सामान्य नमनीय लोहे की कास्टिंग विधियाँ

1. परिचय

डक्टाइल आयरन -जिसे स्पेरोइडल या नोड्यूलर ग्रेफाइट आयरन भी कहा जाता है - उच्च तन्यता ताकत के संयोजन के लिए एक कास्ट मिश्र धातु उल्लेखनीय है, लचीलापन, और थकान प्रतिरोध.

ग्रे आयरन में भंगुर गुच्छे के बजाय गोलाकार ग्रेफाइट नोड्यूल की विशेषता, डक्टाइल आयरन ने कास्ट स्टील और पारंपरिक कच्चा लोहा के बीच की खाई को पुल किया.

यह लेख प्रचलित कास्टिंग विधियों की जांच करता है - Sand, शेल -मोल्ड, स्थायी मोल्ड, केंद्रत्यागी, निवेश, और निरंतर कास्टिंग -उनके सिद्धांतों को हाइलाइट करना, प्रक्रिया पैरामीटर, यांत्रिक परिणाम, और उद्योग प्रासंगिकता.

2. डक्टाइल आयरन क्या है?

नमनीय लोहे, के रूप में भी जाना जाता है गांठदार कच्चा लोहा या गोलाकार लोहा (एसजी आयरन), की उपस्थिति की विशेषता एक प्रकार का कच्चा लोहा है गोलाकार ग्रेफाइट नोड्यूल माइक्रोस्ट्रक्चर में.

पारंपरिक के विपरीत स्लेटी कच्चा लोहा, जिसमें फ्लेक ग्रेफाइट होता है जो भंगुरता और कम तन्य शक्ति का कारण बनता है, डक्टाइल आयरन के राउंड ग्रेफाइट आकारिकी बहुत बढ़ जाती है यांत्रिक विशेषताएं जैसे कि लचीलापन, बेरहमी, और थकान प्रतिरोध.

धातुकर्मिक मूल सिद्धांत

डक्टाइल आयरन के प्रदर्शन के केंद्र में एक सावधानीपूर्वक नियंत्रित रासायनिक और धातुकर्म प्रक्रिया है. प्रमुख बिंदुओं में शामिल हैं:

• ग्रेफाइट आकार नियंत्रण: नमनीय लोहे की परिभाषित विशेषता इसकी है गोलाकार रूप में ग्रेफाइट, की एक छोटी राशि जोड़कर प्राप्त किया मैगनीशियम (मिलीग्राम)कास्टिंग से ठीक पहले -03–0.05%—टाइपिक रूप से पिघला हुआ लोहा.
  मैग्नीशियम गुच्छे से नोड्यूल तक ग्रेफाइट को संशोधित करता है.
• टीकाकरण: मैग्नीशियम उपचार के बाद, तिहाई (आमतौर पर फेरोसिलिकॉन होता है, कैल्शियम, और दुर्लभ पृथ्वी) बढ़ाने के लिए जोड़ा जाता है ग्रेफाइट न्यूक्लिएशन, बढ़ती नोड्यूल गिनती और एकरूपता.
• एकत्रीकरण व्यवहार: लोहे के लोहे में तरल से ठोस में परिवर्तन को दोषों से बचने के लिए प्रबंधित किया जाना चाहिए संकोचन पोरसिटी, चंकी ग्रेफाइट, या कार्बाइड गठन.
  शीतलन दर और मोल्ड डिजाइन सीधे नोड्यूल आकार और गिनती को प्रभावित करते हैं.

3. लोहे की रेत कास्टिंग

सैंड कास्टिंग नमनीय लोहे के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि है, वैश्विक उत्पादन के ~ 70% के लिए लेखांकन.

इसकी बहुमुखी प्रतिभा -उत्पादन भागों के लिए सक्षम है 0.5 के लिए किलो 50 टन- दोनों छोटे घटकों और बड़े पैमाने पर बुनियादी ढांचे के लिए अपरिहार्य है.

