სარქვლის ჩამოსხმის პროცესის შესავალი

სარქვლის კორპუსის ჩამოსხმა სარქვლის წარმოების პროცესის მნიშვნელოვანი ნაწილია და სარქვლის ჩამოსხმის ხარისხი განსაზღვრავს სარქვლის ხარისხს. ქვემოთ მოცემულია ჩამოსხმის პროცესის რამდენიმე მეთოდი, რომლებიც ფართოდ გამოიყენება სარქვლის ინდუსტრიაში:

ქვიშის ჩამოსხმა:

სარქველების ინდუსტრიაში ფართოდ გამოყენებული ქვიშის ჩამოსხმა სხვადასხვა შემკვრელის მიხედვით შეიძლება დაიყოს მწვანე ქვიშად, მშრალ ქვიშად, წყლის შუშის ქვიშად და ფურანის ფისის თვითგამყარებად ქვიშად.

(1) მწვანე ქვიშა არის ჩამოსხმის პროცესი, რომლის დროსაც ბენტონიტი შემკვრელ ნივთიერებად გამოიყენება.

მისი მახასიათებლებია:დასრულებული ქვიშის ყალიბი არ საჭიროებს გაშრობას ან გამაგრებას, ქვიშის ყალიბს აქვს გარკვეული სიმტკიცე სველ მდგომარეობაში, ხოლო ქვიშის ბირთვი და ყალიბის გარსი კარგი მოსავლიანობით გამოირჩევა, რაც აადვილებს ჩამოსხმული მასალების გაწმენდას და შენჯღრევას. ჩამოსხმის წარმოების ეფექტურობა მაღალია, წარმოების ციკლი მოკლეა, მასალის ღირებულება დაბალია და მოსახერხებელია ასაწყობი ხაზის წარმოების ორგანიზება.

მისი ნაკლოვანებებია:ჩამოსხმული მასალები მიდრეკილია ისეთი დეფექტებისკენ, როგორიცაა ფორები, ქვიშის ჩანართები და ქვიშის ადჰეზია, ხოლო ჩამოსხმული მასალების ხარისხი, განსაკუთრებით მათი შინაგანი ხარისხი, იდეალური არ არის.

ფოლადის ჩამოსხმისთვის მწვანე ქვიშის პროპორციებისა და მახასიათებლების ცხრილი:

(2) მშრალი ქვიშა არის ჩამოსხმის პროცესი, რომელშიც თიხა გამოიყენება შემკვრელად. მცირე რაოდენობით ბენტონიტის დამატებამ შეიძლება გააუმჯობესოს მისი სიმტკიცე სველ მდგომარეობაში.

მისი მახასიათებლებია:ქვიშის ფორმას სჭირდება გაშრობა, აქვს კარგი ჰაერგამტარობა, არ არის მიდრეკილი ისეთი დეფექტებისკენ, როგორიცაა ქვიშის რეცხვა, ქვიშის მიკვრა და ფორების წარმოქმნა, ხოლო ჩამოსხმის თანდაყოლილი ხარისხი კარგია.

მისი ნაკლოვანებებია:ის მოითხოვს ქვიშის გაშრობის აღჭურვილობას და წარმოების ციკლი ხანგრძლივია.

(3) წყლის მინის ქვიშა არის მოდელირების პროცესი, რომელიც იყენებს წყლის მინას, როგორც შემკვრელს. მისი მახასიათებლებია: წყლის მინას აქვს CO2-ის ზემოქმედებისას ავტომატური გამკვრივების ფუნქცია და შეიძლება ჰქონდეს გაზის გამკვრივების მეთოდის სხვადასხვა უპირატესობა მოდელირებისა და ბირთვის დამზადებისთვის, თუმცა არსებობს ნაკლოვანებები, როგორიცაა ყალიბის გარსის ცუდი დაკეცვა, ჩამოსხმული მასალების ქვიშით გაწმენდის სირთულე და ძველი ქვიშის დაბალი რეგენერაციისა და გადამუშავების მაჩვენებელი.

