ما هي النوى في صب الرمال?

1. مقدمة

النوى في صب الرمال بمثابة المهندسين المعماريين الداخليين الذين يشكلون الميزات المخفية للأجزاء المعدنية - تجاويف داخلية, يضعف, وممرات السوائل - أن القالب واحد لا يمكنه تحقيقه بمفرده.

تاريخيا, قام الحرفيون بإدخال خشب بسيط أو طين في قوالب بقدر ما يعود إلى روما القديمة;

اليوم, تستخدم المسابك تقنيات متقدمة من الرمال لإنتاج أشكال هندسية معقدة,

مثل سترات سائل تبريد المحرك, قنوات متعددة الهيدروليكية, ودوائر تبريد شفرة التوربينات, من المستحيل التكلفة بشكل فعال.

في العمليات الحديثة, تمثل النوى 25-35 ٪ من إجمالي حجم القالب, يعكس دورهم الحاسم في فتح تعقيد التصميم وتقليل تصنيع المصب.

2. ما هو جوهر?

في صب الرمل, أ جوهر هو على شكل دقيق, إدراج قائم على الرمال وضعت داخل تجويف القالب لإنشاء الفراغات الداخلية, مثل الممرات, يضعف, أو أقسام جوفاء, أن القالب وحده لا يمكن أن يتشكل.

في حين أن القالب يحدد الصب خارجي الهندسة, النوى تحديدها داخلي سمات.

الأساسية مقابل. قالب

بينما قالب يحدد الشكل الخارجي للملب, ال جوهر يخلق ميزات داخلية:

• قالب: تجويف جوفاء تشكلت عن طريق تعبئة الرمال حول السطح الخارجي للنمط.
• جوهر: وضعت تجميع الرمال داخل القالب قبل أن تتدفق لمنع تدفق المعادن, إنتاج الفراغات بمجرد إزالة.

يجب أن تدمج النوى بسلاسة مع القالب, مقاومة ضغوط المعادن المنصهرة (ما يصل الى 0.6 MPa في صب الألومنيوم) بينما تكسر في وقت لاحق بشكل نظيف للاشتعال.

3. أنواع النوى في صب الرمال

تأتي النوى في صب الرمال في عدة تصميمات, كل مصمم لإنشاء ميزات داخلية محددة - من الثقوب البسيطة إلى مقاطع التبريد المعقدة.

اختيار أرصدة النوع الأساسي المناسب استخدام المواد, دقة, قوة, و نظيف متطلبات.

النوى الصلبة

النوى الصلبة هي النوع الأساسي, مثالي لتشكيل ميزات جوفاء بسيطة في المسبوكات.

عادة ما تكون مصنوعة من خليط الرمل المتجانس مضغوط في الصناديق الأساسية.

بسبب هندستهم غير المعقدة, فهي فعالة من حيث التكلفة وسهلة الإنتاج, جعلها مناسبة للمكونات مثل أقسام الأنابيب, علب الصمام, أو كتل ميكانيكية مع تجاويف مباشرة.

• المزايا: تصنيع بسيط, التكلفة المنخفضة للأشكال الأساسية.
• القيود: استخدام المواد العالية; الإزالة الصعبة من التجاويف العميقة أو الضيقة بسبب عدم قابلية الانهيار.

النوى الصدفة

النوى القذائف عبارة عن نوى ذاتية الدقة التي تتشكلها إيداع الرمال المطلية بالراتنج ضد صناديق أساسية معدنية ساخنة, خلق جامد, قذيفة رقيقة الجدران بدقة عالية الأبعاد.

توفر هذه الطريقة الانتهاء من السطح والقوة الممتازة, جعل النوى القذائف مثالية للتطبيقات عالية الأداء.

• الاستخدامات الشائعة: كتل محرك السيارات, رؤوس الاسطوانات, والأجزاء التي تتطلب قنوات تبريد أو تزييت معقدة.
• الفوائد الرئيسية: التحمل الصارم (± 0.1 مم), الانتهاء من سطح أملس, وانخفاض استهلاك المواد.