प्रक्रिया अवलोकन

• मोल्ड तैयारी: रेत (सिलिका या ओलिविन) मिट्टी के साथ बंधुआ है (हरी रेत) या रेजिन (कोई सेंकना, ठंड में बॉक्स) मोल्ड्स बनाने के लिए.
  पैटर्न्स (लकड़ी, धातु, या 3 डी-प्रिंटेड) भाग के आकार से मेल खाने वाले गुहाओं को बनाएं, कोर के साथ (रेत या सिरेमिक) आंतरिक सुविधाओं के लिए.
• डालने का कार्य: पिघला हुआ नमक लोहे (1300-1350 डिग्री सेल्सियस), नोडुलाइज़ेशन के लिए मैग्नीशियम/सेरियम के साथ इलाज किया, मोल्ड में डाला जाता है.
  रेत की कम तापीय चालकता ठंडा हो जाती है, ग्रेफाइट नोड्यूल को समान रूप से बनाने की अनुमति देता है.
• ठोस बनाना: नियंत्रित शीतलन (5-20 डिग्री सेल्सियस/मिनट) ग्रेफाइट गोलाकार सुनिश्चित करता है; राइजर (अतिरिक्त धातु जलाशय) 3-5% वॉल्यूमेट्रिक संकोचन के लिए क्षतिपूर्ति.
• शेकआउट और परिष्करण: मोल्ड टूट गया है, और भागों को साफ किया जाता है, छंटनी, और गर्मी का इलाज किया (यदि ज़रूरत हो तो).

मोल्ड सामग्री, बाइंडर, और कोर अभ्यास

• हरी रेत: उच्च मात्रा वाले उत्पादन के लिए सबसे आम. बेंटोनाइट मिट्टी और पानी के साथ मिश्रित सिलिका रेत का उपयोग करता है. लागत-प्रभावी और पुनर्नवीनीकरण.
• नॉट-रेत (राल-बंधुआ): बड़ी कास्टिंग या बेहतर आयामी सटीकता के लिए उपयोग किया जाता है. रेत को फेनोलिक या फुरन राल के साथ बंधुआ है, रासायनिक रूप से ठीक.
• कोर: जटिल आंतरिक गुहाओं को बनाने के लिए कोल्ड-बॉक्स या शेल-कोर विधियों का उपयोग करके बनाया गया. गैस के दोषों से बचने के लिए वेंटिंग की आवश्यकता होती है.

धारा मोटाई, सतह खत्म, और सहिष्णुता

नमनीय लोहे की रेत कास्टिंग के लाभ

• बहुमुखी प्रतिभा: छोटे सटीक भागों और बड़े संरचनात्मक कास्टिंग दोनों के लिए उपयुक्त.
• कम टूलींग लागत: पैटर्न की लागत आमतौर पर होती है $500 को $5,000, किफायती लघु और मध्यम रन को सक्षम करना.
• सामग्री लचीलापन: डक्टाइल आयरन के सभी ग्रेड के साथ संगत, फेरिटिक सहित, मोती का, और austempered वेरिएंट.
• नोड्यूल नियंत्रण: रेत के साँचे की अपेक्षाकृत धीमी ठंडी एक समान नोड्यूल गठन के लिए अनुमति देती है, लक्ष्य बढ़ाव और क्रूरता को प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण.

नमनीय लोहे की रेत की कास्टिंग की सीमाएँ

• सतह खुरदरापन: शेल मोल्ड या निवेश कास्टिंग की तुलना में मोटे फिनिश. सीलिंग सतहों या ठीक फिट के लिए मशीनिंग की आवश्यकता हो सकती है.
• गैस पोरसिटी जोखिम: विशेष रूप से हरे रेत के नए साँचे में अगर नमी और वेंटिंग ठीक से नियंत्रित नहीं हैं.
• आयामी परिवर्तनशीलता: रेत का थर्मल विस्तार और कठोर मोल्ड की दीवारों की कमी से उच्च-सटीक भागों में मामूली आयामी बहाव हो सकता है.

सामान्य अनुप्रयोग डक्टाइल लोहे की रेत कास्टिंग

• मोटर वाहन घटक: निलंबन हथियार, ब्रेक कैलिपर्स, विभेदक आवास.
• नगरपालिका बुनियादी ढांचा: मैनहोल कवर, ड्रेनेज ग्रेट्स, पानी के पाइप फिटिंग.
• मशीनरी: गियरबॉक्स, असर, कंप्रेसर केसिंग, पंप बॉडीज.
• ऊर्जा और उपयोगिताओं: पवन टरबाइन हब, जनरेटर आवास, वाल्व बॉडीज.

4. नमनीय लोहे के खोल मोल्ड कास्टिंग

शेल मोल्ड कास्टिंग, के रूप में भी जाना जाता है शेल ढलान, एक सटीक रेत कास्टिंग प्रक्रिया है जो उपयोग करती है राल-कोटेड रेत के साथ आयामी रूप से सटीक नमनीय लोहे के घटकों का उत्पादन करने के लिए श्रेष्ठ सतह खत्म और तंग सहनशीलता.

यह विशेष रूप से अच्छी तरह से अनुकूल है मध्यम आकार के घटक इसके लिए बढ़ाया विस्तार और सुसंगत प्रदर्शन की आवश्यकता है - रेत कास्टिंग के लचीलेपन और धातु के मोल्ड के आयामी नियंत्रण के बीच एक संतुलन के लिए.

