قلب الرمل هو جسم ذو شكل مصنوع من الرمل المربوط يتم وضعه داخل تجويف القالب لتشكيل فتحات داخلية أو أجزاء مجوفة أو ممرات أو تقويضات أو ميزات غائرة في صب الرمل. يجب أن يربط تصميم قلب الرمل بين هندسة الممرات الداخلية، ودعم طبعة القلب، وقوة القلب، والنفاذية، والانهيارية، وتصريف الغازات، وبدل التصنيع، وأدلة الفحص. المشكلة العملية في طلب عرض السعر (RFQ) هي تحديد ما إذا كان يمكن صب الميزة الداخلية المطلوبة بقلب ثابت قابل للإزالة أو يجب إعادة تصميمها أو تشغيلها آليًا أو تصنيعها بعملية أخرى.
عندما يملأ المعدن المنصهر القالب، يحتل قلب الرمل المساحة التي يجب أن تبقى مجوفة. بعد التصلب، يتم إزالة القلب عن طريق الاهتزاز أو التنظيف الميكانيكي أو الإزالة بمساعدة الماء أو طرق تنظيف معتمدة أخرى اعتمادًا على المادة الرابطة وهندسة الصب.
يحدد تجويف القالب الشكل الخارجي للصب، بينما يحدد قلب الرمل المساحة السلبية الداخلية. تثبت طبعات القلب والدعامات (عند الحاجة) وميزات القالب القلب في موضعه أثناء تجميع القالب وصب المعدن.
موقع القلب أمر بالغ الأهمية. إذا انزاح القلب أو طفا أو انكسر أو لم يهو جيدًا، فقد يتسبب ذلك في تباين سمك الجدار أو انسداد الممرات أو عيوب الغاز أو الشوائب أو مشاكل في مخزون التصنيع. يجب أن تظهر الرسومات الميزات المدفوعة بالقلب وفتحات التنظيف ووصول الفحص حيثما أمكن.
يحتاج قلب الرمل المفيد إلى قوة كافية لتحمل المناولة وتجميع القالب وصب المعدن. كما يحتاج إلى نفاذية لخروج الغازات، وثبات أبعاد لتبقى الميزات الداخلية في موضعها، وانهدام لإزالة القلب بعد تصلب الصب.
يمكن أن تهم خصائص أخرى اعتمادًا على السبيكة والجزء. يمكن أن يؤثر نوع المادة الرابطة وحجم حبيبات الرمل والطلاء وطريقة التهوية والتحكم في الرطوبة وظروف التخزين والسلوك الحراري على عيوب الغاز وتشطيب السطح وتآكل القلب وصعوبة التنظيف.
يمكن إنتاج قلوب الرمل بعمليات الصندوق البارد أو الصندوق الساخن أو قلب الصدفة أو عدم الخبز أو عمليات أخرى لصنع القلوب اعتمادًا على حجم الجزء وكمية الإنتاج وقوة القلب والتحكم في الأبعاد ومتطلبات المادة الرابطة. يجب أن يتناسب مسار صنع القلب مع سبيكة الصب وهندسة القلب واحتياجات التهوية وطريقة الإزالة.
تحدد صناديق القلب شكل القلب. بعد التشكيل والمعالجة، قد يتم طلاء القلب وتجفيفه وفحصه وتخزينه قبل تجميع القالب. بالنسبة للصب المعقد، قد يتم تجميع قلوب متعددة في حزمة قلوب لتشكيل الهندسة الداخلية.
يمكن أن تشمل العيوب المرتبطة بالقلب انزياح القلب وكسر القلب ومسامية الغاز والتعرق واختراق المعدن وتضمين الرمل وانسداد الممرات الداخلية والأسطح الداخلية الخشنة وضعف التحكم في سمك الجدار. غالبًا ما تنشأ هذه المشكلات من دعم غير كافٍ للقلب أو سوء التهوية أو ضغط معدني زائد أو قوة قلب غير كافية أو صعوبة الوصول للتنظيف أو متطلبات رسم غير واضحة.