النوى المربوطة بالراتنج

تستخدم في لا بياك و صندوق البرد عمليات صنع الأساس, توفر النوى المرتبطة بالراتنج قوة عالية واتساق أبعاد.

في طريقة عدم الخبز, يحفز المحفزات الكيميائية مزيج الراتين الرملي في درجة حرارة الغرفة, بينما تستخدم طريقة الصندوق البارد الغاز (عادة أبخرة أمين) لتصلب الراتنج في غضون دقائق.

• المزايا: أوقات دورة سريعة, قوة ميكانيكية ممتازة, مناسبة للإنتاج ذو الحجم العالي.
• الصناعات: السيارات, الآلات الثقيلة, ضخ الصمام والصمام.

CO₂ النوى (النوى السيليكات الصوديوم)

تصنع نوى CO₂ عن طريق خلط الرمال مع سيليكات الصوديوم وتصلب الخليط عن طريق حقن غاز ثاني أكسيد الكربون. هذه العملية تحدد النواة بسرعة, تمكين أوقات تحول سريعة.

• نقاط القوة: إنتاج سريع, صلابة أولية قوية.
• اعتبارات: من الصعب استرداد; قد تكون النوى هشة وعرضة لامتصاص الرطوبة.
• الاستخدامات النموذجية: وظائف قصيرة المدى أو عاجلة تتطلب توافرًا سريعًا.

النوى القابلة للطي

مصمم للتفكك أو الضعف أثناء التصلب أو بعده, النوى القابلة للطي بتبسيط الإزالة وتقليل خطر حدوث أضرار في الصب.

غالبًا ما تشمل هذه النوى في صب الرمال إضافات قابلة للاحتراق أو حساسة حراريًا تنهار أثناء مرحلة تبريد الصب.

• التطبيقات: المسبوكات الكبيرة أو المعقدة بعمق, السمات الداخلية الضيقة - مثل المحركات البحرية أو العلب الهيكلية.
• فوائد: تقليل التوتر أثناء التصلب, منع التكسير الداخلي, وتخفيف خروج المغلوب الأساسي.

النوى بمساعدة الفصل

للهندسة الأساسية الثقيلة أو غير المدعومة, يتم استخدام الفصول المعدنية للحفاظ على الموضع الأساسي أثناء ملء القالب.

تعمل الفصول كفروقة بين الجدار الأساسي والجدار ومصممة لتضميد مع الصب دون المساس بالسلامة المعدنية.

• حالات الاستخدام: المسبوكات الصناعية الكبيرة, مثل العلب التوربينات أو إطارات المحرك, حيث يؤدي التحول الأساسي إلى عدم دقة الأبعاد.
• المزايا: يمنع الحركة تحت ضغط المعادن; يحافظ على الدقة الداخلية.

4. المجلدات الأساسية وطرق المعالجة

5. الخصائص الأساسية ومعايير الأداء

يجب أن ترضي النوى في صب الرمال مزيجًا متطلبًا من ميكانيكية, الحرارية, و الأبعاد متطلبات إنتاج عيب خالي من العيوب.

أقل, نستكشف الخصائص الرئيسية الخمسة - وقيمها المستهدفة النموذجية - التي تراقبها لضمان الأداء الأساسي.

قوة

تحتاج النوى إلى نزاهة كافية لمقاومة ضغوط المزيج المنصهرة ولكنها تنهار بشكل نظيف أثناء Shakeout.

• القوة الخضراء (قبل العلاج الجاف)

• • النطاق النموذجي: 0.2-0.4 ميجا باسكال (30-60 PSI)
  • أهمية: يضمن النوى البقاء على قيد الحياة معالجة وتجميع العفن دون تشويه.