წყლიანი მინის CO2-ით გამკვრივებული ქვიშის პროპორციებისა და მახასიათებლების ცხრილი:

(4) ფურანის ფისის თვითგამყარებადი ქვიშის ჩამოსხმა არის ჩამოსხმის პროცესი, რომელიც იყენებს ფურანის ფისს, როგორც შემკვრელს. ჩამოსხმის ქვიშა მყარდება ოთახის ტემპერატურაზე გამამყარებელი აგენტის ზემოქმედების ქვეშ შემკვრელის ქიმიური რეაქციის გამო. მისი დამახასიათებელი თვისებაა ის, რომ ქვიშის ყალიბს არ სჭირდება გაშრობა, რაც ამცირებს წარმოების ციკლს და ზოგავს ენერგიას. ფისის ჩამოსხმის ქვიშა ადვილად დატკეპნილია და აქვს კარგი დაშლის თვისებები. ჩამოსხმის ჩამოსხმის ქვიშა ადვილად იწმინდება. ჩამოსხმულ მასალებს აქვთ მაღალი განზომილებიანი სიზუსტე და კარგი ზედაპირის დამუშავება, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ჩამოსხმის ხარისხს. მისი ნაკლოვანებებია: ნედლი ქვიშის მაღალი ხარისხის მოთხოვნები, წარმოების ადგილზე ოდნავ მძაფრი სუნი და ფისის მაღალი ღირებულება.

ფურანის ფისის უცხვრო ქვიშის ნარევის პროპორცია და შერევის პროცესი:

ფურანის ფისის თვითგამყარებადი ქვიშის შერევის პროცესი: ფისის თვითგამყარებადი ქვიშის დასამზადებლად საუკეთესოა უწყვეტი ქვიშის შემრევი. ნედლი ქვიშა, ფისი, გამამკვრივებელი და ა.შ. თანმიმდევრობით ემატება და სწრაფად ერევა. მისი შერევა და გამოყენება ნებისმიერ დროს არის შესაძლებელი.

ფისოვანი ქვიშის შერევისას სხვადასხვა ნედლეულის დამატების თანმიმდევრობა შემდეგია:

ნედლი ქვიშა + გამამკვრივებელი (p-ტოლუოლსულფონმჟავას წყალხსნარი) – (120 ~ 180S) – ფისი + სილანი – (60 ~ 90S) – ქვიშის წარმოება

(5) ქვიშის ჩამოსხმის წარმოების ტიპიური პროცესი:

ზუსტი ჩამოსხმა:

ბოლო წლებში სარქველების მწარმოებლები სულ უფრო მეტ ყურადღებას აქცევენ ჩამოსხმული მასალების გარეგნულ ხარისხსა და განზომილებიან სიზუსტეს. რადგან კარგი გარეგნობა ბაზრის ძირითადი მოთხოვნაა, ის ასევე წარმოადგენს პოზიციონირების ეტალონს დამუშავების პირველი ეტაპისთვის.

სარქველების ინდუსტრიაში ხშირად გამოყენებული ზუსტი ჩამოსხმა არის საინვესტიციო ჩამოსხმა, რომელიც მოკლედ არის წარმოდგენილი შემდეგნაირად:

(1) ხსნარის ჩამოსხმის ორი პროცესის მეთოდი:

① დაბალი ტემპერატურის ცვილის ბაზაზე დამზადებული ყალიბის მასალის (სტეარინის მჟავა + პარაფინი), დაბალი წნევის ცვილის ინექციის, წყლის შუშის გარსის, ცხელი წყლით დეცილაციის, ატმოსფერული დნობისა და ჩამოსხმის პროცესის გამოყენებით, ძირითადად გამოიყენება ნახშირბადოვანი ფოლადისა და დაბალი შენადნობის ფოლადის ჩამოსხმისთვის ზოგადი ხარისხის მოთხოვნებით. ჩამოსხმის განზომილებიანი სიზუსტე შეიძლება მიაღწიოს ეროვნულ სტანდარტს CT7~9.

