الكسي و الصب

الكسي و الصب


المبدأ الأساسي في عمليات الكسي والصب:
1- الكسي: تتم بتغليف المثال الشمعي بمادة مقاومة للحرارة.
2- الإحماء: يحمى الشمع حتى الذوبان ويحترق ويخرج بواسطة مجرى خاص تاركا مكانه فراغا.
3- الصب: يحتل المعدن السائل مكان الشمع بواسطة القوة النابذة.

المساحيق الكاسية:
n هي
مزيج من المواد التي تحتمل الحرارة العالية والتي بتمددها تعوض عن
التغيرات الحجمية الحاصلة في الشمع والمعدن.ويعتبر السيليس المادة الأساسية
في تركيبها وهو الذي يسمح بالتمدد الحاصل لهذه المساحيق.

أقسامها:
تقسم إلى قسمين حسب طبيعة الرابطة التي تحدد كيفية استعمالها:
1- المساحبق ذات الرابطة الجبسية :
وهي تتألف من خليط الجبس والسيليس وهي مخصصة للمعادن التي درجة انصهارها أقل من 1100 درجة مئوية: مثل الذهب
2- المساحيق الكاسية ذات الرابطة السيليكية. أوالفوسفاتية:
n وهي
مؤلفة من عديد السيليكات أو من الفوسفوسيليكات وهي مخصصة للمعادن التي
درجة انصهارها أكبر من 1100 درجة مئوية(مثل الكروم –كوبالت، النيكل كروم) .

المساحيق الكاسية ذات الرابطة الجبسية:
n تعوض عن تقلص الشــمع والمعـدن وذلك إما بواسطة التمدد الحروري وإما بالتمدد الرطوبي الخاص بالجبس.
n يتألف من مزيج مسحوق وسائل.
n يتركب المسحوق:
من كبريتات الكالسيوم نف المائية بنسبة تتراوح بين 25-45% ومن جزيئات
السيليس بالإضافة إلى بعض العناصر مثل الكربون والنحاس الغروي.
أما السائل: فيتركب من الماء المقطر.
يتراوح زمن تصلب المسحوق الكاسي بين 9-18 دقيقة.

التمدد التصلبي
n يتراوح بين 0.3-0.4% (يسببه السيليس بشكل أكبر من الجبس ) .

n يزداد هذا التمدد عندما تنخفض درجة الحرارة وتنخفض نسبة الماء، وعندما يزداد زمن المزج أكثر من 5 دقائق.

التمدد الرطوبي
n يحدث عندما يتماس الجبس الممزوج مع الماء .
n إذا قلت نسبة الماء يقل التمدد الرطوبي
n إذا ازداد زمن المزج ازداد التمدد الرطوبي
n إذا ازداد زمن غطس البوتقة بالماء ازداد التمدد الرطوبي
n إذغ تم تغطيس البوتقة مباشرة بالماء بعد التصلب ازداد التمدد الرطوبي.

التمدد الحراري
n يتعلق بتأثير الحرارة على المادةالجبسية والسيليسية، وبشكل عام :
n لا يجب توقيف احماء البوتقة وضمنها المسحوق الكاسي واعادة احمائها بعد أن تبرد
n يجب احماء البوتقة مابين درجة 200-300 درجة بشكل هادىء كي لا يحدث شقوق في المسحوق الكاسي.

الخواص التي يجب أن يتمتع بها المسحوق الكاسي:
n يعطي تفاصيل دقيقة الشكل للمثال الشمعي.
n مقاوماً للحرارة العالية، ومقاوما للصدمة الناتجة عن دخول المعدن المنصهر بعد ذوبان الشمع
n التعويض عن تقلص النعدن.

طريقة استعمال المسحوق الكاسي ذي الرابطة الجبسية:
1- تثبيت سلك الصب أو الوتد:
n يمكن أن يكون من الشمع أو البلاستيك أو المعدن المغلف بالشمع يسهل نزعه بعد الإحماء.
تتراوح أقطار هذه الاوتاد بين :1-1.5-2 ملم.
يثبت
سلك الصب على النموذج الشمعي بحيث يكون اتجاه المعدن السائل عند دخوله
مماسا لجدران القالب الكاسي وليس عمودياً مع تلك الجدران لتجنب تكسرها .
ضرورة أن يثبت الوتد في الاماكن الشمعية الأكثر سماكة.

تشكيل حجرة التغذية:

- يكون مركزها في الثلث القريب من الشمع لسلك الصب
- ذات شكل بيضوي
- طولها أكبر من عرضها
- تنتهي على بعد 1ملم من النموذج الشمعي
- يكون حجمها = نصف حجم النموذج الشمعي.
- تمنع حدوث التجاويف الطاسية في المعدن والتي تنتج نتيجة تقلص المعدن .

القاعدة الخشبية:

وهي قاعدة مخروطية من الخشب أو من الكاوتشوك مجوفة في قمتها لتسمح بدخول
سلك الصب الحامل للمثال الشمعي، وهي مجهوة بميزاب دائري تدخل ضمنه اسطوانة
الصب.

اسطوانة الصب:
-سماكتها 2ملم
.- قطرها 3-4سم
.-ارتفاعها: 4-6 سم.
- مصنوعة من النحاس.
- تبطن بشرائط الأميانت بطول 10 سم وعرض 3 سم.