• قوة جافة (بعد علاج الموثق)

• • النطاق النموذجي: 2-6 ميجا باسكال (300-900 PSI) للنوى الراتنج
  • أهمية: يجب تحمل الأحمال الهيدروستاتيكية حتى 1.5 MPA في الصلب الصلب.

• قوة ساخنة (في 700-1200 درجة مئوية)

• • حفظ: ≥ 50% من القوة الجافة في درجة حرارة الصب
  • أهمية: يمنع التشوه الأساسي أو التآكل عندما يكون على اتصال مباشر بالمعادن المنصهرة.

نفاذية

يتم توليد الغاز أثناء التدفق (بخار, co₂) يجب الهروب دون تشكيل المسامية.

• رقم النفاذية (PN)

• • النوى الخضراء: 150-350 PN
  • صدَفَة & النوى الراتنج: 100-250 PN

• منخفض جدا (< 100): الفخاخ الغازات, مما يؤدي إلى فتحات الضرب.
• عالية جدا (> 400): يقلل من القوة الأساسية, التآكل المخاطرة.

قابلية الانهيار

الانهيار الذي يتم التحكم فيه من النواة يخفف من الهز ويستوعب انكماش المعادن.

• قياس قابلية الانهيار: 0.5-2.0 مم تشوه تحت الحمل القياسي
• الآليات:

• • النوى الخضراء: الاعتماد على الرطوبة وهيكل الطين لتشوه.
  • النوى الراتنج: استخدام إضافات هارب (غبار الفحم) أو طبقات ضعيفة.

• فائدة: يقلل من الضغوط الداخلية - إعادة تنفيس الدموع الساخنة في تجاويف عميقة.

دقة الأبعاد

دقة الميزات الداخلية تملي بدلات تصنيع ما بعد البث.

الاستقرار الحراري

يجب أن تحافظ النوى على النزاهة تحت تدفق الحرارة السريعة من المعدن المنصهر.

• معامل التمدد الحراري: 2.5-4.5 × 10⁻⁶/ك (الرمال الأساسية مقابل. معدن)
• الانكسار:

• • النوى القائمة على السيليكا: ما يصل الى 1,200 درجة مئوية
  • الزركون أو الكروميت النوى المحسنة: > 1,700 درجة مئوية

• أهمية: يقلل من التحول الأساسي الناجم عن التمدد الحراري غير المتكافئ.

6. كيف يتم وضع النوى في مكانها?

ضمان بقاء النوى في وضع بدقة في جميع أنحاء صب والتصلب أمر بالغ الأهمية: حتى التحول الطفيف يمكن أن يشوه الممرات الداخلية أو يتسبب في غزو المعدن من تجويف الأساسي.

تعتمد المسابك على مزيج من التسجيل الميكانيكي, الدعم المعدني, و الوسائل الترابط لقفل النوى بشكل آمن في القالب.

التسجيل الميكانيكي مع المطبوعات الأساسية

يتضمن كل نمط "المطبوعات الأساسية" البارزة التي تخلق فترات راحة مطابقة في COPE و DRAG. هذه المطبوعات:

• حدد موقع النواة في جميع المحاور الثلاثة, منع الحركة الجانبية أو الرأسية
• أحمال النقل من خلال تحمل وزن القلب والضغط المنصهر (ما يصل الى 1.5 MPA في الصلب)
• الأبعاد القياسية تمتد عادة من 5 إلى 15 مم إلى جدار القالب, تشكل إلى ± 0.2 مم للجلوس الموثوق به

عن طريق إغلاق القالب, مقاعد الطباعة الأساسية في جيبها, تقديم قابلة للتكرار, التداخل - لا يحتاج إلى أجهزة إضافية.

