বালি ing ালাই ধাতু-গঠন শিল্পের একটি ভিত্তিপ্রস্তর অবশেষ, জটিল জ্যামিতি আকৃতির জন্য বালি দিয়ে বস্তাবন্দী পুনঃব্যবহারযোগ্য বা ব্যয়যোগ্য ছাঁচের ব্যবহার.
এই বালির গহ্বরে গলিত ধাতু ঢেলে এবং এটিকে শক্ত হতে দেওয়ার পরে, নির্মাতারা প্রায়ই লক্ষ্যযুক্ত তাপ-চিকিত্সা চক্র প্রয়োগ করে.
এই তাপ প্রক্রিয়া কঠোরতা পরিমার্জিত, মাইক্রোস্ট্রাকচার, and mechanical performance to meet rigorous customer specifications.
এই নিবন্ধে, we’ll explore:
- Why heat treat sand castings?
- The three fundamental stages of heat treatment
- Common heat‐treatment methods (অ্যানিলিং, স্বাভাবিককরণ, শক্ত করা, মেজাজ)
- Quantifiable benefits—with data—of each approach
1. কেন তাপ চিকিত্সা বালি ঢালাই?
Sand‐cast components—ranging from heavy-duty engine blocks (weighing up to 200 কেজি) to precision gearbox housings—often require enhanced টেনসিল শক্তি, ক্লান্তি প্রতিরোধের, বা মেশিনিবিলিটি.
Uncontrolled cooling in the mold can create uneven microstructures, leaving internal stresses or coarse grain sizes that impair performance.
একীভূত করে controlled heating and cooling cycles, ঢালাই করতে পারেন:
- Refine grain size to <50 µm for uniform mechanical properties
- Relieve up to 80% of residual stresses from solidification
- Tailor hardness from 150 এইচবিডাব্লু (annealed) আপ 600 এইচবিডাব্লু (কঠিন)
ফলস্বরূপ, heat treatment transforms as-cast parts into reliable, স্বয়ংচালিত জন্য উপযুক্ত উচ্চ কর্মক্ষমতা উপাদান, মহাকাশ, এবং শিল্প শক্তি সিস্টেম.
2. তাপ চিকিত্সার তিনটি মৌলিক পর্যায়
প্রতিটি তাপ-চিকিত্সা বালি ঢালাই জন্য প্রোটোকল অনুসরণ করে তিনটি মূল পর্যায়.
যদিও তাপমাত্রা, বার রাখা, এবং কুলিং মিডিয়া খাদ এবং পছন্দসই ফলাফল দ্বারা পরিবর্তিত হয়, ক্রম সামঞ্জস্যপূর্ণ থাকে:
| মঞ্চ | উদ্দেশ্য | মূল বিবেচনা |
|---|---|---|
| 1. গরম করা | বিকৃতি ছাড়াই লক্ষ্য তাপমাত্রায় সমগ্র কাস্টিং আনুন | র্যাম্প রেট সাধারণত 50-100 °C/ঘন্টা; decarburization প্রতিরোধ অভিন্ন চুল্লি বায়ুমণ্ডল ব্যবহার করুন |
| 2. ভিজানো | সম্পূর্ণ মাইক্রোস্ট্রাকচারাল রূপান্তরের জন্য যথেষ্ট দীর্ঘ তাপমাত্রা বজায় রাখুন | 1বিভাগ বেধ উপর নির্ভর করে -4 ঘন্টা; অভিন্ন তাপমাত্রা নিশ্চিত করুন ±5 ডিগ্রি সেলসিয়াস |
| 3. কুলিং | নিয়ন্ত্রিত quenching বা ধীর শীতল দ্বারা পছন্দসই চূড়ান্ত কাঠামো অর্জন | বাতাস ঠান্ডা, তেল/নিভিয়ে ফেলা, বা লবণ স্নান; শীতল করার হার 1-50 °C/সেকেন্ড |
যেকোনো পর্যায়ে নিয়ন্ত্রণে ব্যর্থতা ফাটল প্রবর্তন করতে পারে, ওয়ার্পিং, অথবা নন-ইউনিফর্ম বৈশিষ্ট্য—কাস্টিংয়ের অখণ্ডতাকে ক্ষুণ্ন করে.
