تشكيل الإدراجات غير المعدنية في الصب

تشمل مصادر الشوائب والغازات في المعدن المنصهر بشكل رئيسي عدة جوانب: المخلفات والغازات الناتجة عن التحلل الحراري وتبخير الأنماط، والخبث والغازات المتولدة أثناء صهر المعدن المنصهر، وخبث الأكسيد المتكون من أكسدة المعدن المنصهر، وحل غازات معينة بواسطة المعدن المنصهر ذو درجة الحرارة العالية، والشوائب الخارجية التي تدخل تجويف القالب المختوم.

ومن بين هذه الخبث والغازات، يشكل الخبث الناتج عن صهر المعدن المنصهر النسبة الأكبر، يليه الخبث الناتج عن التفاعلات بين الغازات الذائبة في المعدن المنصهر ذو درجة الحرارة العالية والمعدن نفسه، وكذلك الأكاسيد المتكونة من أكسدة المعدن المنصهر. في الواقع، تحتل البقايا الناتجة عن تبخير النمط والتحلل الحراري نسبة صغيرة نسبيًا. ومع ذلك، فإن سوء إغلاق تجاويف النمط يسمح للشوائب الخارجية بالغزو، مما قد يؤدي إلى عيوب شديدة الشمول.

تتميز هذه الخبث والغازات والشوائب الصلبة المختلطة خارجيًا بكثافة منخفضة. وهي تطفو ببطء إلى أعلى أثناء ملء المعدن المنصهر وتبريده قبل التصلب، وتنجرف نحو المناطق ذات الضغط الجانبي المنخفض تحت الضغط السلبي. إذا تسربت مثل هذه الخبث والغازات من المسبوكات بينما يظل المعدن سائلاً، فلن يحدث أي اندماج أو عيوب في فتحة النفخ.

في شركات صب الرغوة المفقودة، يتم ترتيب غرف الضغط السلبي لأنظمة الضغط السلبي لصناديق الرمل في الغالب في الجزء السفلي والجدران المحيطة بصناديق الرمل. يكون اتجاه الاستخلاص بالضغط السلبي متعامدا مع الاتجاه الطبيعي العائم للأعلى للخبث والغازات، مما يعيق التعويم لأعلى وتفريغ الشوائب والغازات.

إن العوامل الديناميكية الحرارية والحركية التي تحكم تكوين وإزالة الشوائب في المعدن المنصهر تسهل حدوث عيوب الشمول في مصبوبات الرغوة المفقودة، بينما تعيق إزالتها. نظرًا لتنوع المواد الخام والمواد المساعدة التي تعتمدها المسابك المحلية، وتحت ضغط التخفيض المستمر للتكلفة، فإن خردة الفولاذ والحديد الخام المشتراة تحتوي على تركيبات معقدة وشوائب وفيرة.

تقوم معظم المسابك بإذابة خردة الفولاذ في أفران الحث متوسطة التردد لإنتاج الصب، مما يؤدي إلى ارتفاع محتوى عناصر الشوائب في المعدن المنصهر. وفي الوقت نفسه، فإن المواد النمطية المستخدمة من قبل شركات صب الرغوة المفقودة المحلية هي في الغالب رغوة البوليسترين للبناء والتعبئة والتغليف. تنتج التفاعلات الفيزيائية والكيميائية المعقدة بين حشو المعدن المنصهر والمواد النمطية منتجات انحلال حراري وفيرة، مما يزيد من الشوائب في المعدن المنصهر.