② საშუალო ტემპერატურის ფისზე დაფუძნებული ჩამოსხმის მასალის, მაღალი წნევის ცვილის ინექციის, სილიციუმის სოლის ჩამოსხმის გარსის, ორთქლის დეცილაციის, სწრაფი ატმოსფერული ან ვაკუუმური დნობის ჩამოსხმის პროცესის გამოყენებით, ჩამოსხმის განზომილებიანი სიზუსტე შეიძლება მიაღწიოს CT4-6 სიზუსტის ჩამოსხმას.

(2) საინვესტიციო ჩამოსხმის ტიპიური პროცესის მიმდინარეობა:

(3) საინვესტიციო ჩამოსხმის მახასიათებლები:

① ჩამოსხმას აქვს მაღალი განზომილებიანი სიზუსტე, გლუვი ზედაპირი და კარგი გარეგნობის ხარისხი.

② შესაძლებელია ჩამოსხმული ნაწილების ჩამოსხმა რთული სტრუქტურითა და ფორმით, რომელთა დამუშავება სხვა პროცესებით რთულია.

③ ჩამოსხმის მასალები არ შემოიფარგლება, სხვადასხვა შენადნობის მასალები, როგორიცაა: ნახშირბადოვანი ფოლადი, უჟანგავი ფოლადი, შენადნობი ფოლადი, ალუმინის შენადნობი, მაღალი ტემპერატურის შენადნობი და ძვირფასი ლითონები, განსაკუთრებით შენადნობის მასალები, რომელთა გაყალბება, შედუღება და ჭრა რთულია.

④ კარგი წარმოების მოქნილობა და ძლიერი ადაპტირება. მისი წარმოება შესაძლებელია დიდი რაოდენობით და ასევე შესაფერისია ერთჯერადი ან მცირე პარტიული წარმოებისთვის.

⑤ საინვესტიციო ჩამოსხმას ასევე აქვს გარკვეული შეზღუდვები, როგორიცაა: რთული პროცესის მიმდინარეობა და ხანგრძლივი წარმოების ციკლი. შეზღუდული ჩამოსხმის ტექნიკის გამო, მისი წნევის ტარების უნარი არ შეიძლება იყოს ძალიან მაღალი, როდესაც ის გამოიყენება წნევის შემცველი თხელი გარსიანი სარქვლის ჩამოსხმისთვის.

ჩამოსხმის დეფექტების ანალიზი

ნებისმიერ ჩამოსხმას ექნება შიდა დეფექტები, ამ დეფექტების არსებობა დიდ ფარულ საფრთხეს შეუქმნის ჩამოსხმის შიდა ხარისხს და წარმოების პროცესში ამ დეფექტების აღმოსაფხვრელად შედუღების შეკეთება ასევე დიდ ტვირთს შეუქმნის წარმოების პროცესს. კერძოდ, სარქველები არის თხელი გარსიანი ჩამოსხმები, რომლებიც უძლებენ წნევას და ტემპერატურას და მათი შიდა სტრუქტურების კომპაქტურობა ძალიან მნიშვნელოვანია. ამიტომ, ჩამოსხმის შიდა დეფექტები გადამწყვეტი ფაქტორია, რომელიც გავლენას ახდენს ჩამოსხმის ხარისხზე.

სარქვლის ჩამოსხმის შიდა დეფექტები ძირითადად მოიცავს ფორებს, წიდის ჩანართებს, შეკუმშვის ფორიანობას და ბზარებს.

(1) ფორები:ფორები წარმოიქმნება გაზით, მათი ზედაპირი გლუვია და ისინი წარმოიქმნება ჩამოსხმის ზედაპირის შიგნით ან მის მახლობლად და მათი ფორმები ძირითადად მრგვალი ან მოგრძოა.

ფორების წარმოქმნის ძირითადი წყაროებია:

① ლითონში გახსნილი აზოტი და წყალბადი ჩამოსხმის გამყარების დროს ლითონში ინახება და ქმნის დახურულ წრიულ ან ოვალურ შიდა კედლებს მეტალის ბზინვარებით.