يجب على المشتري تحديد الممرات الداخلية ومناطق الضغط وميزات الختم وقنوات التبريد وممرات الزيت ومسامير التثبيت ومراجع التصنيع. إذا كان يجب التحقق من الهندسة الداخلية، يجب أن يذكر طلب عرض السعر ما إذا كان التشريح أو الفحص بالمنظار أو اختبار الضغط أو اختبار التسرب أو الفحص بالأشعة السينية أو الفحص بالتصوير المقطعي المحوسب أو أدلة أخرى مطلوبة.
يجب التخطيط لإزالة القلب قبل الصب. يحتاج الصب المجوف إلى فتحات أو مسارات وصول تسمح بإزالة رمل القلب دون إتلاف الجزء. يمكن للتجاويف العمياء العميقة والقنوات الضيقة والجيوب المحصورة أن تجعل التنظيف صعبًا.
قد يشمل الفحص بعد إزالة القلب الفحص البصري وفحص الأبعاد وفحص آلة القياس ثلاثية الأبعاد والفحص بالمنظار واختبار الضغط واختبار التسرب والتشريح والفحص بالأشعة السينية أو الفحص بالتصوير المقطعي المحوسب. تعتمد الأدلة المطلوبة على ما إذا كانت الميزة المكونة بالقلب تجميلية أم وظيفية أم مرتبطة بالضغط أم مرتبطة بالسلامة.
عامل تصميم القلب | لماذا هو مهم | خطر الصب الذي يجب التحقق منه | معلومات طلب عرض السعر المطلوبة |
دعم طبعة القلب | يثبت القلب في موضعه أثناء تجميع القالب والصب | انزياح القلب، تباين سمك الجدار، انسداد الممرات، خطأ في بدل التصنيع | مواقع طبعة القلب، نظام المراجع، رسم التجويف الداخلي، بدل التصنيع |
قوة القلب | تمكن القلب من تحمل المناولة والتجميع وضغط المعدن المنصهر | كسر القلب، شوائب الرمل، أسطح داخلية خشنة، خردة | هندسة القلب، السبيكة، درجة حرارة الصب، مقاطع الجدار، حدود المناولة |
النفاذية والتهوية | تسمح بخروج الغازات من القلب والقالب أثناء الصب | مسامية الغاز، الفقاعات، عيوب السطح، عيوب داخلية | مسار التهوية، نوع المادة الرابطة، طلاء القلب، متطلبات الضغط، طريقة الفحص |
الانهيارية والإزالة | تسمح بإزالة رمل القلب بعد التصلب | رمل محبوس، قنوات مسدودة، تلف أثناء التنظيف، فشل وظيفي | فتحات التنظيف، حجم الممر الداخلي، طريقة الإزالة، معايير القبول |
وصول الفحص | يؤكد أن الميزات الداخلية تلبي المتطلبات الوظيفية | انسداد غير مكتشف، تسرب، خطأ في الأبعاد، عيوب مخفية | المنظار، اختبار التسرب، اختبار الضغط، الأشعة السينية، التصوير المقطعي، التشريح، أو متطلبات التقرير |
يجب أن يتضمن طلب عرض السعر المفيد الرسم ثنائي الأبعاد والنموذج ثلاثي الأبعاد ودرجة السبيكة والكمية وهندسة الممرات الداخلية وتفاصيل طبعة القلب إن وجدت ومتطلبات سمك الجدار وبدل التصنيع وفتحات التنظيف ومتطلبات الضغط أو التسرب وتشطيب السطح والمعالجة الحرارية وطريقة الفحص.
إذا كانت الميزة المقلوبة حرجة، يجب على المشتري وضع علامة على الميزة الداخلية كوظيفية على الرسم. يساعد ذلك المسبك في مراجعة تصميم القلب وتجميع القالب ووصول التنظيف وخطة التصنيع وأدلة الفحص قبل عرض السعر.