2.5%	انكماش مرتفع; عرضة للفراغات الداخلية إذا لم تتغذى بشكل صحيح.
أداة الصلب	1.8 - 2.4%	حساسة لتدرجات درجة الحرارة وتصميم العفن.
الحديد المرن	1.2 - 1.5%	على غرار الحديد الدكتايل ولكن مع الصلب بعد التحويل.

سبائك غير محلية-تعتمد على الألومنيوم

نوع السبائك	تقريبا. الانكماش الخطي (%)	ملحوظات
الألومنيوم 356 (معالجة بالحرارة)	1.3 - 1.6%	انكماش معتدل; تتأثر بالمعالجة الحرارية T6.
الألومنيوم 319 / A319 (عالية Si-this)	1.0 - 1.3%	انخفاض انكماش; خصائص الصب الجيدة.
الألومنيوم 535 (ملغ)	1.5 - 1.8%	أكثر عرضة للمسامية; تستفيد من قشعريرة.
الألومنيوم 6061 (مسنن)	~ 1.6 ٪	تستخدم في الصب عندما تكون هناك حاجة إلى خصائص T6.
سبائك الألومنيوم (عام)	1.0 - 1.8%	يختلف حسب تكوين استراتيجية التبريد.

على أساس النحاس

نوع السبائك	تقريبا. الانكماش الخطي (%)	ملحوظات
أصفر النحاس (على سبيل المثال, C85700)	1.5 - 2.0%	انكماش مرتفع; يتطلب أنظمة تغذية قوية.
النحاس الأحمر (على سبيل المثال, C83450)	1.3 - 1.7%	تدفق جيد; انكماش معتدل.
السيليكون البرونز (C87300, C87600)	1.3 - 1.6%	يستخدم على نطاق واسع في الصب الفني; انكماش معتدل.
البرونز المصنوع من الألومنيوم (C95400)	2.0 - 2.5%	انكماش مرتفع; تصلب الاتجاه ضروري.
القصدير البرونز (C90300, C90500)	1.1 - 1.5%	انخفاض الانكماش بسبب محتوى القصدير.

سبائك غير محلية-تعتمد على النيكل

نوع السبائك	تقريبا. الانكماش الخطي (%)	ملحوظات
Inconel 718	2.0 - 2.5%	سبيكة درجات الحرارة العالية; يحتاج إلى التحكم الدقيق في الصب.
هاستلوي (سلسلة C.)	1.9 - 2.4%	تستخدم في التطبيقات المقاومة للتآكل.
مونيل (النيكل copper)	1.8 - 2.3%	ليونة جيدة; انكماش مرتفع.

سبائك المغنيسيوم

نوع السبائك	تقريبا. الانكماش الخطي (%)	ملحوظات
AZ91D (يموت الصب)	1.1 - 1.3%	وزن خفيف; السيطرة على التبريد السريع أبعاد.
ZE41 / ZE43 (صب الرمال)	1.2 - 1.5%	يتطلب السيطرة على مسامية الهيدروجين.

سبائك التيتانيوم

نوع السبائك	تقريبا. الانكماش الخطي (%)	ملحوظات
TI-6AL-4V	1.3 - 1.8%	سبيكة عالية الأداء; الاستثمار المطلوب.

7. تحمل الأبعاد والمعايير

تقوم المعايير الدولية بمحاذاة توقعات التصميم مع قدرات العملية:

• ISO 8062: يحدد درجات التسامح الصب (CT5 - CT15) هذا المقياس مع الحجم الاسمي.
• أسمي & ASTM: توفير بدلات تقليص خاصة بالصناعة (على سبيل المثال, ASTM A802 لسباق الصلب).
• التنازل عن ميزة ممن أجل الحصول على أخرى: تزيد التحملات الضيقة من تكلفة الأدوات ووقت الرصاص; المصممون التوازن بين القدرة على تحمل التكاليف ضد الدقة المطلوبة.

8. خاتمة

Metal shrinkage presents both predictable and complex challenges in صب.

من خلال الجمع بين الفهم المعدني - تقلص حراري, ديناميات تغيير الطور, وأنماط التصلب - مع أدوات التصميم والمحاكاة القوية,

يمكن للمهندسين والمسابك تخفيف عيوب الانكماش, تحسين استراتيجيات التغذية, وتحقيق طلب التحمل الضيق الطلبات الحديثة.

أخيرًا, يتوقف النجاح على التعاون المبكر بين فرق التصميم والإنتاج, الاستفادة من كل من التجربة والتكنولوجيا لتحويل المعادن المنصهرة إلى مكونات دقيقة.

في لانجهي, يسعدنا مناقشة مشروعك في وقت مبكر من عملية التصميم لضمان تطبيق أي سبيكة أو علاج ما بعد الصب, ستفي النتيجة بمواصفاتك الميكانيكية والأداء.

لمناقشة متطلباتك, بريد إلكتروني [email protected].

الأسئلة الشائعة على انكماش المعادن في المسبوكات

ما هو انكماش المعادن في المسبوكات?

يشير انكماش المعادن إلى انخفاض في الحجم والأبعاد الخطية التي تحدث كمعادن مصلية تبرد من درجة حرارة صبها إلى درجة حرارة المحيطة.

لماذا يتقلص المعدن أثناء الصب?

أولاً, الانكماش الحراري يؤدي إلى تقلص المعدن السائل لأنه يبرد نحو نقطة التجمد.

ثانية, تصلب الانكماش يحدث عندما ينتقل المعادن من السائل إلى الصلبة, مما يؤدي إلى تقلص حجمي إضافي.

أخيراً, انكماش المرحلة الصلبة يستمر حيث يبرد المعدن الصلب بالكامل إلى درجة حرارة الغرفة.

ما هو انكماش صانع النمط?

انكماش Patternmaker هو الانكماش الخطي (عادة 1-2 ٪) يحدث ذلك بعد ترسيخ المعدن بالكامل ويبرد إلى درجة حرارة الغرفة; تعوض المسابك عن ذلك عن طريق توسيع أبعاد الأنماط.

ما هي العوامل التي تؤثر على حجم الانكماش والاتجاه?

تشمل العوامل الرئيسية تكوين السبائك (على سبيل المثال, السيليكون يقلل من الانكماش في الألومنيوم), سمك القسم (تبرد المناطق الأكثر سمكا ببطء أكثر),

مادة العفن والصلابة (الرمال مقابل. قوالب دائمة), دب درجة الحرارة/المعدل, وتصميم الناهضين وأنظمة البوابات.

ما هو الدور الذي تلعبه الناهضون وقشعريرة في السيطرة على الانكماش?

الناهضون بمثابة خزانات معادن منفردة لإطعام الصب أثناء تقلص التصلب,

بينما قشعريرة (إدراج الموصلية العالية) تسريع التبريد في المناطق المستهدفة, تعزيز التصلب الاتجاهي ومنع الفراغات الداخلية.

كيف يتم حساب بدل الانكماش للنمط?

بدل الانكماش (%) = (البعد النمط - دام الصب) / أبعاد صب × 100%.

تستمد المسابك هذه البدلات تجريبياً لكل سبيكة وعملية, ثم قم بتنفيذها كعوامل مقياس CAD أو توسعات الأنماط.