② ჩამოსხმის მასალაში არსებული ტენიანობა ან აქროლადი ნივთიერებები გაცხელების შედეგად აირად გადაიქცევა, რაც ქმნის მუქი ყავისფერი შიდა კედლების მქონე ფორებს.

③ ლითონის ჩამოსხმის პროცესში, არასტაბილური ნაკადის გამო, ჰაერი მონაწილეობს ფორების წარმოქმნაში.

კბილის დეფექტების პრევენციის მეთოდები:

① დნობისას, ჟანგიანი ლითონის ნედლეული რაც შეიძლება ნაკლებად უნდა იქნას გამოყენებული ან საერთოდ არ უნდა იქნას გამოყენებული, ხოლო ხელსაწყოები და ჩამკეტები უნდა იყოს გამომცხვარი და გაშრობილი.

② გამდნარი ფოლადის ჩასხმა უნდა მოხდეს მაღალ ტემპერატურაზე და დაბალ ტემპერატურაზე, ხოლო გამდნარი ფოლადი სათანადოდ უნდა იყოს დამშვიდებული გაზის ტივტივის გასაადვილებლად.

③ ჩამოსასხმელი ამწევი მოწყობილობის პროცესის დიზაინმა უნდა გაზარდოს გამდნარი ფოლადის წნევის თავი, რათა თავიდან იქნას აცილებული გაზის მოხვედრა და შექმნას ხელოვნური გაზის გზა გონივრული გამონაბოლქვისთვის.

④ ჩამოსხმის მასალებმა უნდა გააკონტროლონ წყლის შემცველობა და გაზის მოცულობა, გაზარდონ ჰაერის გამტარიანობა, ხოლო ქვიშის ფორმა და ქვიშის ბირთვი მაქსიმალურად უნდა იყოს გამომცხვარი და გამომშრალი.

(2) შეკუმშვის ღრუ (ფხვიერი):ეს არის თანმიმდევრული ან არათანმიმდევრული წრიული ან არარეგულარული ღრუ (ღრუ), რომელიც წარმოიქმნება ჩამოსხმის შიგნით (განსაკუთრებით ცხელ წერტილში), უხეში შიდა ზედაპირითა და უფრო მუქი შეფერილობით. უხეში კრისტალური მარცვლები, ძირითადად დენდრიტების სახით, შეკრებილია ერთ ან რამდენიმე ადგილას, მიდრეკილია გაჟონვისკენ ჰიდრავლიკური ტესტირების დროს.

ღრუს შეკუმშვის (ფხვიერების) მიზეზი:მოცულობითი შეკუმშვა ხდება მაშინ, როდესაც ლითონი თხევადიდან მყარ მდგომარეობაში გადადის. თუ ამ დროს გამდნარი ფოლადის შევსება საკმარისი არ არის, შეკუმშვის ღრუ გარდაუვლად წარმოიქმნება. ფოლადის ჩამოსხმული ნაკეთობების შეკუმშვის ღრუ ძირითადად გამოწვეულია თანმიმდევრული გამყარების პროცესის არასათანადო კონტროლით. მიზეზები შეიძლება მოიცავდეს ამწევი მოწყობილობის არასწორ პარამეტრებს, გამდნარი ფოლადის ძალიან მაღალ ჩამოსხმის ტემპერატურას და ლითონის დიდ შეკუმშვას.

შეკუმშვის ღრუების (ფხვიერების) თავიდან აცილების მეთოდები:① ჩამოსხმის ჩამოსხმის სისტემა მეცნიერულად უნდა იყოს შემუშავებული გამდნარი ფოლადის თანმიმდევრული გამყარების მისაღწევად და პირველი გამყარებული ნაწილები უნდა შეივსოს გამდნარი ფოლადით. ② სწორად და გონივრულად დააყენეთ ამწევი, სუბსიდირება, შიდა და გარე ცივი უთო თანმიმდევრული გამყარების უზრუნველსაყოფად. ③ გამდნარი ფოლადის ჩამოსხმისას, ამწევიდან ზედა ინექცია სასარგებლოა გამდნარი ფოლადის ტემპერატურისა და მიწოდების უზრუნველსაყოფად და შეკუმშვის ღრუების წარმოქმნის შესამცირებლად. ④ ჩამოსხმის სიჩქარის თვალსაზრისით, დაბალი სიჩქარით ჩამოსხმა უფრო ხელს უწყობს თანმიმდევრულ გამყარებას, ვიდრე მაღალსიჩქარიანი ჩამოსხმა. ⑸ ჩამოსხმის ტემპერატურა არ უნდა იყოს ძალიან მაღალი. გამდნარი ფოლადი ღუმელიდან მაღალ ტემპერატურაზე გამოაქვთ და სედაციის შემდეგ ასხამენ, რაც სასარგებლოა შეკუმშვის ღრუების შესამცირებლად.