3. সাধারণ বালি ঢালাই তাপ চিকিত্সা পদ্ধতি
যদিও সমস্ত পদ্ধতি তিন-পর্যায়ের কাঠামো ভাগ করে, তাপমাত্রা পরিসীমা মধ্যে পার্থক্য, ভিজিয়ে রাখা সময়কাল, এবং শীতল করার হার স্বতন্ত্র ফলাফল দেয়:
অ্যানিলিং
- প্রক্রিয়া: খাদের উপরের ক্রিটিক্যাল তাপমাত্রার উপরে ~50 °C পর্যন্ত র্যাম্প (যেমন, 900 কম খাদ ইস্পাত জন্য °C), 2-3 ঘন্টা ধরে রাখুন, তারপর ≤20 °C/ঘণ্টাতে চুল্লি-ঠান্ডা.
- ফলাফল: উপাদান নরম করে (নিচে ~200 HBW), প্রায় উপশম করে 90% অবশিষ্ট চাপের, এবং একটি সম্পূর্ণরূপে উত্পাদন গোলাকার মাইক্রোস্ট্রাকচার.
- কেস ব্যবহার করুন: উন্নতি মেশিনিবিলিটি জটিল সিএনসি কাজের জন্য; আদর্শ যখন পরবর্তী গঠন বা যন্ত্রের চাহিদা নমনীয়, চাপমুক্ত ধাতু.
স্বাভাবিককরণ
- প্রক্রিয়া: অ্যানিলিং পরিসরের উপরে 30-50 °সে তাপ (যেমন, 950 কার্বন স্টিলের জন্য °সে), 1-2 ঘন্টা ধরে রাখুন, তারপর বায়ু শীতল (≈25°C/মিনিট).
- ফলাফল: শস্যকে 20-40 µm পর্যন্ত পরিমার্জিত করে, ~20% দ্বারা কঠোরতা বৃদ্ধি করে (যেমন, থেকে 200 HBW থেকে 250 এইচবিডাব্লু), এবং ফলন a আরো ইউনিফর্ম ferrite-pearlite structure.
- কেস ব্যবহার করুন: উন্নত করে দৃ ness ়তা এবং মেশিনিবিলিটি in parts subject to moderate loads, such as pump housings and structural brackets.
শক্ত করা (শোধন)
- প্রক্রিয়া: Austenitize at 800–900 °C (খাদ উপর নির্ভর করে), রাখা 30 minutes per 25 mm section thickness, তারপর quench rapidly জলে, লবণ, বা তেল.
- ফলাফল: Forms a মার্টেনসিটিক বা বেইনটিক structure that raises hardness to 450–600 HBW.
- কেস ব্যবহার করুন: Critical for wear-resistant components, such as gear teeth, শিয়ার ব্লেড, and high-stress connecting rods.
Data point: Proper quenching can increase tensile strength from 350 এমপিএ (as-cast) উপর 1,200 এমপিএ.
মেজাজ
- প্রক্রিয়া: Reheat hardened castings to 150–650 °C (below the lower critical point), soak for 1–2 hours, তারপর বায়ু শীতল.
- ফলাফল: Relieves brittleness, ভারসাম্য কঠোরতা (down to 350–500 HBW) with improved প্রভাব দৃঢ়তা (আপ 40 চার্পি পরীক্ষায় জে).
- কেস ব্যবহার করুন: Final step after hardening for parts like crankshafts, where a compromise between strength and toughness ensures durability.
4. বালি ঢালাই তাপ চিকিত্সার সুবিধা
বালি-কাস্ট উপাদানগুলিতে নিয়ন্ত্রিত তাপ-চিকিত্সা চক্র প্রয়োগ করা কর্মক্ষমতা এবং উত্পাদন সুবিধার একটি পরিসীমা আনলক করে.
নীচের মূল সুবিধাগুলি রয়েছে—প্রত্যেকটি যেখানে উপলব্ধ পরিমাণগত ডেটা দ্বারা সমর্থিত—যা ড্রাইভ গুণমান, ধারাবাহিকতা, এবং খরচ-কার্যকারিতা:
অপ্টিমাইজ করা কঠোরতা এবং শক্তি
- পরিমাপযোগ্য লাভ: কঠোরতা ~200 HBW থেকে বেড়ে যায় (as-cast) উপর 500 HBW quench-and-tempering পরে, ক >150 % বৃদ্ধি.
- প্রভাব: উন্নত পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা হাতিয়ার জীবনকে প্রসারিত করে এবং ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পরিষেবা পরিবেশে রক্ষণাবেক্ষণ ডাউনটাইম হ্রাস করে.
স্ট্রেস রিলিফ এবং ডাইমেনশনাল স্থায়িত্ব
- মানসিক চাপ হ্রাস: annealing পর্যন্ত উপশম করতে পারেন 90 % দৃঢ়ীকরণের সময় জমে থাকা অবশিষ্ট চাপ.
