حصل علماء من معهد البوليتكنيك بجامعة جنوب الأورال الحكومية على براءة اختراع لطريقة جديدة لصنع قالب صب لإنتاج الأجزاء المعدنية. الطريقة التكنولوجية الجديدة صديقة للبيئة وتزيد من إنتاجية العمل في نفس الوقت مقارنة بطرق الإنتاج التقليدية. هذه التكنولوجيا مفيدة لفروع الهندسة الميكانيكية وعلوم الصواريخ وبناء محركات الطائرات.
هناك الكثير من الطرق المعروفة لإنتاج المسبك. أحدها يتضمن صنع نموذج صب الشمع للأجزاء المعدنية المستقبلية. في مثل هذه النماذج، يتم تطبيق طبقات من نظام تعليق مقاوم للحريق، يتكون من حشوات مشتتة (مساحيق) وموثق. يتكون التركيب التقليدي للموثق من مواد تتطلب مذيبات عضوية - الكحول والأسيتون.
يقترح علماء جامعة جنوب الأورال استخدام مواد صديقة للبيئة ذات أساس مائي (الألومينوسولات وسول السيليكا) الآمنة للإنسان والطبيعة كمواد رابطة.
.JPG)
«يُنصح باستخدام الألومينوسولات لصب المعادن والسبائك النشطة كيميائيًا، على سبيل المثال، التيتانيوم. تتمثل ميزة استخدام الألومينوسول كمادة رابطة في المعلق في أن القالب يصبح خاملًا كيميائيًا أكثر للسبائك التي يتم صبها، مما يعني أن المعدن الذي يتم صبه لا يتفاعل مع القالب، نظرًا لأن تركيبته أكثر استقرارًا كيميائيًا، كما أن المعلقات التي تحتوي على سول السيليكا أرخص وهي مخصصة لصب الفولاذ»,- يوضح بوريس كولاكوف، دكتور في العلوم التقنية، أستاذ قسم «تقنيات المعادن الحرارية والمسبك» في جامعة جنوب الأورال الحكومية.
تتكون المرحلة التالية من إنتاج المسبك من تجفيف طبقات التعليق الحراري المطبق على النموذج. يستخدم العلماء فراغًا لتجفيف معلق الألومينوسول. معدل تبخر الماء في الفراغ أسرع بعدة مرات من النفخ بالهواء - سيستغرق تجفيف طبقة واحدة حوالي 20 دقيقة بدلاً من 4 ساعات. يتطلب تعليق سول السيليكا تجفيفًا بالهواء، لكن ميزة استخدام مثل هذه المواد هي أنه ليست هناك حاجة لإعادة تجهيز خط الإنتاج.
من أجل صنع جزء معدني من نموذج الشمع، تحتاج إلى صنع نسخة سيراميك مزدوجة منه وتمريره عبر مرحلة التكليس في الفرن. بعد ذلك، يصبح قالب السيراميك مناسبًا لصب المعدن.
والآن أصبحت التكنولوجيا جاهزة تمامًا للنقل إلى المؤسسات الصناعية. إن تقنية صنع نموذج الشمع باستخدام نظام تعليق حراري، والذي يتضمن محلول السيليكا، يتم استخدامها بالفعل من قبل شركة الأبحاث والإنتاج «INKO» في مدينة كوبيسك. شارك في التطوير نيكيتا نيزوفتسيف وفيودور سافين، أساتذة قسم «تقنيات المعادن الحرارية والمسبك» في جامعة جنوب الأورال الحكومية.