كيفية منع تشوه وتكسير المعالجة الحرارية للقالب من خلال التصميم الرشيد والاختيار الصحيح للمواد؟

الجزء 1 التصميم العقلاني

تم تصميم القالب بشكل أساسي وفقًا لمتطلبات الاستخدام، وفي بعض الأحيان لا يمكن أن يكون هيكله معقولًا تمامًا ومتماثلًا بشكل متساوٍ. وهذا يتطلب من المصمم اتخاذ بعض التدابير الفعالة عند تصميم القالب دون التأثير على أداء القالب، ومحاولة الاهتمام بعملية التصنيع وعقلانية الهيكل وتناسق الشكل الهندسي.

(1) حاول تجنب الزوايا والأقسام الحادة ذات الاختلافات الكبيرة في السمك

يجب أن يكون هناك انتقال سلس عند تقاطع الأجزاء السميكة والرفيعة من القالب. هذا يمكن أن يقلل بشكل فعال من اختلاف درجة الحرارة في المقطع العرضي للقالب، ويقلل من الإجهاد الحراري، وفي الوقت نفسه يقلل من عدم تزامن تحول الأنسجة في المقطع العرضي، ويقلل من إجهاد الأنسجة. يوضح الشكل 1 أن القالب يستخدم شريحة انتقالية ومخروط انتقالي.

(2) زيادة فتحات العملية بشكل مناسب

بالنسبة لبعض القوالب التي لا يمكنها ضمان مقطع عرضي موحد ومتماثل، فمن الضروري تغيير الفتحة غير النفاذية إلى فتحة الوصل أو زيادة بعض فتحات المعالجة بشكل مناسب دون التأثير على الأداء.

ويبين الشكل 2أ قالبًا به تجويف ضيق، والذي سوف يتشوه كما هو موضح بالخط المنقط بعد التبريد. إذا كان من الممكن إضافة فتحتين للعملية في التصميم (كما هو موضح في الشكل 2ب)، فسيتم تقليل اختلاف درجة حرارة المقطع العرضي أثناء عملية التبريد، ويتم تقليل الضغط الحراري، ويتحسن التشوه بشكل كبير.

(3) استخدم الهياكل المغلقة والمتماثلة قدر الإمكان

عندما يكون شكل القالب مفتوحًا أو غير متماثل، فإن توزيع الضغط بعد التبريد يكون غير متساوٍ ومن السهل أن يتشوه. ولذلك، بالنسبة لقوالب الحوض العامة القابلة للتشوه، يجب إجراء التعزيز قبل التبريد، ثم قطعه بعد التبريد. إن قطعة الشغل الموضحة في الشكل 3 كانت مشوهة في الأصل عند R بعد التبريد، وتم تقويتها (الجزء المظلل في الشكل 3)، ويمكن أن تمنع تشوه التبريد بشكل فعال.

(4) اعتماد هيكل مشترك، أي صنع قالب التحويل، وفصل القوالب العلوية والسفلية لقالب التحويل، وفصل القالب واللكم

بالنسبة للقوالب الكبيرة ذات الشكل المعقد والحجم أكبر من 400 مم واللكمات ذات السماكة الصغيرة والطول الطويل، فمن الأفضل اعتماد هيكل مدمج، وتبسيط المجمع، وتقليل الحجم الكبير إلى الصغير، وتغيير السطح الداخلي للقالب إلى السطح الخارجي ، وهي ليست مناسبة فقط لمعالجة التدفئة والتبريد.

عند تصميم هيكل مدمج، يجب بشكل عام أن يتم تحليله وفقًا للمبادئ التالية دون التأثير على دقة الملاءمة:

• اضبط السُمك بحيث يكون المقطع العرضي للقالب ذو المقاطع العرضية المختلفة جدًا موحدًا بشكل أساسي بعد التحلل.
• تتحلل في الأماكن التي يسهل فيها توليد الضغط وتشتيت إجهاده ومنع التشقق.
• التعاون مع فتحة العملية لجعل الهيكل متماثلًا.
• إنها مريحة للمعالجة الباردة والساخنة وسهلة التجميع.
• الشيء الأكثر أهمية هو ضمان سهولة الاستخدام.

كما هو مبين في الشكل 4، فهو قالب كبير. إذا تم اعتماد الهيكل المتكامل، فلن تكون المعالجة الحرارية صعبة فحسب، بل أيضًا سوف يتقلص التجويف بشكل غير متناسق بعد التبريد، وحتى يسبب عدم استواء وتشويه مستوي لحافة القطع، وهو ما سيكون من الصعب معالجته في المعالجة اللاحقة. وبالتالي يمكن اعتماد هيكل مشترك. وفقًا للخط المنقط في الشكل 4، يتم تقسيمها إلى أربعة أجزاء، وبعد المعالجة الحرارية، يتم تجميعها وتشكيلها، ثم طحنها ومطابقتها. وهذا لا يبسط المعالجة الحرارية فحسب، بل يحل أيضًا مشكلة التشوه.

الجزء 2 الاختيار الصحيح للمواد

يرتبط تشوه وتكسير المعالجة الحرارية ارتباطًا وثيقًا بالفولاذ المستخدم وجودته، لذلك يجب أن يعتمد على متطلبات أداء القالب. يجب أن يأخذ الاختيار المعقول للصلب في الاعتبار دقة القالب وبنيته وحجمه، فضلاً عن طبيعة الكائنات المعالجة وكميتها وطرق معالجتها. إذا لم يكن للقالب العام متطلبات تشوه ودقة، فيمكن استخدام فولاذ أداة الكربون من حيث خفض التكلفة؛ بالنسبة للأجزاء التي تتشوه وتتشقق بسهولة، يمكن استخدام سبائك الفولاذ ذات القوة الأعلى والتبريد الحرج وسرعة التبريد الأبطأ؛ على سبيل المثال، قالب المكونات الإلكترونية يستخدم في الأصل فولاذ T10A، تشوه كبير وسهل التشقق بعد تبريد الماء وتبريد الزيت، وتجويف تبريد الحمام القلوي ليس من السهل تصلبه. الآن استخدم الفولاذ 9Mn2V أو الفولاذ CrWMn، حيث يمكن أن تلبي صلابة التبريد والتشوه المتطلبات.

يمكن ملاحظة أنه عندما لا يفي تشوه القالب المصنوع من الفولاذ الكربوني بالمتطلبات، فإنه لا يزال من المجدي استخدام سبائك الفولاذ مثل الفولاذ 9Mn2V أو الفولاذ CrWMn. على الرغم من أن تكلفة المواد أعلى قليلاً، إلا أنه تم حل مشكلة التشوه والتشقق.

أثناء اختيار المواد بشكل صحيح، من الضروري أيضًا تعزيز فحص وإدارة المواد الخام لمنع تشقق المعالجة الحرارية للعفن بسبب عيوب المواد الخام.

حرره ماي جيانغ من MAT Aluminium