تعتبر عملية الصب من طرق التصنيع المهمة في مجال تشكيل المعادن. جوهرها هو صب المعدن المنصهر في قالب صب الجاذبية وانتظر حتى يبرد ويتماسك لتكوين الصب المطلوب. أثناء عملية الصب، فإن توليد الغاز داخل القالب له تأثير كبير على جودة الصب وكفاءة الإنتاج والسلامة التشغيلية.

تحليل مصدر الغاز
أثناء عملية الصب، يتم توليد الغاز بشكل رئيسي من الجوانب التالية:
تطاير السائل المعدني: تطلق بعض السبائك المعدنية غازًا عند صهرها عند درجة حرارة عالية. على سبيل المثال، قد تطلق سبائك الألومنيوم الهيدروجين عند درجة حرارة عالية، وهو أمر لا يمكن تجاهله.
تحلل مواد القالب: سوف تخضع بعض مواد القالب للتحلل الحراري عند درجة حرارة عالية وإطلاق الغاز. تكون هذه الظاهرة واضحة بشكل خاص عند استخدام الطلاءات العضوية أو مواد بوليمرية معينة.
رطوبة بيئة الصب: بعد أن تتلامس الرطوبة الموجودة في بيئة الصب مع المعدن المنصهر، قد يتشكل بخار ويزيد من توليد الغاز.
التفاعل الكيميائي: التفاعلات الكيميائية بين المعادن أو السبائك المختلفة قد تؤدي أيضاً إلى إطلاق الغازات، خاصة عندما يكون تركيب السبائك معقداً أو يكون التفاعل نشطاً.

تأثير الغاز على جودة الصب
ينعكس تأثير الغاز على جودة الصب أثناء عملية الصب بشكل رئيسي في الجوانب التالية:
المسامية والشوائب: إذا لم يتم تفريغ الغاز في الوقت المناسب، قد تتشكل المسام أو الشوائب داخل الصب. لا تؤثر هذه العيوب على مظهر المصبوب فحسب، بل تقلل أيضًا بشكل كبير من خواصه الميكانيكية، مثل القوة والمتانة، وبالتالي تقصير عمر خدمة المنتج.
العيوب السطحية: قد يؤدي احتباس الغاز إلى حدوث عيوب مثل الفقاعات والشقوق على سطح الصب. لا تؤثر عيوب السطح هذه على مظهر الصب فحسب، بل قد تسبب أيضًا مشاكل أكثر خطورة في المعالجة والاستخدام اللاحقين.
عيوب تغير الطور: في بعض الحالات، يؤدي وجود الغاز إلى تغيرات طورية غير متساوية في الصب أثناء التصلب، مما سيؤثر بدوره على البنية الدقيقة للصب ويؤدي إلى تدهور الأداء.

تأثير الغاز على كفاءة الإنتاج
لا يؤثر توليد الغاز على جودة الصب فحسب، بل له أيضًا تأثير كبير على كفاءة عملية الصب:
تمديد وقت التبريد: قد يؤدي احتباس الغاز إلى إبطاء معدل تبريد السائل المعدني في القالب، وبالتالي تمديد دورة الصب. ولا يؤثر ذلك على كفاءة الإنتاج فحسب، بل قد يؤدي أيضًا إلى زيادة تكاليف الإنتاج.
إعادة العمل والتخريد: بسبب العيوب الناجمة عن الغاز، قد تحتاج المسبوكات إلى إعادة العمل أو الخردة، مما يزيد بشكل مباشر من تكاليف الإنتاج ويقلل من كفاءة الإنتاج.
تآكل المعدات: قد يتسبب توليد الغاز أيضًا في زيادة تآكل القوالب ومعدات الصب، مما يؤثر على عمر خدمة المعدات، وبالتالي زيادة تكاليف الصيانة والاستبدال.

تأثير الغاز على السلامة
أثناء عملية الصب، قد يشكل توليد الغاز أيضًا تهديدًا لسلامة المشغلين:
خطر الانفجار: بعض الغازات (مثل الهيدروجين) معرضة لخطر الانفجار في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة، وخاصة في بيئة محصورة. إذا لم يتم تفريغ الغاز بشكل فعال، فقد يتسبب ذلك في تراكم الضغط، مما يشكل خطر الانفجار.
إطلاق الغازات السامة: قد تطلق بعض مواد الصب غازات سامة عند درجات حرارة عالية، مما يشكل خطراً على صحة المشغلين. لذلك، من المهم بشكل خاص ضمان التهوية الجيدة وتصميم العادم أثناء عملية الصب.