في عملية التصميم والتصنيع قوالب رأس الاسطوانة ، يلعب اختيار المواد دورًا حيويًا، والذي يرتبط ارتباطًا مباشرًا بالأداء العام للقالب، وفعالية تصميم العادم، وجودة الصب النهائي. إن تصميم العادم لقالب رأس الأسطوانة هو ضمان التفريغ السلس للغاز أثناء عملية الصب، وذلك لتجنب توليد العيوب مثل الفقاعات والشوائب بشكل فعال.

الأداء الحراري
غالبًا ما يكون رأس الأسطوانة في بيئة ذات درجة حرارة عالية أثناء التشغيل، وبالتالي فإن الأداء الحراري لمادة القالب يعد أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص. خصائص مثل التوصيل الحراري ومعامل التمدد الحراري ومقاومة الحرارة لها تأثير مهم على فعالية تصميم العادم.
الموصلية الحرارية: يمكن للمواد ذات الموصلية الحرارية العالية توصيل الحرارة بسرعة خارج القالب، وتقليل درجة حرارة سطح القالب بشكل فعال، وتقليل توليد الإجهاد الحراري. هذه الميزة مهمة بشكل خاص في تصميم العادم، لأنه في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة، يزيد معدل تمدد الغاز داخل القالب بشكل ملحوظ. إذا لم يكن من الممكن تبديد الحرارة في الوقت المناسب، فقد يتسبب ذلك في سوء تفريغ الغاز، مما يؤثر على جودة الصب.
معامل التمدد الحراري: يؤثر معامل التمدد الحراري لمادة القالب بشكل مباشر على ثباتها الهندسي. إذا تمددت المادة كثيرًا عند درجة حرارة عالية، فقد يتسبب ذلك في تشوه القالب، وبالتالي التأثير على حجم وشكل قناة العادم، وبالتالي التأثير على قدرة تدفق الغاز.
مقاومة الحرارة: يجب أن تتمتع مادة القالب بمقاومة ممتازة للحرارة لتتوافق مع بيئة درجة الحرارة المرتفعة الناتجة أثناء عملية الصب. المواد ذات المقاومة الحرارية غير الكافية قد تصبح طرية أو تتشوه عند درجات الحرارة العالية، مما يتسبب في فشل القالب، وبالتالي يؤثر على جودة الصب بشكل عام.

الخصائص الميكانيكية
للخصائص الميكانيكية للقالب أيضًا تأثير كبير على مدة خدمته وفعالية تصميم العادم. تشتمل مواد قوالب رأس الأسطوانة شائعة الاستخدام على الحديد الزهر وسبائك الألومنيوم والفولاذ.
القوة والصلابة: تؤثر قوة وصلابة مادة القالب بشكل مباشر على مقاومة التآكل ومقاومة التشوه. أثناء عملية الصب بالضغط العالي، القالب يحتاج إلى تحمل الضغط والتأثير المطابق. المواد ذات القوة غير الكافية قد تسبب تلف العفن، مما يؤثر بدوره على استقرار تصميم العادم.
المتانة: تساعد المتانة الجيدة على تحسين مقاومة القالب للتشقق تحت أحمال الصدمات وتقليل مخاطر الأضرار الناجمة عن هشاشة المواد. أثناء الاستخدام، قد يتعرض القالب لصدمة حرارية ناجمة عن تغيرات درجة الحرارة. المواد ذات الصلابة غير الكافية قد تتسبب في تشقق القالب، مما يؤثر على سلامة قناة العادم.

مقاومة التآكل
أثناء عملية الصب، يتلامس القالب مع المعدن المنصهر والمواد الكيميائية الأخرى، وبالتالي فإن مقاومة التآكل للمادة ذات أهمية خاصة.
الوسائط المسببة للتآكل: قد تتفاعل بعض مواد الصب مع الغازات أو المعادن المنصهرة تحت ظروف درجات الحرارة المرتفعة، مما يسبب تآكل سطح القالب، والذي يؤثر بدوره على شكل وحجم قناة العادم. يمكن أن يؤدي اختيار المواد ذات المقاومة القوية للتآكل إلى إطالة عمر خدمة القالب بشكل فعال والحفاظ على فعالية تصميم العادم.
المعالجة السطحية: في بعض الحالات، يمكن أن تؤدي المعالجة السطحية للمواد العفنة (مثل الطلاء والرش وما إلى ذلك) إلى تعزيز مقاومتها للتآكل، وبالتالي تقليل التأثير السلبي على تصميم العادم. من خلال تكنولوجيا المعالجة السطحية المعقولة، يمكن تحسين مقاومة القالب للتآكل بشكل كبير، مما يضمن استقرار وموثوقية القالب في البيئات القاسية.