صب كتيفة الفولاذ 45: شريط اختبار وسفع ووجه مشغّل

تحمل كتيفة الفولاذ 45 المصبوبة لإطار صناعي رقمين يقرران مسار عملياتها من أوله إلى آخره: خضوع لا يقل عن 355 MPa، وتباعد ثقوب ±0.2 مم. وفي الدفعة الأولى نجح شريط الشدّ وجاء الجسم دون الهدف. وكان التصحيح شريطًا مصبوبًا مع الكتيفة، ومغذيًا على مقطع 25–30 مم، وإعادة قراءة للمراجعة، مع سفع يسبق وجه التركيب المشغّل. وصب المعادن يضع الشكل، وبوابات القبول الأربع أدناه هي التي تقرر هل تخرج الدفعة من الورشة.

القطعة والرقمان الحاكمان

تُربط الكتيفة بإطار داخل حاوية صناعية، وتحمل حملًا ساكنًا واهتزازًا. وتُصبّ من الفولاذ 45 وفق GB/T 699-2015، ثم تُسقى وتُراجع، وتُسفع، ويُشغّل وجه تركيبها.

يتراوح الجدار بين 8 و12 مم، ويبلغ المقطع السميك 25–30 مم، أي ضعف الجدار على الأقل. ومن هذه القفزة في السمك يبدأ التصادمان.

ويضع الرسم الخضوع عند 355 MPa، وتباعد الثقوب عند ±0.2 مم، واستواء 0.1 مم على وجه التركيب. ولا يُقرأ الخضوع ولا التباعد على القطعة كما صُبّت: الأول يحتاج اختبار شدّ، والثاني يحتاج مرجعًا مشغّلًا.

والسجل مثال على مسار عمليات، لا برنامج عميل. وما ينتقل إلى قطعة أخرى هو ترتيب الفحوص.

التصادم الأول: 355 MPa أمام مقطع 25–30 مم

الدرجة وحدها لا تحسم الخضوع عبر مقطع سميك. فالمقطع 25–30 مم آخر ما يتجمد في القطعة، وقد ينغلق مسار التغذية خلفه والقلب ما زال سائلًا، فتنشأ في قلبه مسامية انكماشية تأكل من مقطع الحمل.

والتسقية عند 840–860 °C تبرّد القلب أبطأ من جدار 8–12 مم، لأن الحرارة تخرج من السطح قبل أن تبلغ العمق. فالقلب الذي يبرد ببطء لا يكتمل تحوّله، والمراجعة عند 550–600 °C لا تعيد ما فوّته التسقية. فيخرج الجسم أطرى من الشريط.

والشريط المصبوب مع القطعة أنحف من المقطع السميك، فيبرد أسرع وقد يجتاز 355 MPa بينما لا يجتازه المقطع. فالشريط يثبت الصهرة والمعالجة الحرارية، لا القلب؛ لأن معدل تبريده ليس معدل تبريد المقطع.

وحين يقترب المقطع الحاكم من مقطع الشريط يسيران معًا. وعند 25–30 مم يفترقان، ويصير على الرسم أن يطلب فحص جسم إلى جانب تقرير الشدّ.

التصادم الثاني: السفع أمام تباعد ثقوب ±0.2

السفع إلى Sa 2.5 يزيل معدنًا عند سطح القطعة. وهو لا يقطع عمقًا مستويًا كما يفعل القاطع، بل يتبع قشرة الصب والحواف ووسادات البوابات، ويزحزح المعدن بميكرونات. فشبكة ثقوب داخل ±0.2 مم قبل السفع قد تقع خارجه بعده.

والمسار: صب، ثم قطع البوابات، ثم تطبيع أو تسقية ومراجعة، ثم شريط مصبوب مع القطعة، ثم سفع إلى Sa 2.5، ثم تشغيل وجه التركيب، ثم التشطيب الذي يسمّيه الرسم. والسفع يقع قبل القطع، ليزيل القطع ما حرّكه السفع.

وضَع السفع بعد القطع، فيأخذ الوجه المشغّل ملمس السفع، ويُعاد بعده قطع التباعد واستواء 0.1 مم على سطح لم تبقَ عليه سماحية. وإخفاء الثقوب المصبوبة والوسادات المشغّلة سابقًا يبقي الحبيبات بعيدة عن الأوجه التي ستُقطع.

والإخفاء ليس بديلًا عن الترتيب. فهو يحمي وجهًا، لا تفاوتًا سبق أن صرفه السفع.

الدفعة الأولى: الشريط ناجح والجسم دون الهدف

اجتازت الدفعة الأولى شريط الشدّ، وأخفق فحص الجسم. بلغ الشريط هدف 355 MPa، ولم يبلغه الجسم، فسُجّل المقطع دون الهدف في تقرير الدفعة.

ولا شيء في تقرير الشريط أنذر بهذا الفشل. كان التركيب الكيميائي صحيحًا والمراجعة صحيحة، لكن الشريط لم يشارك المقطع معدل تبريده، فمرّ بما لم يمر به القلب.

حُجزت الدفعة ولم تُشحن. وبوابة على الشريط وحده كانت ستفرج عنها، لأن كل قيمة في ورقة الشريط داخل حدها. وكانت الفجوة في العينة لا في الاختبار؛ فطريقة الشدّ خلف تلك البوابة ثابتة، والقطعة التي تمثلها هي المتغير.