(3) ქვიშის ჩანართები (წიდა):ქვიშის ჩანართები (წიდა), რომელიც ფართოდ ცნობილია, როგორც ბუშტუკები, არის წყვეტილი, წრიული ან არარეგულარული ნახვრეტები, რომლებიც ჩამოსხმული მასალის შიგნით ჩნდება. ნახვრეტები შერეულია ჩამოსხმის ქვიშასთან ან არარეგულარული ზომის ფოლადის წიდასთან და მათში აგრეგირებულია. ერთ ან რამდენიმე ადგილას, ხშირად უფრო ხშირად ზედა ნაწილში.

ქვიშის (წიდის) ჩართვის მიზეზები:წიდის ჩაჭედვა გამოწვეულია ჩამოსხმაში გამდნარ ფოლადთან ერთად ჩამოსხმის პროცესში დისკრეტული ფოლადის წიდის მოხვედრით. ქვიშის ჩაჭედვა გამოწვეულია ჩამოსხმის დროს ყალიბის ღრუს არასაკმარისი ჰერმეტულობით. როდესაც გამდნარი ფოლადი ყალიბის ღრუში ჩაისხმება, ჩამოსხმის ქვიშა გამდნარი ფოლადით ირეცხება და ჩამოსხმის შიგნით ხვდება. გარდა ამისა, ქვიშის ჩაჭედვის მიზეზი ასევე არის არასწორი მუშაობა მორთვისა და ყუთის დახურვის დროს, ასევე ქვიშის ჩამოსხმის ფენომენი.

ქვიშის ჩანართების (წიდის) თავიდან აცილების მეთოდები:① გამდნარი ფოლადის დნობისას, გამონაბოლქვი და წიდა მაქსიმალურად საფუძვლიანად უნდა გამოიდევნოს. ② ეცადეთ, გამდნარი ფოლადის ჩამოსასხმელი ტომარა არ გადააბრუნოთ, არამედ გამოიყენეთ ჩაიდანის ტომარა ან ძირში მოთავსებული ჩამოსასხმელი ტომარა, რათა გამდნარი ფოლადის ზემოთ არსებული წიდა გამდნარ ფოლადთან ერთად ჩამოსხმის ღრუში არ მოხვდეს. ③ გამდნარი ფოლადის ჩამოსხმისას, უნდა იქნას მიღებული ზომები, რათა წიდა გამდნარ ფოლადთან ერთად ყალიბის ღრუში არ მოხვდეს. ④ ქვიშის ჩასხმის შესაძლებლობის შესამცირებლად, მოდელირებისას დარწმუნდით, რომ ქვიშა მჭიდროა, მოჭრისას ფრთხილად იყავით, რომ ქვიშა არ დაიკარგოს და ყუთის დახურვამდე ყალიბის ღრუ კარგად გაწმინდეთ.

(4) ბზარები:ჩამოსხმულ ნაკეთობებში ბზარების უმეტესობა ცხელი ბზარებია, არარეგულარული ფორმის, შეღწევადი ან არაშეღწევადი, უწყვეტი ან წყვეტილი, და ბზარების ადგილას ლითონი მუქი ფერისაა ან ზედაპირულად დაჟანგულია.

ბზარების გამომწვევი მიზეზები, კერძოდ, მაღალი ტემპერატურის სტრესი და თხევადი ფენის დეფორმაცია.

