صب

(تم التحويل من Casting (metalworking))
صب الحديد في قالب رملي
الصب يمكن استخدامه لعمل نحت فني.

السـَبـْك أو السباكة أو الصـب Casting هو عملية تصنيع يتم فيها وضع مادة سائلة مثل الفلزت أو سبائكها كتلك المستعملة في صناعة الخزف أو الفلزات المنصهرة أو البلاستيك في قالب, ويترك ليتجمد داخل القالب, ثم يـُخرَج ليصبح جزءاً مصنوعاً. ويـُستخدم الصب في في صناعة الأشكال المعقدة التي سيكون من الصعب أو غير الاقتصادي صناعتها بطريقة أخرى, كالقطع من مادة صلبة. وهو أحد طرق تشكيل المواد. ويتم بصب سائل في قالب وتركه ليتصلد. ويُطلق على المُنتَج اسم المصبوب. ويُستخدم الصب لعمل آلاف الأدوات التي تشمل العُدد وأجزاء الآلات واللعب والأشكال الفنية مثل التماثيل. وقد صبّ المصريون البرونز في قوالب منذ ما يزيد على 3,500 سنة مضت. ويُستخدم في هذه الأيام، البلاستيك والألومنيوم والخزف ومواد أخرى كثيرة في المصبوبات.

ويمكن استخدام الصب لتشكيل الفلزات الساخنة السائلة أو البلاستيكات القابلة للإنصهار (تسمى بلاستيك حراري), أو مواد مختلفة التي تتصلد على البارد بعد خلط مكونات مثل لدائن بلاستيكية معينة كالإپوكسي، والمواد المتصلدة بالماء مثل الخرسانة أو plaster، المواد التي تصبح سائلة أو معجونية عند ابتلالها مثل الصلصال، الذي في أثناء جفافه يكون صلباً ويسهل إزالته من قالب الصب، further dried, and fired in a kiln or furnace.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

قوالب الصب

نماذج الصّب

يقوم العمال قبل صب المواد، بعمل نموذج خشبي أو فلزي للشكل المراد صبّه. وتُستخدم هذه النماذج فيما بعد لعمل القوالب التي تُنتج منها المصبوبات الحقيقية. ويمكن عمل النماذج بعدة طرق، اعتمادًا على حجم المصبوب وعدد مرات استخدام القالب. وتسمى النماذج المُُصمَتة، أو نماذج القطعة الواحدة النماذج السائبة، وتُستخدم عمومًا عندما يكون المصبوب بالغ الضخامة أو عندما تكون كمية الإنتاج محدودة. ويُعمل نموذج (لوح نظير) عن طريق شطر النموذج إلى نصفين. ويشتمل النموذج المنشطر على نصفين يمكن أن يتوافقا ويُربطا معًا بالمسامير.[1]

عملية الصب تنقسم إلى مجموعتين جزئيتين متميزتين: صب في القوالب قابل للتمدد وغير قابل للتمدد.

أنواع القوالب

تُصَب معظم المواد الفلزية في رمل أخضر يتكون من خليط من الرمل والصلصال والماء ومادة لاصقة تمسك جزيئات الرمل معًا. وينتج قالب الرمل الجاف مصبوبات ذات سطح أكثر نعومة. ويحتوي قالب الرمل الجاف على مادة لاصقة خاصة. وتجفف أسطح قالب الرمل الجاف بشعلة مكشوفة قبل صب القالب. وتستخدم القوالب الدائمة المصنّعة من المواد الفلزية لأنواع خاصة من المصبوبات.


صــب الرمل

صــب الرمل إحدى الطرق المستخدمة في عمل المصبوبات. وتُظهر الأشكال المبينة أدناه بعض خطوات صب الرمل. ويُعمل شكل القالب اللازم لصب الرمل بضغط نموذج في حوضين يحتويان على رمل رطب (أسفل اليمين). ويحتوي كل حوض على نصف القالب. ويجري توفيق الحوضين وربطهما ببعض. ويصب العامل الفلز المنصهر في القالب، (أسفل اليسار)، وبعد أن يبرد الفلز، يُفْرغ القالب والجسم المصبوب على مُنَخل. ويهتز المُنخل ليتخلص الجسم المصبوب من رمل القالب.
المصدر: الموسوعة العربية الشاملة[1]

كيفية عمل المصبوبات

يُصب الفلز عادة في قالب من الرمل. فإذا ما أريد مثلا صب كباس ذي كرتين من مادة الحديد فإنه يُصب باستخدام النموذج المنشطر، فيوضع نصف النموذج على لوح، بحيث يكون وجهه المسطح إلى أسفل. ويحاط اللوح بصندوقين غير مثبتين مصنوعين من الحديد أو الخشب. ويكوِّن هذان الصندوقان معًا صندوق الصوغ. ويعبأ الرمل الرطب بإحكام حول النموذج بحيث يملأ الفراغ بين النموذج وجوانب صندوق الصوغ. ويُزال اللوح، ثم يُربط النصف الآخر من النموذج بالنصف الأول، ثم يُحشى الرمل حوله بدقة.