प्रक्रिया अवलोकन

डक्टाइल आयरन के लिए शेल मोल्ड कास्टिंग प्रक्रिया में निम्नलिखित प्रमुख चरण शामिल हैं:

• पैटर्न हीटिंग: एक धातु पैटर्न (आमतौर पर स्टील) 200-300 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है.
• रेत आवेदन: पूर्व-लेपित राल-बंधुआ सिलिका रेत को गर्म पैटर्न पर उड़ा दिया जाता है, राल को आंशिक रूप से इलाज करने और 3-10 मिमी मोटी खोल बनाने के लिए.
• शेल गठन: आंशिक रूप से ठीक किए गए शेल को एक ओवन में या पैटर्न पर लगातार गर्म करने के द्वारा कठोर किया जाता है.
  दो हिस्सों को तैयार किया जाता है और पूर्ण मोल्ड गुहा बनाने के लिए शामिल हो जाता है.
• कोर प्लेसमेंट (यदि आवश्यक हुआ): पूर्व-गठित रेत या सिरेमिक कोर का उपयोग करके खोखले सुविधाएँ बनाई जाती हैं.
• डालने का कार्य: पिघला हुआ नमक लोहे (~ 1350 ° C), मैग्नीशियम के साथ पूर्व-इलाज और टीका लगाया गया, शेल मोल्ड में डाला जाता है.
• ठोस बनाना: पतली मोल्ड की दीवारों के कारण तेजी से और एकसमान शीतलन ठीक ग्रेफाइट नोड्यूल और एक घने माइक्रोस्ट्रक्चर की ओर जाता है.
• शेल हटाने और परिष्करण: ठंडा होने के बाद, भंगुर खोल आसानी से टूट जाता है, उत्कृष्ट सतह की गुणवत्ता के साथ एक कास्टिंग का खुलासा.

राल-लेपित रेत विशेषताओं

शेल मोल्डिंग में उपयोग की जाने वाली रेत आमतौर पर होती है उच्च शुद्धता वाले सिलिका रेत, के साथ लेपित फेनोलिक राल बाइंडर:

• अनाज आकार: ठीक और गोलाकार, आमतौर पर AFS 50-70, जो बेहतर सतह खत्म प्राप्त करने में मदद करता है.
• तापीय स्थिरता: कोटिंग उच्च धातु के तापमान पर रेत के संलयन को रोकता है.
• गोलाबारी: आम तौर पर से रेंज 3 मिमी (पतली दीवारें) को 10 मिमी (बड़ी कास्टिंग के लिए).

यह रेत एकल-उपयोग है, हरी रेत के विपरीत, लेकिन प्रदान करता है अधिक आयामी सटीकता और सतह की परिभाषा.

थर्मल और आयामी नियंत्रण लाभ

शेल मोल्ड कास्टिंग के कारण उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता प्रदान करता है:

• एक समान खोल की मोटाई: अनुमानित शीतलन दर ग्रेफाइट गोलाकार को बढ़ाती है.
• कम मोल्ड विरूपण: कठोर खोल की दीवारें विकृति की संभावना को कम करती हैं, उच्च आयामी पुनरावृत्ति सुनिश्चित करना.
• स्वच्छ सतह प्रतिक्रियाएँ: हरी रेत की तुलना में कम गैस उत्पादन, कम पोरसिटी दोष और बेहतर माइक्रोस्ट्रक्चर के लिए अग्रणी.

सतही गुणवत्ता, शुद्धता, और लागत व्यापार बंद

डक्टाइल आयरन शेल मोल्ड कास्टिंग के लिए विशिष्ट उपयोग के मामले

इसकी ठीक डिटेलिंग क्षमताओं और विश्वसनीय माइक्रोस्ट्रक्चर के कारण, शेल मोल्ड कास्टिंग का उपयोग आमतौर पर किया जाता है:

• ऑटोमोटिव: गियर वाहक, क्रैंकशाफ्ट ब्रैकेट, संचरण कवर.
• कृषि: परिशुद्धता गियरबॉक्स आवास, क्लच लीवर.
• औद्योगिक मशीनरी: हाइड्रोलिक वाल्व बॉडीज, उपकरण फ़्रेम्स.
• सामान्य अभियांत्रिकी: कोष्ठक, योक, और कम छिद्र और उच्च स्थिरता की आवश्यकता होती है.

5. डक्टाइल आयरन खो गया फोम कास्टिंग

फोम कास्टिंग खो गया (आंदोलन) जटिल ज्यामिति के साथ निकट-आकार के आकार के नमनीय लोहे के भागों का उत्पादन करता है, कोर या मोल्ड ब्रेकडाउन की आवश्यकता को समाप्त करना.