მაღალტემპერატურული დაძაბულობა არის დაძაბულობა, რომელიც წარმოიქმნება გამდნარი ფოლადის შეკუმშვისა და დეფორმაციის შედეგად მაღალ ტემპერატურაზე. როდესაც დაძაბულობა აღემატება ლითონის სიმტკიცის ან პლასტიკური დეფორმაციის ლიმიტს ამ ტემპერატურაზე, წარმოიქმნება ბზარები. თხევადი ფენის დეფორმაცია არის თხევადი ფენის წარმოქმნა ბროლის მარცვლებს შორის გამდნარი ფოლადის გამყარებისა და კრისტალიზაციის პროცესის დროს. გამყარებისა და კრისტალიზაციის პროგრესირებასთან ერთად, თხევადი ფენა დეფორმირდება. როდესაც დეფორმაციის რაოდენობა და დეფორმაციის სიჩქარე აღემატება გარკვეულ ზღვარს, წარმოიქმნება ბზარები. თერმული ბზარების ტემპერატურული დიაპაზონი დაახლოებით 1200~1450℃-ია.

ბზარების გაჩენაზე მოქმედი ფაქტორები:

① ფოლადში S და P ელემენტები ბზარების წარმოქმნის მავნე ფაქტორებია, ხოლო მათი ევტექტიკა რკინასთან ამცირებს თუჯის ფოლადის სიმტკიცეს და პლასტიურობას მაღალ ტემპერატურაზე, რაც ბზარების წარმოქმნას იწვევს.

② ფოლადში წიდის შეტანა და სეგრეგაცია ზრდის დაძაბულობის კონცენტრაციას, რითაც იზრდება ცხელი ბზარების წარმოქმნის ტენდენცია.

③ რაც უფრო მაღალია ფოლადის ტიპის წრფივი შეკუმშვის კოეფიციენტი, მით უფრო მაღალია ცხელი ბზარების წარმოქმნის ტენდენცია.

④ რაც უფრო მაღალია ფოლადის ტიპის თბოგამტარობა, მით უფრო მაღალია ზედაპირული დაჭიმულობა, მით უკეთესია მაღალტემპერატურული მექანიკური თვისებები და მით უფრო მცირეა ცხელი ბზარების წარმოქმნის ტენდენცია.

⑤ ჩამოსხმის სტრუქტურული დიზაინი ცუდია წარმოებადობის თვალსაზრისით, როგორიცაა ძალიან პატარა მომრგვალებული კუთხეები, კედლის სისქის დიდი სხვაობა და ძლიერი სტრესის კონცენტრაცია, რაც ბზარებს იწვევს.

⑥ ქვიშის ყალიბის კომპაქტურობა ძალიან მაღალია, ხოლო ბირთვის დაბალი მოსავლიანობა ხელს უშლის ჩამოსხმის შეკუმშვას და ზრდის ბზარების გაჩენის ტენდენციას.

⑦ ბზარების წარმოქმნაზე გავლენას ახდენს სხვა ფაქტორებიც, როგორიცაა ამწევი მოწყობილობის არასწორი განლაგება, ჩამოსხმის ძალიან სწრაფი გაგრილება, ამწევი მოწყობილობის მოჭრითა და თერმული დამუშავებით გამოწვეული ზედმეტი დატვირთვა და ა.შ.

ზემოაღნიშნული ბზარების გამომწვევი მიზეზებისა და გავლენის ფაქტორების მიხედვით, შესაძლებელია შესაბამისი ზომების მიღება ბზარების დეფექტების შესამცირებლად და თავიდან ასაცილებლად.

ჩამოსხმის დეფექტების მიზეზების ზემოთ მოყვანილი ანალიზის, არსებული პრობლემების გამოვლენისა და შესაბამისი გაუმჯობესების ზომების მიღების საფუძველზე, შეგვიძლია ვიპოვოთ ჩამოსხმის დეფექტების გადაჭრის გზა, რაც ხელს შეუწყობს ჩამოსხმის ხარისხის გაუმჯობესებას.