يتم تحليل عيوب الصب في قوالب الألومنيوم الخاصة بضواغط الشاحن التوربيني لمحركات البنزين. كما تم تحليل الأسباب المحتملة لهذه العيوب. وبعد إجراء تحليل جودة المعدن المنصهر، تم توضيح أسباب استخدام مرشحات الرغوة الخزفية لتحسين عملية الصب، وهو ما تم التحقق منه في الإنتاج الفعلي. وبفضل استخدام المرشح الخزفي في صب المعادن، انخفض معدل الرفض بشكل ملحوظ، مما أدى إلى خفض تكلفة الإنتاج بشكل فعال.
يُصنع الغلاف الألومنيومي لضاغط الشاحن التوربيني باستخدام تقنية الصب بالجاذبية المعدنية، ويكون قلب الصب الرملي مغطى بطبقة واقية. ونظرًا للانخفاض السريع في درجة الحرارة أثناء عملية ملء القالب المعدني بالألومنيوم المنصهر، فإن الأمر يتطلب ملءً سريعًا. تبلغ درجة حرارة الصب 710 درجة مئوية، ودرجة حرارة التسخين المسبق للقالب 300-350 درجة مئوية، ومدة التعبئة حوالي 6 ثوانٍ، كما يتم وضع طبقتين من شبكات الترشيح الليفية عند جذر قناة الصب.
في عملية الإنتاج الفعلي، يظهر عدد كبير من العيوب في قطع الصب، مثل الشوائب والمواد المخلوطة. وفي الحالات الشديدة، تسد شوائب الأكسدة مقطع المنتج، وتؤدي العيوب المخترقة المتكونة إلى تسرب خطير للهواء. وتظهر ثقوب بعد معالجة السطح بالسفع بالخردق، ويمكن ملاحظة أكاسيد تمتد عبر سماكة الجدار بالكامل في مقطع الكسر.
من أجل إجراء تحليل أعمق لأنواع العيوب وأسباب تكوّنها، تم أخذ عينات من عيوب قطع الصب لإجراء فحص معدني، وتبيّن وجود عيوب مثل شوائب الأكسيد والثقوب والانكماش. قد تنتج العيوب المذكورة أعلاه عادةً عن المعالجة غير السليمة لسائل الألومنيوم، أو الفشل في إزالة الغازات والخبث بشكل فعال، مما يؤدي في النهاية إلى دخولها إلى قطعة الصب؛ أو قد يتسبب التصميم غير السليم لنظام الصب في حدوث اضطرابات ورشاشات أثناء عملية الصب.
يتم في إطار تحليل المعدن المنصهر إجراء معالجة تنقية النيتروجين على الألومنيوم المنصهر. وبعد المعالجة، يتم فحص الألومنيوم المنصهر بواسطة جهاز كشف الهيدروجين. وتُظهر النتيجة أن محتوى H2 في كل 100 غرام من الألومنيوم يبلغ 0.15 مل. كما أظهرت العينة المعدنية أنها نظيفة وخالية من الخبث. وبالتالي، يُستنتج أن عيوب الغاز والخبث والشوائب لم تتسرب إلى عملية صب الألومنيوم المنصهر.
بعد أن استبعد تحليل المحاكاة العددية سبب خسارة قطع الصب الناتجة عن الألومنيوم المنصهر، تمت محاكاة العملية الأصلية عدديًّا باستخدام برنامج MAGMA. تُظهر نتائج المحاكاة أن الألومنيوم المنصهر ينتشر مباشرةً على الجزء العلوي من القطعة المصبوبة بعد مروره عبر المرشح لملء الجزء العلوي منها، ثم يتدحرج لأسفل بعد ملء جزئي. وتتميز هذه العملية بسرعتها العالية، كما أن الاضطرابات والرش والانجراف شديدة.
تنتج عيوب الصب بشكل رئيسي عن عدم التحكم الفعال في عملية التعبئة. لذلك، فإن تعديل نظام الصب لضمان استقرار عملية التعبئة يمكن أن يساعد بشكل فعال في تجنب هذه العيوب. ويُعد استخدام مرشح الرغوة الخزفي إحدى الطرق البسيطة والفعالة لتحقيق ذلك. حيث يحل مرشح الرغوة الخزفي محل المرشح الليفي المستخدم في العملية الأصلية. وتتميز عملية التعبئة بالاستقرار، مما يمنع حدوث الاضطرابات والانجراف والرذاذ، كما يتم ملء القاع أولاً، مما يضمن التغذية بشكل جيد.
الـ مرشح رغوي خزفي ففي مجال صب المعادن، لا يقتصر الأمر على أن له تأثيرًا ترشيحيًا جيدًا على الألومنيوم المنصهر فحسب، بل إنه يمنع أيضًا بشكل فعال تكوّن الشوائب المؤكسدة الداخلية.