यह जटिल आंतरिक चैनलों या अनियमित आकृतियों वाले भागों के लिए आदर्श है.

प्रक्रिया अवलोकन

• पैटर्न निर्माण: विस्तार योग्य पॉलीस्टायरीन (ईपीएस) फोम को भाग के आकार में ढाला जाता है, आंतरिक सुविधाओं के लिए फोम कोर के साथ.
  पैटर्न को समूहों में इकट्ठा किया जाता है (उदा।, 4-6 इंजन ब्लॉक प्रति क्लस्टर).
• कोटिंग और बैकफिलिंग: पैटर्न एक दुर्दम्य कोटिंग में डूबा हुआ है (सिरेमिक या ग्रेफाइट) 0.5-2 मिमी शेल बनाने के लिए, फिर एक फ्लास्क में रखा गया और अनबंड रेत से घिरा हुआ (कॉम्पैक्ट करने के लिए कंपन).
• डालने का कार्य: पिघला हुआ नमक लोहे (1320-1380 ° C) फोम पैटर्न में डाला जाता है, जो वाष्पीकरण करता है (ईपीएस → सीओओ + H ₂o) और धातु द्वारा विस्थापित होता है.
  दुर्दम्य कोटिंग रेत की घुसपैठ को रोकता है.
• ठोसकरण और शेकआउट: धातु रेत के चारों ओर जम जाता है, जिसे शेकआउट के बाद पुनर्नवीनीकरण किया जाता है.

डक्टाइल आयरन के फायदे फोम कास्टिंग

• जटिलता: अंडरकट्स के साथ भागों का उत्पादन करता है, पतली दीवारें (≥3 मिमी), और आंतरिक मार्ग (उदा।, एकीकृत तेल दीर्घाओं के साथ इंजन ब्लॉक) यह रेत कास्टिंग के साथ असंभव है.
• सामग्री दक्षता: निकट-नेट-आकार के भागों में 40-60% बनाम भौतिक अपशिष्ट को कम किया जाता है. सैंड कास्टिंग.
• कम असेंबली: एक कास्टिंग में कई घटकों को एकीकृत करके 10-20% फास्टनरों को समाप्त करता है.

डक्टाइल आयरन की सीमाएं खोई हुई फोम कास्टिंग

• पैटर्न लागत: ईपीएस टूलींग ($10,000- $ 50,000) रेत के पैटर्न से अधिक है, वॉल्यूम की आवश्यकता है >5,000 परिशोधन करने के लिए इकाइयाँ.
• पोरसिटी जोखिम: फोम वाष्पीकरण गैसों को फंसा सकता है, सावधानीपूर्वक वेंटिंग और दरों को डालने की आवश्यकता है.

डक्टाइल आयरन के अनुप्रयोगों ने फोम कास्टिंग को खो दिया

• ऑटोमोटिव: सिसिंडर हैड, सेवन कई गुना, और ट्रांसमिशन केस.
• भारी मशीनरी: जटिल आंतरिक 油路 के साथ हाइड्रोलिक वाल्व निकायों (तेल मार्ग).

6. लोहे की धातु की ढालना (स्थायी मोल्ड) ढलाई

धातु मोल्ड कास्टिंग, के रूप में भी संदर्भित स्थायी मोल्ड कास्टिंग, एक ऐसी विधि है जो टिकाऊ स्टील या कच्चा लोहा मोल्ड्स का उपयोग करता है, जो कि खर्च करने योग्य रेत के साँचे के बजाय है.

के लिए नमनीय लोहे, यह प्रक्रिया उत्कृष्ट प्रदान करती है आयामी सटीकता, सतह खत्म, और यांत्रिक विशेषताएं,

यह अनुप्रयोगों की मांग के लिए आदर्श है उच्च सुसंगतता, मध्यम-से-उच्च मात्रा, और तंग सहनशीलता.

गुरुत्वाकर्षण बनाम. कम दबाव धातु मोल्ड कास्टिंग

डक्टाइल आयरन मेटल मोल्ड कास्टिंग में दो सामान्य भरने के तरीके उपयोग किए जाते हैं:

• गुरुत्वाकर्षण भरने: पिघला हुआ नमनीय लोहा गुरुत्वाकर्षण के तहत मोल्ड में डाला जाता है. यह छोटे-से-मध्यम भागों के लिए सरल और व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है.
• कम दबाव भरने: एक नियंत्रित दबाव प्रणाली धातु को मोल्ड में मजबूर करती है.
  यह चिकना सुनिश्चित करता है, तेजी से भरना और अशांति को कम करता है - ऑक्साइड और पोरसिटी दोषों को कम करना.