الدعم المعدني: الفصل والأكمام

عندما تهدد القوى الهيدروستاتيكية بالتعويم أو تآكل النوى, مسابك تنشر الدعم المعدني:

• دلاء هي أعمدة معدنية صغيرة - غالبًا ما يتم ختمها من نفس السبائك مثل الصب - في فترات منتظمة (كل 50-100 مم).
  يقومون بسد الفجوة بين الجدار الأساسي والجدار, حمل كل من الوزن الأساسي والضغوط المعدنية.
• الأكمام تتكون من أنابيب معدنية رقيقة الجدران التي تنزلق على الأقسام الأساسية الضعيفة, حماية الرمال من الاصطدام المعدني عالي السرعة وتعزيز بنية النواة.

بعد التصلب, تظل الفصل مضمنًا ويتم إزالته عن طريق الآلات أو اليسار كأقل قدر من الادراج; عادة ما يتم استخراج الأكمام مع الرمال.

الوسائل الترابط: المواد اللاصقة وأختام الطين

للنوى الخفيفة أو الدقيقة, قد تكون الدعم الميكانيكي وحدها غير كافٍ. في هذه الحالات:

• dabs لاصق- نقاط صغيرة من سيليكات الصوديوم أو الغراء الراتينج الخاص, تقديم القوة الخضراء الأولية دون إعاقة النفاذية.
• أختام قسيمة الطين- طلاء رفيع من ملاط ​​البنتونيت المطبقة حول المطبوعات الأساسية - يعزز الاحتكاك ويختام أي فجوات مجهرية, منع الرمل الناعم من الهجرة إلى التجويف أثناء الإغلاق.

تتطلب كلتا الطريقتين الحد الأدنى من المواد ، ولكنها تقلل بشكل كبير من "تعويم" الأساسي أثناء معالجة القالب وملء المعادن.

7. التجميع الأساسي وتكامل العفن

يعد التكامل السلس للنوى في القالب محوريًا لتحقيق الأشكال الهندسية الداخلية الدقيقة وتجنب العيوب مثل الأسس, تحول أساسي, أو اختراق المعادن.

تقنيات التوظيف الأساسية

الموضع اليدوي

• دبابيس محاذاة & المحددات: استخدم دبابيس دقيقة على السحب والتصدي لتوجيه النوى إلى الموضع.
• تأكيد اللمس: يجب أن يشعر المشغلون بـ "المقعد" الأساسي مقابل مطبوعاته, ثم أعط نقرة لطيفة لضمان المشاركة الكاملة.

التعامل الآلي

• القبيبين الآليين: مزود بالفراغ أو الأصابع الميكانيكية, اختيار الروبوتات, الشرقي, ووضع التجميعات الأساسية مع ± 0.1 دقة مم.
• تسلسل قابل للبرمجة: دمج أنظمة الرؤية للتحقق من الاتجاه والاكتشاف الأشياء الخارجية قبل الموضع.

العفن الاستعداد

قبل إغلاق المعالجة والسحب, تأكد من أن القالب مستعد تمامًا لقبول كل من المعدن الأساسي والمنصير:

• تفتيش تنفيس: تأكد من جميع الفتحات الأساسية (Ø 0.5-1 ملم) وفتحات العفن خالية من تراكم الرمال لتسهيل الهروب من الغاز.
• تعادل الظهر & التعبئة: ادعم الأسطح الأساسية الخارجية عن طريق الراحة الخلفية مع الرمال السائبة أو استخدام دعم الحفلات للبازلاء لنوى القذائف, منع التشوه الأساسي تحت ضغط المعادن.
• تصريح خط الفراق: تحقق من عدم احتلال الجسور الرملية أو الحطام خط الفراق, التي يمكن أن تحول المطبوعات الأساسية أو تسبب عدم تطابق.

الربط والختم الأساسي

• تطبيق DAB لاصق: للنوى الصغيرة أو الرقيقة, سيليكات الصوديوم الفورية أو لاصق الطين الاحتكاري في واجهات الطباعة الأساسية لمنع "تعويم" الأساسي أثناء إغلاق القالب.
• شرائح قسيمة الطين: في القوالب والأخضر, فرشاة طبقة رقيقة من الملاط البنتونيت حول طبقات أساسية; هذا يختام الفجوات ويضيف مقاومة الاحتكاك.