يُسمى النصف العلوي من صندوق الصوغ والرمل المعبأ فيه بالقبة. ويُسمى النصف السفلي بالجُرف. وتُربط قبة القالب وجُرفه ببعضهما بعد إزالة النموذج الرملي. وتُعمل فتحة صغيرة تسمى المصب في كل نهاية من القبة بحيث يمكن صب الفلز في القالب. ويمكن عمل تجويف في الجسم المصبوب بتعليق جسم رملي صلد في القالب يسمى القلب. وعندما يُصب الفلز في القالب فإنه يبرد بسرعة مكونًا جسمًا جامدًا، وعندئذ يكسر الرمل ويتخلص منه.


الصب بطريقة الشمع المتبدد

الصب بطريقة الشمع المتبدد تُستخدم طريقة الشمع المتبدِّد في عمل المصبوبات بأبعاد صحيحة. وتتميز المصبوبات ذات الأبعاد الدقيقة بأنها أكثر دقة وذات تشطيب سطحي أفضل مما في صب الرمل. ومن الممكن في الصب بطريقة الشمع المتبدد صنع أجزاء بدقة تصل إلى 0,5مم. وتبين الأشكال أدناه، خمس خطوات أساسية لهذه الطريقة.
المصدر: الموسوعة العربية الشاملة[1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الأنواع الأخرى من الصب

تُشكل المصبوبات البالغة الضخامة بطريقة قالب الحفرة حيث يتم صب الفلز في حفرة عميقة. ويستغرق عمل القالب واستكمال المصبوب في حفرة التشكيل عدة أيام أو أسبوعًا. أما في طريقة الصب بالطرد المركزي، فيدار القالب بسرعة أثناء صب الفلز. وتجبر قوة الطرد المركزي الناتجة عن الدوران، الفلز على الالتصاق بالسطح الداخلي للقالب.

وتُستخدم ثلاث طرق لعمل المصبوبات المضبوطة هي:

  1. تشكيل القشرة
  2. الصب في قوالب
  3. طريقة الشمع المتبدِّد.


ويكون سُُمك القبة والجُرف في طريقة تشكيل القشرة من 6-13 مم، وتُثبتان في مكانهما بوساطة مشابك أو أوزان. وفي البداية يُسخن النموذج ثم يُوضع في مادة القالب، وتتكون هذه المادة من رمل ناعم ومادة من البلاستيك تُبقي الرمل متماسكًا ببعضه عند بدء التسخين.

وفي طريقة الصب في قوالب يُدفع الفلز المنصهر إلى قالب فلزي مُستديم يُسمى القالب، وتُزال المصبوبات عندما تبرد. ويمكن أن تتم العملية بكاملها بصورة آلية.

وفي عملية الشمع المتبدد تُوضع عجينة باريس الرطبة حول نموذج شمعي، ويُسخن القالب عندئذ أو يُجفف، فينساب الشمع خارجًا منه، تاركًا قالبًا ذا أبعاد دقيقة. وتُستخدم هذه الطريقة لعمل ألواح الأسنان ولتشكيل المواد الفلزية التي لا يمكن تشكيلها بطريقة التشكيل العادية.

Investment casting

صمام لمحطة نووية اُنتج باستخدام investment casting

Nonexpendable mold casting

Tin soldiers being cast in German molds from the early 20th century. The two mold halves are clamped together, and the metal (an alloy of tin and lead, heated to approx. 300 °C) is poured into the mold. When the metal has solidified, the mold is cracked open. Sprues (pouring channels) and extraneous flash (metal that has penetrated cracks and air channels in the mold) are seen in the third image, and have been removed from the castings in the last image.

صب القالب الدائم

Die casting


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

صب الطرد المركزي

صب مستمر

معدل التبريد

The rate at which a casting cools affects its microstructure, quality, and properties.

Intermediate cooling rates from melt result in a dendritic microsturcture. Primary and secondary dendrites can be seen in this image.

الإنكماش

Solidification shrinkage

Patternmaker's shrink (thermal contraction)

انظر أيضاً

المصادر

  1. ^ أ ب ت "الصب والمصبوبات". الموسوعة العربية الشاملة. Retrieved 2009-04-13.

وصلات خارجية