मोल्ड मिश्र धातु, पूर्वतापन, और स्नेहक

• मोल्ड सामग्री: मोल्ड आमतौर पर बनाए जाते हैं उच्च शक्ति उपकरण स्टील या ठंडा कच्चा लोहा. वे बार -बार थर्मल साइकिलिंग का सामना करने के लिए इंजीनियर हैं.
• पूर्वतापन: मोल्ड्स को प्रीहीट किया जाता है 200-350 ° C थर्मल शॉक को कम करने और लगातार शीतलन सुनिश्चित करने के लिए डालने से पहले.
• स्नेहन: ग्रेफाइट-, बोरान नाइट्राइड-, या जिक्रोनिया-आधारित कोटिंग्स को स्टिकिंग को रोकने के लिए मोल्ड गुहा में लागू किया जाता है, सहायता जारी, और नियंत्रण सतह खत्म.

मोल्ड जीवन आमतौर पर से होता है 10,000 को 100,000 फुहार, मिश्र धातु के तापमान पर निर्भर करता है, मोल्ड कूलिंग, और रखरखाव अभ्यास.

सूक्ष्मजीव प्रभाव: तेजी से शीतलन, महीन मैट्रिक्स

स्थायी मोल्ड प्रदान करते हैं बहुत तेजी से शीतलन दर (20-50 ° C/मिनट) रेत के सांचे की तुलना में, महत्वपूर्ण रूप से नटखट लोहे के परिणामस्वरूप माइक्रोस्ट्रक्चर को प्रभावित करना:

• ग्रेफाइट नोड्यूल शोधन: अधिक समान और महीन ग्रेफाइट नोड्यूल (~ 80–120 नोड्यूल्स/मिमी your बनाम. 30रेत कास्टिंग में -50).
• मैट्रिक्स संरचना: तेजी से जमने के कारण अधिक पर्लिटिक या ठीक फेरिटिक-पियरलिटिक मैट्रिक्स, बढ़ाने की शक्ति.
• सुधार घनत्व: तेजी से ठंडा भी सिकुड़न और गैस पोरसिटी को कम करता है.

चक्र काल, टूलींग लागत, और वॉल्यूम अर्थशास्त्र

• समय चक्र: आम तौर पर 1.5प्रति भाग -5 मिनट, भाग के आकार और शीतलन प्रणाली पर निर्भर करता है.
• उपकरणन लागत: प्रारंभिक मरने की लागत रेत की कास्टिंग की तुलना में काफी अधिक है - रेंजिंग से $30,000 को $150,000.
• प्रति भाग लागत: जब उत्पादन से अधिक हो जाता है तो किफायती हो जाता है 10,000 इकाइयाँ/वर्ष. मानकीकृत भागों के दीर्घकालिक उत्पादन के लिए आदर्श.

डक्टाइल आयरन स्थायी मोल्ड कास्टिंग के अनुप्रयोग

यह विधि उद्योगों की आवश्यकता के पक्ष में है तंग आयामी नियंत्रण, दोहराने योग्य यांत्रिक गुण, और कम सतह के छिद्र:

• मोटर वाहन घटक: ब्रेक कैलिपर्स, स्टीयरिंग नॉकल्स, नियंत्रण हथियार.
• हाइड्रोलिक और वायवीय: पंप आवास, हाइड्रोलिक सिलेंडर समाप्त होता है.
• पावरट्रेन सिस्टम: गियरबॉक्स, विभेदक मामले, क्लच घटक.
• औद्योगिक मशीनरी: असर आवास, मोटर माउंट्स, और रोटरी पार्ट्स.

7. नमक लोहे के सेंट्रीफ्यूगल कास्टिंग

अपकेंद्री प्रक्षेप एक विशेष कास्टिंग प्रक्रिया है जिसमें पिघला हुआ नमनीय लोहा एक घूर्णन मोल्ड में डाला जाता है, धातु को समान रूप से वितरित करने के लिए केन्द्रापसारक बल का उपयोग करना.

यह विधि आदर्श रूप से अनुकूल है रोटेशनल रूप से सममित भागों, जैसे कि पाइप, bushings, लाइनर, और आस्तीन.

यह कास्टिंग का उत्पादन करता है असाधारण घनत्व, संरचनात्मक अखंडता, और यांत्रिक प्रदर्शन, इसे दबाव-निवारक या पहनने-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए एक पसंदीदा तकनीक बनाना.