الفائدة من تبطين الأسطوانة بالأميانت:
n يلعب دور الوسادة في حال التمدد للمسحوق الكاسي
تمنع الأسطوانة من البرودة المفاجئة حيث:
-المبطنة تبرد بمعدل 10 درجات بالدقيقة
-غير المبطنة تبرد بمعدل 38 درجة بالدقيقة
-لذلك عملية الصب يجب أن تكون سريعة بدقيقة واحدة بعد إخراج البوتقة من الفرن
n يساعد في نزع المسحوق الكاسي من البوتقة بعد الإنتهاء من عملية الصب



الكسي :
طريقة الكسي بأجهزة التخلية الهوائية


إحماء البوتقة
n تترك الأسطوانة لمدة ساعة بعد الصب كي اتمام التصلب
نفصل القاعدة الخشبية بحذر شديد
تسمى الحفرة المتشكلة من نزع القاعدة الخشبية بقمع الصب
ننزع وتد الصب بإحمائه قليلا إذا كان بلاستيكيا او معدنياً
ندخل الأسطوانة إلى فرن الإحماء بدرجة 150 لمدة نصف ساعة
يسيل الشمع ويخرج من القالب
نضع
البوتقة في درجة حرارة 480 أو 650 حوالي الساعة بحيث قمع الصب للأعلى كي
نسمح للغازات الناتجة عن حرق الشمع بأن تخرج من القالب الكاسي ونسمح
للأوكسجين بالدخول للقالب ليضمن احتراق كامل للشمع
n بعد انقضاء حوالي الساعة ضمن الفرن نبدأ عملية الصب
نخرج البوتقة من الفرن ونضعها في مكانها على الجهاز الخاص
يجب أن يكون الوقت بين اخراج البوتقة من الفرن وبدء الصب لا يتجاوز ثلاثين ثانية

عيوب الصب
عيوب متعلقة بعملية الصهر
عيوب متعلقة بتصلب المعدن
العيوب المسببة عن التصلب

1-عيوب متعلقة بعملية الصهر
n الإحتواء الغازي – الفقاعات:
تأتي إما من مصدر الحرارة نفسه (أوكسيد الفحم ، وثاني أوكسيد الفحم ، والهيدروجين)
n وإما من الهواء المحيط (أوكسجين –هيدروجين)
n هذه الغازات تنحل بالمعادن في حالتها السائلة ودرجة الإنحلال تتعاظم تبعاً لدرجة الحرارة.
n في الحالة الصلبة للمعادن فإن هذه الغازات تكون إما قليلة الإنحلال أو لا تنحل نهائياً.
n تنحل هذه الغازات بالمعدن المصهور لتنطرد بعدها بشدة عندما تنتهي عملية التصلب.
n ولكن هذه الغازات لا تستطيع الحصول على الوقت الكافي لكي تخرج من مجرى الصب بل تبقى محبوسة ضمن المعدن المتصلب حيث تتشكل فجوات دائرية أو ما تسمى بالفقاعات.(تسبب اضعاف المعدن)
n في بعض الحالات :إن الغازات المنحلة في الطبقات السطحية للمعدن تتشكل مركبات تمنحه قساوة خاصة ،إذن فهي مفيدة تسمى هذه العملية بالتقسية.
n لتجنب هذا العيب يجب علينا استعمال معدن نظيف.
n يجب علينا أن نحمي المعدن المصهور بمادة مزيلة للأكسدة حيث تمنع تماسه مع الهواء مثل البوراكس.
n يجب أن نصب النعدن بأخفض درجة حرارة ممكنة متوافقة مع قابلية المعدن للصب.
n يجب أن تكون مسامية المسحوق الكاسي كافية لتسمح بخروج الغازات.

الإندخالات الصلبة:
والتي تنشأ عن
n 1-وجود شوائب في المعدن.
n 2- بقايا المادة المسيلة.
n 3- دخول ذرات من المسحوق الكاسي ضمن المعدن المنصهر نتيجة الإرتطام.
n اندخال ذرات الجبس حين استخدام المسحوق الكاسي ذو الرابطة الجبسية عند ارتفاع الحرارة لدرجات عالية.
لذلك يجب:
n وضع سلك الصب بحيث يكون دخول المعدن مماسا لجدران المسحوق الكاسي
n استخدام المادة المسيلة ومزيلة التأكسد
n عدم الإحماء لدرجات عالية جداً للمساحيق ذات الرابطة الجبسية

نقص في قدرة انصباب المعدن:
n يحدث عندما لا يكون المعدن سائلا بشكل كافي بسبب إما برودة أثناء الصب أو عدم رفع الحرارة لدرجة الإنصهار
n لذلك من المفضل احماء البوتقة بشكل جيد وأن نكثر من أوتاد الصب وأن تكون قصيرة لتجنب برودة المعدن إذا كانت طويلة.

العيوب المتعلقة بتصلب المعدن
n التقلص: = التجاويف الطاسية(تقعر يحدث على سطح المعدن- مفتوح)(التجويف الطاسي المغلق = ضمن المعدن)
n تحل عن طريق صنع حجرات التغذيةعلى سلك الصب
n الإلتواء:
يحدث عندما تبرد الأجزاء السميكة بشكل أبطأ من الأجزاء الرقيقة مما يسبب
توترا في الأجزاء الرقيقة عندما تبرد السميكة تسبب التشوهات (الشرم
والإلتواء)