كان الاختبار صحيحًا، لكن القطعة التي وصفها لم تكن القطعة التي عليها أن تنجح (الشكل 1).

الشكل 1. البوابات مقطوعة ووسادات المغذي باقية، وهي الحالة التي تدخل بها الكتائف إلى المعالجة الحرارية.

ما تغيّر: المغذي والشريط والمراجعة

غيّرت خطة الصب التالية ثلاثة عناصر: التغذية والشريط والمراجعة. أُضيف مغذٍّ إلى المقطع 25–30 مم ليغذيه أثناء التجمد، وانتقل الشريط إلى الكتيفة نفسها، يُصبّ في الصهرة نفسها ويُعالج في الحمولة نفسها. وأُعيدت المراجعة إلى داخل 550–600 °C، وفُحصت على الجسم لا على الشريط وحده (الشكل 2).

المغذي يعالج التغذية، والشريط يعالج الدليل، والمراجعة تعالج الجسم. وكل واحد منها لا يقوم مقام الآخر: فمقطع سليم قد يبقى ناقص المراجعة، ومراجعة صحيحة لا تملأ تجويف انكماش.

والمغذي يغذي المقطع بمعدن سائل، ولا يغيّر قابلية التصلب. فإن كان المقطع أسمك من قدرة الدرجة على التصلب، لم تُحوّل التغذية القلب. ويكون الجواب تغيير المقطع أو الانتقال إلى درجة أخرى.

وبقي السفع قبل القطع التشطيبي، وأُخفيت الثقوب المصبوبة حتى لا تلمسها الحبيبات. والتشغيل باستخدام CNC لوجه التركيب جرى بعد السفع، فآخر عملية هي التي ضبطت السطح الذي تُربط به الكتيفة بالإطار.

والكلفة شريط اختبار لكل صهرة، وفحص صلابة إضافي على الجسم.

الشكل 2. الشريط المصبوب مع القطعة يشارك الكتيفة صبّها ومعالجتها الحرارية؛ أما الشريط المصبوب منفصلًا فلا.

النتيجة أمام بوابات القبول الأربع

كُتب قبول الدفعة الثانية على أربع بوابات، لا على تقرير شدّ واحد. البوابة الأولى هي الشريط المصبوب مع القطعة، يُشدّ وفق ASTM A370 ويُطلب منه بلوغ 355 MPa. والثانية هي صلابة الجسم، وتُقرأ داخل HB 220–250. والثالثة هي الهندسة: تباعد الثقوب داخل ±0.2 مم، واستواء داخل 0.1 مم على آلة القياس الإحداثي (CMM). والرابعة تغطي السطح والسلامة الداخلية: Sa 2.5 وفق ISO 8501-1 على لوح مقارنة، مع فحص الجسيمات المغناطيسية أو السوائل المخترقة على وجه التركيب قبل القطع.

كل بوابة تلتقط نوعًا مختلفًا من الفشل، فلا تقوم واحدة مقام أخرى. فقد ينجح الشريط ويبقى الجسم طريًا، وقد يسلم الجسم وقد حرّك السفع ثقبًا عن موضعه، وقد يستوي الوجه وينفتح تحته تجويف انكماش.

استوفت الدفعة الثانية بوابات القبول الأربع، والقيم المقاسة محفوظة في تقرير المشروع. وتحتفظ هذه الصفحة بالبوابات والطريقة التي تقف خلف كل واحدة منها.

ما لا يثبته هذا السجل

هذا السجل مثال. لا يحمل اسم عميل ولا حجم دفعة ولا تاريخ تسليم ولا سعرًا ولا مردود إنتاج، ولا يُقتبس كرقم قدرة.

ولا يثبت أن صب كتيفة الفولاذ 45 يبلغ 355 MPa دائمًا عند مقطع 25–30 مم. فقابلية التصلب والمقطع والمعالجة الحرارية تتغير من قطعة إلى أخرى، وشريط ينجح على كتيفة لا يقول شيئًا عن النموذج التالي.

وما يثبته هذا السجل أضيق من ذلك: بوابة على الشريط وحده قد تمرر جسمًا كان يجب حجزه، وترتيب بوابات القبول هو ما يلتقط ذلك قبل الشحن.

فحوص قابلة للنقل

ضع خمسة بنود في طلب عرض السعر (RFQ) قبل قطع النموذج. سمِّ المقطع الحاكم في القطعة وموضع صبّ الشريط منها. وسمِّ طريقة الشدّ ASTM A370، ونطاق الصلابة مع نقاط قياسها على الجسم. واكتب درجة السفع وموضعها في المسار على الرسم، قبل القطع التشطيبي. وأعطِ الوجه المشغّل مرجعًا وسماحية تشغيل، وأخفِ الثقوب قبل السفع. وأضف فحص سطح للمسامية تحت وجه التركيب.

وخطوة التشغيل مفصّلة في تشغيل المصبوبات، وتعليق السفع في السفع إلى Sa 2.5 وفحصه. وحالة توريد صب معادن على الموقع تعرض منطق بوابات القبول الأربع نفسه على قطعة أخرى.