प्रक्रिया अवलोकन

• मोल्ड सेटअप: एक बेलनाकार मोल्ड (स्टील या कच्चा लोहा) 500-3000 आरपीएम पर घुमाया जाता है (छोटे व्यास के लिए उच्च गति).
• डालने का कार्य: पिघला हुआ नमनीय लोहे को घूर्णन मोल्ड में डाला जाता है, जहां केन्द्रापसारक बल मोल्ड की दीवार के खिलाफ समान रूप से धातु वितरित करता है, केंद्र की ओर अशुद्धियों को धक्का देना (बाद में दूर हो गया).
• ठोस बनाना: रोटेशन एक रेडियल तापमान ढाल बनाता है, बाहरी परत के साथ (मोल्ड से संपर्क करना) सबसे तेज ठंडा, एक घना बनाना, बारीक दानेदार संरचना.
  ग्रेफाइट नोड्यूल रेडियल रूप से संरेखित करते हैं, बढ़ाने की शक्ति.
• वेरिएंट: क्षैतिज केन्द्रापसारक कास्टिंग (लंबे पाइप के लिए) और ऊर्ध्वाधर केन्द्रापसारक कास्टिंग (असर आस्तीन जैसे छोटे सिलेंडर के लिए).

नमनीय लोहा के लाभ अपकेंद्री प्रक्षेप

• घनत्व और शक्ति: केन्द्रापसारक बल छिद्रता को समाप्त करता है, को प्राप्त करने 99.9% घनत्व.
  तन्यता ताकत रेत-कास्ट डक्टाइल आयरन की तुलना में 10-15% अधिक है (उदा।, EN-GJS-600-3 पहुंचता है 650 एमपीए).
• सामग्री बचत: कोई राइजर की जरूरत नहीं है, धातु की खपत को 10-20% तक कम करना.
• समान दीवार की मोटाई: दबाव पाइप के लिए महत्वपूर्ण (उदा।, 10-50 मिमी दीवारों के साथ पानी के मुख्य).

की सीमाएँ नमनीय लोहे अपकेंद्री प्रक्षेप

विशिष्ट ज्यामितीयों के लिए लाभप्रद, केन्द्रापसारक कास्टिंग बाधाओं के साथ आती है:

• ज्यामितीय प्रतिबंध: केवल अक्षसममित आकृतियों के लिए व्यवहार्य (उदा।, सिलेंडर, के छल्ले, bushings).
• उच्च पूंजीगत लागत: विशेष कताई उपकरण और मोल्ड सिस्टम की आवश्यकता है.
• मशीनिंग आवश्यक: भीतरी सतह (ऊब पैदा करना) अलग-अलग धातु को हटाने और आयामी सटीकता प्राप्त करने के लिए अक्सर व्यापक मशीनिंग की आवश्यकता होती है.
• सीमित मुख्य उपयोग: द्वितीयक प्रसंस्करण के बिना जटिल आंतरिक ज्यामिति या खोखली विशेषताएं बनाना कठिन है.

डक्टाइल आयरन सेंट्रीफ्यूगल कास्टिंग के अनुप्रयोग

उनके कारण अधिक शक्ति, आयामी स्थिरता, और प्रतिरोध पहन, केन्द्रापसारक रूप से ढले हुए लचीले लौह भागों का उपयोग किया जाता है:

• म्युनिसिपल & औद्योगिक पाइपिंग

• • पानी और सीवेज पाइप (DN80-DN2600) तक दबाव रेटिंग के साथ 40 छड़
  • खनन और पेट्रोकेमिकल संयंत्रों में उच्च दबाव पाइपलाइन प्रणाली

• मोटर वाहन और रेल

• • सिलेंडर लाइनर, ब्रेक रोटर्स, और उड़नखटोले
  • व्हील हब और एक्सल स्लीव्स

• भारी मशीनरी

• • हाइड्रोलिक सिलेंडर, धातु मिलों के लिए रोल, और झाड़ियाँ
  • केन्द्रापसारक पम्प आवरण और लाइनर

• ऊर्जा & समुद्री

• • पवन टरबाइन शाफ्ट, जनरेटर आस्तीन, और समुद्री प्रोपेलर हाउसिंग

8. लोहे का निवेश कास्टिंग

धातु - स्वरूपण तकनीक, के रूप में भी जाना जाता है खोई हुई मोम कास्टिंग, जटिल ज्यामिति के साथ नमनीय लोहे के घटकों के उत्पादन के लिए उपयुक्त एक उच्च-सटीक कास्टिंग विधि है, तंग सहनशीलता, और उत्कृष्ट सतह खत्म.

हालांकि आमतौर पर स्टील्स और सुपरलॉय के लिए उपयोग किया जाता है, की निवेश कास्टिंग नमनीय लोहे एयरोस्पेस में कर्षण प्राप्त कर रहा है, वाल्व विनिर्माण, और मेडिकल इंजीनियरिंग, जहां भाग अखंडता, सतही गुणवत्ता, और आयामी नियंत्रण महत्वपूर्ण हैं.