شيكات التجميع النهائية

قبل صب, إجراء فحص منهجي لتأكيد النزاهة الأساسية ومواءمة العفن:

• GO/NO - GO GOAGES: مقاييس الانزلاق على المطبوعات الأساسية للتحقق من عمق الجلوس الصحيح.
• التفتيش البصري مع الإضاءة: تألق الضوء الزاوية في تجويف القالب لتسليط الضوء على النوى غير المحسنة, فضفاضة, أو فجوات.
• اختبار الاهتزاز الديناميكي: يهتز بخفة مجموعة القالب; ستبقى النوى المضمنة بشكل صحيح غير متحرك, بينما تكشف النوى الفضفاضة عن نفسها.

8. العيوب المشتركة المرتبطة & العلاجات

9. استصلاح واستدامة الرمال الأساسية

• الاستصلاح البدني (الأخضر): تنظيف الاستنزاف والفحص استرداد 70-80 % جودة العذراء.
• الاستصلاح الحراري (النوى الراتنج): 600-800 درجة مئوية يحرق المجلدات; عائدات 60-70 % رمال قابلة لإعادة الاستخدام.
• استراتيجية المزج: امزج 20-30 % عذراء مع استصلاح للحفاظ على الأداء مع تقليل المكب 60%.

10. التطبيقات ودراسات الحالة

1. كتل محرك السيارات: تحققت النوى القابلة للطي في سترات المياه ± 0.5 أكثر من 1.5 م, تقليل وقت التصنيع 25%.
2. المشعبات الهيدروليكية: تم القضاء 70 % من عيوب الغاز في القنوات المتقاطعة, تحسين العائد.
3. قنوات تبريد التوربينات: 3النوى الرملية المطبوعة مدترا مع موثق الايبوكسي المنتجة ± 0.1 دقة MM وقطع المهلة من 8 أسابيع ل 2 أسابيع.

11. خاتمة

النوى تشكل البنية التحتية المخفية من مكونات مركبة الرمال المعقدة, تمكين الميزات الداخلية المعقدة التي تدفع الأداء في السيارات, الفضاء الجوي, والقطاعات الصناعية.

عن طريق اختيار أنواع الرمال المناسبة, المجلدات, وأساليب التجميع - والتحكم الصارم في الخصائص الأساسية واستصلاح - تحقق العوامل ذات الدقة العالية, عيب خالي من المسبوكات.

نتطلع إلى الأمام, صنع الأساس المضافة, المجلدات الصديقة للبيئة, وعد مراقبة الممتلكات في الوقت الحقيقي بتقدم التكنولوجيا الأساسية, دعم تصميمات متطورة بشكل متزايد.

 

الأسئلة الشائعة

ما هي النوى في صب الرمال?

أ جوهر هو إدراج على شكل خاص مصنوع من الرمال والتجميعات, وضعت داخل تجويف القالب لإنشاء Voids داخلية, يضعف, أو الهندسة الداخلية المعقدة في صب.

يتيح النوى إنتاج مكونات جوفاء مثل الأنابيب, كتل المحرك, وجثث الصمام.

كيف يختلف نواة عن القالب?

بينما قالب يشكل الشكل الخارجي للصب, ال جوهر يخلق الميزات الداخلية.

القوالب عمومًا أكبر وتحدد الخطوط الخارجية, في حين يتم وضع النوى داخل تجويف القالب لتشكيل تجاويف, الثقوب, والممرات.

ما هي المواد المستخدمة لصنع النوى?

معظم النوى مصنوعة من رمل السيليكا العالي جنبا إلى جنب مع نظام الموثق,

مثل الطين البنتونيت (للرمال الخضراء), راتنجات الحرارة (لقذيفة أو مربعات البرد), أو سيليكات الصوديوم (ل CO₂ النوى).

يمكن استخدام إضافات لتعزيز القوة, نفاذية, أو قابلية الانهيار.