- সুবিধা: পরবর্তী মেশিনিং সময় বিকৃতি এবং ক্র্যাকিং হ্রাস, ওয়েল্ডিং, বা পরিষেবা লোডিং-এর ফলে কঠোর সহনশীলতা (±0.1 মিমি বনাম. কাস্ট হিসাবে ±0.5 মিমি).
পরিমার্জিত মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং দৃঢ়তা
- শস্য আকার নিয়ন্ত্রণ: থেকে শস্য ব্যাস পরিশোধন স্বাভাবিককরণ 60 µm নিচে 30 µm, পর্যন্ত দ্বারা প্রভাব দৃঢ়তা boosting 25 %.
- ফলাফল: শক এবং চক্রাকার লোডিং প্রতিরোধের উন্নত, গিয়ারবক্স হাউজিং এবং উচ্চ-হর্সপাওয়ার ইঞ্জিন উপাদানগুলির জন্য গুরুত্বপূর্ণ.
উন্নত Machinability
- সারফেস হার্ডনেস অ্যাডজাস্টমেন্ট: অ্যানিলড কাস্টিং (180-220 HBW) মেশিন 20-30 % ঢালাই অংশের চেয়ে দ্রুত.
- ফলাফল: সিএনসি মিলিং এবং টার্নিং-এ কম টুল পরিধান এবং কম সাইকেল টাইম - পারপার্ট মেশিনিং খরচ পর্যন্ত কমানো 15 %.
উপযোগী যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য
- বহুমুখিতা: বিভিন্ন সময় ভিজিয়ে এবং quench মিডিয়া দ্বারা, ফাউন্ড্রিগুলি থেকে প্রসার্য শক্তিতে ডায়াল করতে পারে 350 এমপিএ থেকে ওভার 1,200 এমপিএ.
- সুবিধা: কাঁচা মাল পরিবর্তন না করেই - নমনীয় পাম্প হাউজিং থেকে উচ্চ-শক্তির ড্রাইভ শ্যাফ্ট পর্যন্ত - একাধিক ভূমিকা পরিবেশন করতে একটি খাদকে সক্ষম করে.
বর্ধিত ক্লান্তি জীবন
- ডেটা পয়েন্ট: স্ট্রেস-রিলিফ এবং টেম্পারিং সহ উপাদানগুলি 30-50 প্রদর্শন করে % ত্বরিত পরীক্ষার সময় ক্লান্তি জীবন বৃদ্ধি.
- আবেদন: Extends service intervals for parts in repetitive load scenarios such as agricultural equipment and construction machinery.
নিয়ন্ত্রিত চৌম্বক এবং বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য
- কাস্টমাইজযোগ্যতা: Heat treatment can adjust electrical conductivity by ±10 % and magnetic permeability in steel castings for specialized electromagnetic applications.
- প্রাসঙ্গিকতা: Ideal for motor housings, সেন্সর মাউন্ট, and EMI‐sensitive enclosures.
| সুবিধা | অ্যানিলিং | স্বাভাবিককরণ | শক্ত করা + মেজাজ |
|---|---|---|---|
| কঠোরতা (এইচবিডাব্লু) | 180-220 | 230-270 | 350-600 |
| শস্য আকার (µm) | 40-60 | 20–40 | 10–20 |
| অবশিষ্ট স্ট্রেস ত্রাণ (%) | 90-95 | 70-80 | 50-60 |
| Tensile Strength Increase (%) | - | +20 | +250 |
| চার্পি দৃঢ়তা (জে) | 80-100 | 60-80 | 20–40 |
5. উপসংহার
Selecting the appropriate sand casting heat treatment path depends on the খাদ রসায়ন, casting geometry, এবং intended service conditions.
By controlling heating rates, soak times, and cooling profiles, manufacturers transform raw sand-cast parts into components
with predictable, high-performance characteristics—ready for CNC machining, ফোরজিং, or direct installation in critical assemblies.
আপনার বালি-কাস্ট উপাদানগুলির জন্য তাপ চিকিত্সা অপ্টিমাইজ করার বিষয়ে আরও জানতে, ধাতুবিদ্যা বিশেষজ্ঞদের আমাদের দলের সাথে যোগাযোগ করুন.
ডেটা চালিত প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের সুবিধা, আমরা নিশ্চিত করি যে প্রতিটি ঢালাই শক্তিতে তার পূর্ণ সম্ভাবনা অর্জন করে, স্থায়িত্ব, এবং নির্ভরযোগ্যতা.