प्रक्रिया अवलोकन

• पैटर्न निर्माण: मोम (या 3 डी-मुद्रित बहुलक) पैटर्न बनाने के लिए धातु मर जाता है, जो पेड़ों में इकट्ठे होते हैं (प्रति पेड़ कई भाग).
• शेल बिल्डिंग: पैटर्न एक सिरेमिक घोल में डूबा हुआ है (सिलिका या एल्यूमिना) और प्लास्टर के साथ लेपित (फ्यूज्ड सिलिका) 5-10 मिमी शेल बनाने के लिए. यह 5-8 बार दोहराया जाता है, फिर सूख गया.
• डी-वाक्सिंग और फायरिंग: मोम को पिघलाने के लिए शेल को 800-1000 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है (पुनर्नवीनीकरण) और सिरेमिक को सख्त करें.
• पपड़ी और जमना: पिघला हुआ नमक लोहे (1350-1400 ° C) गर्म खोल में डाला जाता है, जो तरलता और ठीक माइक्रोस्ट्रक्चर को बढ़ावा देता है (पिंड <30 माइक्रोन).
• परिष्करण: गोले टूट जाते हैं, और भागों को पेड़ से काट दिया जाता है, गर्मी का इलाज किया हुआ, और मशीनीकृत (यदि ज़रूरत हो तो).

प्राप्त करने योग्य सहिष्णुता और सतह खत्म

आयामी और सतह परिशुद्धता में निवेश कास्टिंग एक्सेल:

लागत और लीड-टाइम विचार

डक्टाइल आयरन इन्वेस्टमेंट कास्टिंग के अनुप्रयोग

डक्टाइल आयरन इन्वेस्टमेंट कास्टिंग का उपयोग अनुप्रयोगों की मांग में किया जाता है जहां प्रदर्शन और सटीकता से लागत की चिंता होती है:

एयरोस्पेस & रक्षा

• कोष्ठक, बढ़ते हथियार, और यूएवी संरचनात्मक फ्रेम
• ईंधन प्रणाली कई गुना और सटीक आवास

वाल्व & द्रव नियंत्रण

• वाल्व निकाय और आंतरिक घटक जटिल प्रवाह पथ के साथ
• तंग आयामी सहिष्णुता के साथ एक्ट्यूएटर हथियार

चिकित्सा & ऑप्टिकल उपकरण

• इमेजिंग उपकरण आवास
• घटक की आवश्यकता होती है बायोकंपैटिबल कोटिंग्स और ठीक सुविधाएँ

रोबोटिक & स्वचालन

• सेंसर ब्रैकेट और एंड-ऑफ-आर्म टूलींग
• उच्च थकान जीवन के साथ कम-द्रव्यमान संरचनात्मक तत्व

9. डक्टाइल आयरन निरंतर और काउंटर - ग्रेविटी कास्टिंग:

निरंतर और काउंटर-गुरुत्वाकर्षण कास्टिंग विधियाँ उपज में सुधार के लिए डिज़ाइन की गई उन्नत कास्टिंग तकनीकों का प्रतिनिधित्व करती हैं, नियंत्रण माइक्रोस्ट्रक्चर, और नमनीय लोहे के उत्पादन में दोषों को कम करें.

हालांकि पारंपरिक रेत या स्थायी मोल्ड कास्टिंग की तुलना में कम आम है, ये विधियाँ लगातार गुणवत्ता और कम स्क्रैप दरों के साथ ट्यूबलर और जटिल संरचनात्मक भागों के उत्पादन के लिए महत्व प्राप्त कर रही हैं.

प्रक्रिया सिद्धांत (स्थायी मोल्ड और नियंत्रित भराव)

• निरंतर कास्टिंग: पिघला हुआ नमनीय लोहा एक पानी-कूल्ड में लगातार डाला जाता है, स्थायी मोल्ड या एक तांबा मोल्ड जो लगातार या अर्ध-निरंतरता से चलता है, एक ठोस स्ट्रैंड या ट्यूब को निकालना.
  यह प्रक्रिया लंबे वर्गों के निकट-नेट आकार उत्पादन के लिए अनुमति देती है, जैसे कि पाइप और छड़, धातु को एकजुट करके क्योंकि यह मोल्ड के माध्यम से आगे बढ़ता है.
• प्रति-गुरुत्वाकर्षण कास्टिंग: इस विधि में, पिघला हुआ लोहा वैक्यूम या दबाव अंतर द्वारा एक निचले जलाशय से मोल्ड में ऊपर की ओर खींचा जाता है.
  यह नियंत्रित भराव अशांति को कम करता है, ऑक्साइड में प्रवेश को कम करता है, और मोल्ड भरने की गुणवत्ता में सुधार करता है.
  प्रक्रिया अक्सर स्थायी मोल्ड का उपयोग करती है, सिरेमिक मोल्ड्स, या उच्च तापीय चालकता और शीतलन दरों के सटीक नियंत्रण के लिए डिज़ाइन किए गए दुर्दम्य-पंक्तिबद्ध मोल्ड.

