مع انتشار استخدام محاور العجلات المصنوعة من سبائك الألومنيوم في المركبات، أصبحت جودة عجلات سبائك الألومنيوم أكثر أهمية بالنسبة لمصانع السيارات. ويُعد حدوث تشققات في عجلات سبائك الألومنيوم عاملاً مهمًا يؤثر على تكلفة الإنتاج وكفاءة الإنتاج في الشركات، كما تشكل تشققات محاور العجلات خطرًا خفيًّا كبيرًا على سلامة السيارات. لذلك، من المهم جدًّا مناقشة أسباب حدوث الشقوق في عجلات سبائك الألومنيوم المصبوبة بالضغط المنخفض. تقدم شركة AdTech وحدات إزالة الغازات،, وحدات الترشيح, ، وفلاتر الرغوة الخزفية، وأجزاء الصب ذات السطح الساخن، وسلسلة التحكم في التدفق الخاصة بصب سبائك الألومنيوم. وهناك ثلاثة أسباب رئيسية لحدوث الشقوق.
أسباب حدوث تشققات في محاور عجلات سبائك الألومنيوم
التصميم غير السليم لهيكل محور العجلة
(1) يعد الحجم غير المناسب للزاوية الدائرية السبب الأكثر شيوعًا لحدوث الشقوق الحرارية في المحور. وذلك لأن المحور يولد ضغطًا كبيرًا عند الزوايا الحادة أثناء تبريده. وفي الجزء الذي تحتوي زاويته الدائرية على حجم صغير، حتى لو كانت عملية التعبئة جيدة، فلن يحدث أي انكماش، بل ستحدث أيضًا شقوق حرارية.
(2) ستؤدي التغيرات المفاجئة في المقطع العرضي للمحور إلى اختلاف سرعات التبريد. وحتى لو كانت عملية التعبئة جيدة، فإنها ستؤدي إلى ظهور إجهادات كبيرة، مما يتسبب في حدوث تشققات أو شقوق بعد تصلب المحور.
معلمات عملية غير معقولة
في الصب بالضغط المنخفض, ، يتجمد السائل الموجود في أنبوب الصعود بسبب طول مدة الاحتفاظ بالضغط أو لأن أنبوب الصعود طويل جدًّا. يتحمل محور العجلة قوة شد معينة عند إخراج قطعة الصب الخاصة بالمحور، مما يؤدي إلى حدوث تشققات باردة في المحور. ولذلك، من المهم جدًا تصميم فترة احتفاظ بالضغط ونظام رفع السائل بشكل معقول، وذلك لتقليل التشققات التي يسببها المحور أثناء إخراجه.
درجة حرارة القالب
تحدد درجة حرارة القالب في عملية الصب بالضغط المنخفض طريقة تصلب سائل السبائك، وتؤثر بشكل مباشر على الحالة الداخلية والسطحية للمسبوكات. وهي أحد الأسباب الرئيسية لانحراف الأبعاد وتشوه المسبوكات، كما أن لها تأثيرًا كبيرًا على الإنتاجية. تتغير درجة حرارة القالب تبعًا للتغيرات في وزن المسبوك، ودورة الصب بالقالب، ودرجة حرارة الصب بالقالب، وطريقة تبريد القالب.
من منظور انتقال الحرارة، يمكن أن تؤدي زيادة درجة حرارة القالب إلى تقليل شدة انتقال الحرارة بين المعدن والقالب وإطالة مدة التدفق. كما أظهرت الدراسات أن زيادة درجة حرارة القالب يمكن أن تقلل أيضًا بشكل طفيف من التوتر السطحي بين المعدن المنصهر والقالب. ومع ارتفاع درجة حرارة القالب، ينخفض وقت التعبئة بشكل طفيف، أي أن سعة التعبئة تزداد مع ارتفاع درجة حرارة القالب.
لذلك، فإن الزيادة المناسبة في درجة حرارة القالب تساعد على تقليل الإجهاد. فإذا كانت درجة حرارة القالب منخفضة جدًّا، يبرد المسبوك بسرعة كبيرة داخل القالب المعدني، وتختلف سرعة التصلب بين أجزاء المسبوك المختلفة. ويؤدي الإجهاد الحراري والتشوه إلى حدوث تشققات حرارية وإجهاد متبقي كبير وتشوه متبقي في المسبوك النهائي. كما أن ارتفاع درجة حرارة القالب لا يساعد في الحصول على بنية بلورية دقيقة. فالمعدن السائل يسهل امتصاص الغازات والانكماش، مما يؤدي إلى عيوب في المسبوكات. ولحل هذا التناقض، يمكن زيادة درجة حرارة القالب بشكل مناسب.
