يعد التدفق المعدني المتحكم فيه سمة أساسية ومميزة قوالب صب الضغط المنخفض . إنه مبدأ حاسم يميز طريقة الصب هذه عن تقنيات الصب التقليدية ذات الضغط العالي.
فارق الضغط:
يكمن المفهوم الأساسي للتحكم في تدفق المعدن في قوالب الصب ذات الضغط المنخفض في تطبيق فرق ضغط منخفض نسبيًا لتحريك المعدن المنصهر من البوتقة أو فرن التثبيت إلى تجويف القالب. يتراوح فرق الضغط هذا عادةً بين 1 إلى 1.5 بار، وهو أقل بكثير من الضغوط العالية المستخدمة في طرق مثل الصب بالقالب عالي الضغط. يسمح استخدام الضغط المنخفض بملء القالب بشكل أكثر تدريجيًا ودقة.
يتم تحقيق فرق الضغط المنخفض عادةً من خلال الحفاظ على نظام مغلق، حيث يتعرض المعدن المنصهر في البوتقة إلى جو متحكم فيه، يتكون غالبًا من هواء أو غازات خاملة. ومن خلال تنظيم الضغط المطبق على سطح المعدن المنصهر، يمكن تعديل معدل التدفق بعناية لتحقيق خصائص التعبئة المطلوبة. يقلل هذا النهج الخاضع للتحكم من الاضطراب، وهو مصدر شائع للعيوب في المسبوكات، مثل مسامية الغاز وفراغات الانكماش.
مساعدة الجاذبية:
في صب الضغط المنخفض، تلعب الجاذبية دورًا مهمًا في تسهيل تدفق المعدن المتحكم فيه. عادة ما يتم وضع المعدن المنصهر في البوتقة على ارتفاع أعلى من تجويف القالب. ونتيجة لذلك، تساعد الجاذبية في توجيه المعدن إلى القالب. تضمن قوة الجاذبية هذه، جنبًا إلى جنب مع فرق الضغط المنخفض، تدفقًا سلسًا ومتحكمًا وموحدًا.
يؤدي استخدام الجاذبية إلى تقليل الحاجة إلى القوة الميكانيكية المفرطة أو الضغط الهيدروليكي، مما قد يسبب اضطرابات وعيوب. يسمح هذا النهج اللطيف المدعوم بالجاذبية بملء القالب بكفاءة دون تعريض المعدن المنصهر لتغيرات مفاجئة في السرعة أو الاتجاه، مما يقلل من احتمالية حدوث مشكلات مثل انحباس الهواء وسوء التشغيل.
التحكم في تعبئة القالب:
هناك جانب آخر مهم للتحكم في تدفق المعدن وهو التحكم الدقيق في عملية تعبئة المعدن. ويتم تحقيق هذا التحكم من خلال تصميم نظام البوابات، الذي يشتمل على مكونات مثل حوض الصب، والمجرى، والذباب. يقوم حوض الصب بتجميع المعدن المنصهر من البوتقة، بينما يقوم العداء والذباب بتوجيهه إلى تجويف القالب.
تم تصميم تصميم وأبعاد مكونات نظام البوابات هذه بعناية لضمان التدفق التدريجي والموحد للمعادن. تم تحسين حجمها وشكلها وموضعها لمنع الاضطرابات وانحباس الهواء. في جوهر الأمر، يعمل نظام البوابات كمنطقة عازلة هيدروليكية، مما يسمح للمعدن بالتدفق بشكل ثابت ومتساوي إلى القالب.
علاوة على ذلك، فإن تصميم نظام البوابات يأخذ في الاعتبار عوامل مثل درجة حرارة المعدن، واللزوجة، ومعدل التدفق. تم تصميم هذه المعلمات خصيصًا للسبائك المحددة التي يتم صبها، مما يضمن أن يتصرف المعدن بشكل متوقع ومتسق أثناء عملية التعبئة.
تقليل الأكسدة:
بالإضافة إلى التحكم في تدفق المعدن المنصهر، تشتمل قوالب الصب ذات الضغط المنخفض على ميزات لتقليل الأكسدة. يمكن أن يؤدي التعرض للأكسجين إلى تكوين أكاسيد على سطح المعدن، مما قد يؤثر على جودة الصب. للتخفيف من ذلك، غالبًا ما يكون الجو المتحكم فيه حول المعدن المنصهر خاملًا، مثل النيتروجين أو الأرجون، مما يمنع الأكسدة ويساعد في الحفاظ على نقاء المعدن.