يُعد صهر سبائك الألومنيوم وصبها من المراحل الرئيسية في عملية إنتاج قوالب الألومنيوم المنصهر. وتلعب المراقبة الصارمة لكامل عملية الصهر والصب دورًا مهمًا في الحد من عيوب قوالب الألومنيوم المنصهر. ونظرًا لأن الألومنيوم المنصهر يميل بشدة إلى امتصاص الهيدروجين، فإن قدرته على الأكسدة تكون قوية. يجب اتخاذ الاحتياطات اللازمة أثناء عملية الصهر وصب الألومنيوم المنصهر للحصول على قطع مصبوبة عالية الجودة.
مراقبة المواد الخام
من أجل صهر الألومنيوم عالي الجودة، يجب أولاً اختيار مواد خام مؤهلة. ويجب إدارة المواد الخام بطريقة علمية والتعامل معها بشكل سليم. وإلا، فإن ذلك سيؤثر بشكل خطير على جودة السبيكة. يجب معالجة الشحنة بالرمل قبل الاستخدام لإزالة الصدأ السطحي والشحوم والملوثات الأخرى. يجب تسخين جميع الشحنات مسبقًا قبل إدخالها إلى الفرن لإزالة الرطوبة الملتصقة بالسطح وتقليل وقت الصهر إلى ما يزيد عن 3 ساعات.
تحضير قطع الصب ذات السطح الساخن
يجب تنظيف البوتقات الجديدة والقديمة التي لم تُستخدم منذ فترة طويلة بالرمل قبل استخدامها، وتسخينها إلى درجة حرارة تتراوح بين 700 و800 درجة لمدة تتراوح بين 2 و4 ساعات. من أجل إزالة الماء والمواد القابلة للاشتعال الملتصقة بالجدار الداخلي للبوتقة، عند تبريدها إلى ما دون 300 درجة، قم بتنظيف الجدار الداخلي للبوتقة بعناية، ثم قم برش الطلاء عندما لا تقل درجة الحرارة عن 200 درجة.
قطع الصب ذات الأسطح الساخنة يجب تسخينها مسبقًا قبل الاستخدام، وطلاءها بطبقة واقية عند درجة حرارة تتراوح بين 150 و200 درجة، ثم تجفيفها جيدًا. وبعد الاستخدام، يجب إزالة الأكاسيد والفلوريدات الملتصقة بالسطح إزالةً تامة.
التحكم في درجة حرارة الانصهار
درجة حرارة الصهر منخفضة جدًّا، وهو ما لا يساعد على إذابة عناصر السبائك وتفريغ الغازات والشوائب. بالإضافة إلى ذلك، وبسبب عدم كفاية الحرارة في القناة الصاعدة، لا يمكن تعويض مصبوبات الألومنيوم المنصهرة بشكل معقول. ولا تشكل درجة حرارة الصهر المفرطة مجرد إهدار للطاقة فحسب، بل إن الأمر أكثر خطورة؛ فكلما ارتفعت درجة الحرارة، زاد امتصاص الهيدروجين، وأصبحت حبيبات البلورات أكثر خشونة، وزادت شدة أكسدة الألومنيوم.
وقت الذوبان
من أجل الحد من أكسدة الألومنيوم المنصهر وامتصاصه، يجب تقصير مدة بقاء الألومنيوم المنصهر في الفرن قدر الإمكان، كما يجب أن تكون عملية الصهر سريعة. من بداية عملية الصهر حتى الانتهاء من الصب، يجب ألا تتجاوز مدة صب الألومنيوم المنصهر في قوالب الرمل 4 ساعات، وألا تتجاوز مدة صب المعدن 6 ساعات، وألا تتجاوز مدة الصب بالقالب 8 ساعات.
نقل الألومنيوم المنصهر
على الرغم من أن كثافة الألومينا الصلبة تشبه كثافة الألومنيوم المنصهر، إلا أنها تستغرق وقتًا طويلاً بما يكفي للغوص إلى قاع البوت بعد دخولها إلى الألومنيوم المنصهر. تتشكل طبقة أكسيد الألومنيوم بعد أكسدة الألومنيوم المنصهر، لكن الجانب الملامس للألومنيوم المنصهر هو الوحيد الذي يكون كثيفًا، أما الجانب الملامس للهواء فهو سائب ويحتوي على عدد كبير من الثقوب الصغيرة التي يتراوح قطرها بين 60 و100A. وتتميز هذه الطبقة بمساحة سطح كبيرة وقدرة امتصاص قوية. ويتم امتصاصه بسهولة على بخار الماء ويميل إلى الطفو إلى الأعلى.
لذلك، فإن الفرق بين الكثافة النوعية لطبقة الأكسيد هذه وبين الألومنيوم المنصهر ضئيل، مما يؤدي إلى اختلاطها مع المعدن المنصهر؛ كما أن سرعة طفوها بطيئة جدًّا، ويصعب فصلها عن المعدن المنصهر، مما يؤدي إلى تشكل مسام في قطعة الألومنيوم المصبوبة نتيجة لهذا الاختلاط المفرط. لذلك، فإن مفتاح نقل الألومنيوم المنصهر يكمن في تقليل تحريك المعدن المنصهر إلى أدنى حد ممكن، وتقليل التلامس بين المعدن المنصهر والهواء إلى أدنى حد ممكن.
صب الألومنيوم المنصهر
عند استخدام البوت القابل للإمالة لنقل المادة المنصهرة، ولتجنب اختلاط المادة المنصهرة بالهواء، يجب وضع المغرفة في أقرب مكان ممكن من فوهة الفرن ووضعها بزاوية معينة. اجعل المادة المنصهرة تتدفق لأسفل على طول الجدار الجانبي للمغرفة، حتى لا تصطدم مباشرة بقاع المغرفة، مما يتسبب في اضطرابها وتناثرها.