يتم في عمليات صهر وصب سبائك الألومنيوم استخدام طريقة هول-هيرولت لاستخلاص معدن الألومنيوم من أكسيد الألومنيوم (الألومينا). في هذه الطريقة، تُذوّب الألومينا في الكريوليت داخل مرجل عند درجة حرارة تبلغ حوالي 1000 درجة مئوية. ثم يتم تحليل الخليط كهربائياً لترسيب الألومنيوم السائل الأثقل على الكاثود في قاع القدر. بعد ذلك، يمكن نقل الألومنيوم إلى معدات الصب أو البثق للتشكيل النهائي، أو يمكن صبه في قوالب لإعادة صهره. في الوقت الحالي، تستخدم معظم هذه العمليات طريقة الصب بالضغط لصب القوالب لإنتاج المسبوكات المصبوبة بالقالب. لا تقتصر مزايا هذه الطريقة على إنتاج قوالب صب بالقالب عالية الدقة، وأسطح قوالب ناعمة، وخصائص ميكانيكية جيدة فحسب، بل إنها توفر أيضًا كفاءة إنتاجية عالية. ومع ذلك، فإن هذه الخصائص الممتازة تعتمد بشكل أساسي على مفهوم التصميم الهيكلي لأجزاء الصب بالقالب.
العوامل المؤثرة في صهر وصب سبائك الألومنيوم
1. هناك قيود معينة على المواد المستخدمة في صب الألومنيوم بالقالب. ونظرًا لأن قوالب الصب تخضع لقيود درجة الحرارة، فإن درجة انصهار بعض سبائك الألومنيوم تكون مرتفعة جدًّا، مما يؤدي إلى تقصير العمر التشغيلي لقوالب صب الملحقات، وهو ما يضيف تكلفة كبيرة. وحتى الآن، تشمل سبائك الألومنيوم التي يتم إنتاجها باستخدام قوالب الصب بالقالب سبائك الزنك وسبائك الألومنيوم وسبائك المغنيسيوم وسبائك النحاس وغيرها من المعادن غير الحديدية.
2. توجد مسام صغيرة نصف دائرية على سطح قالب الصب بالقالب. ونظرًا لأن الغاز الموجود داخل هذه المسام يتمدد وينكمش عند درجات الحرارة المرتفعة، فإن سطح قطعة العمل المصبوبة بالقالب ينتفخ. ونتيجة لذلك، يتأثر مظهر الأجزاء المصنعة بالصب بالقالب، وتقل الجودة الإجمالية لهذه الأجزاء. ولذلك، لا تخضع أجزاء الصب بالقالب العامة للمعالجة الحرارية أو اللحام، وهي غير مناسبة للعمل في بيئات ذات درجات حرارة عالية.
3. كما أن دقة أبعاد قطع الصب بالقالب محدودة أيضًا. فحجم قالب الصب بالقالب يقتصر على قوة التثبيت لآلة الصب بالقالب وحجم القالب نفسه. لذلك، فإن عملية الصب بالقالب غير مناسبة لإنتاج قطع الصب بالقالب كبيرة الحجم، بل تقتصر على إنتاج بعض قطع الصب بالقالب صغيرة الحجم فقط. ومع ذلك، بالنسبة لقطع الصب بالقالب ذات الأسطح المقعرة الأكثر تعقيدًا، يكون تصنيع قوالب الصب بالقالب أكثر صعوبة.
وإذا لم تكن بنية قالب الصب بالضغط ومبادئ تصميمه جيدة، فإن ذلك لن يؤدي فقط إلى صعوبات في تصنيع القالب، بل سيصعب أيضًا ضمان جودة المنتج.