उपज में लाभ, स्क्रैप में कमी, और माइक्रोस्ट्रक्चर

चुनौतियां (उपस्कर जटिलता, पैमाना)

• उच्च पूंजी निवेश: निरंतर और काउंटर-ग्रेविटी कास्टिंग के लिए उपकरण-जैसे वैक्यूम सिस्टम, जल-कूल्ड मोल्ड, और सटीक तापमान नियंत्रण -महत्वपूर्ण अपफ्रंट लागत की आवश्यकता होती है.
• जटिल प्रक्रिया नियंत्रण: स्थिर भरण दरों को प्राप्त करना, उचित धातु तापमान, और लगातार टीकाकरण परिष्कृत निगरानी और कुशल ऑपरेटरों की मांग करता है.
• आकार और ज्यामिति सीमाएँ: आमतौर पर के लिए अनुकूल लंबे ट्यूबलर आकार (पाइप, छड़) या मध्यम आकार के संरचनात्मक भाग. आंतरिक गुहाओं के साथ जटिल ज्यामितीय इन तरीकों का उपयोग करके कास्ट करना मुश्किल है.
• रखरखाव और मोल्ड पहनने: स्थायी मोल्ड और कूलिंग सिस्टम को कास्टिंग की गुणवत्ता को बनाए रखने और डाउनटाइम से बचने के लिए नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है.

उदाहरण: ट्यूब निर्माण और बड़े संरचनात्मक भाग

• लोहे के पाइप: निरंतर कास्टिंग का उपयोग बड़े पैमाने पर उच्च गुणवत्ता वाले पानी और सीवेज पाइप का उत्पादन करने के लिए किया जाता है, महीन माइक्रोस्ट्रक्चर, और उत्कृष्ट यांत्रिक गुण, मैचिंग स्टैंडर्ड्स जैसे एन 545 या iso 2531.
• सरंचनात्मक घटक: मध्यम आकार के ट्यूबलर और किरण जैसे संरचनात्मक भाग, अक्सर मोटर वाहन फ्रेम या निर्माण मशीनरी में उपयोग किया जाता है, कम मशीनिंग और बेहतर सामग्री उपयोग से लाभ.
• हाइड्रोलिक सिलेंडर और लाइनर्स: काउंटर-ग्रेविटी कास्टिंग बेहतर आंतरिक सतह खत्म और आयामी सटीकता के साथ घटकों का उत्पादन करता है, सीलिंग और पहनने के प्रतिरोध के लिए महत्वपूर्ण.

10. पोस्ट -इनटिंग ट्रीटमेंट & नमनीय लोहे की कास्टिंग का गुणवत्ता नियंत्रण

नमनीय लोहे की कास्टिंग की एक श्रृंखला से गुजरती है पोस्ट-कास्टिंग उपचार और गुणवत्ता आश्वासन कदम कड़े यांत्रिक से मिलने के लिए, आकार, और सतह की संपत्ति की आवश्यकताएं.

ये प्रक्रिया यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि कास्ट घटक ऑटोमोटिव जैसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में निर्दिष्ट प्रदर्शन मानकों को पूरा करते हैं, आधारभूत संरचना, मशीनरी, और दबाव प्रणाली.

गर्मी उपचार

डक्टाइल आयरन के माइक्रोस्ट्रक्चर और मैकेनिकल गुणों को अनुप्रयोग के अनुरूप गर्मी उपचार के माध्यम से काफी बढ़ाया या संशोधित किया जा सकता है.

परिष्करण प्रक्रिया

अतिरिक्त सामग्री को हटाने के लिए पोस्ट-कास्टिंग फिनिशिंग आवश्यक है, सतह की गुणवत्ता में सुधार करें, और मशीनिंग या अंतिम उपयोग के लिए कास्टिंग तैयार करें.

• ग्रीज़ & पिसाई: फाटकों को हटाना, राइजर, और आरी का उपयोग करके फ्लैश, ग्राइंडर, या सीएनसी उपकरण.
• शॉट ब्लास्टिंग: उच्च-वेग धातु शॉट का उपयोग करके सतह को साफ करता है, पेंट/कोटिंग आसंजन में सुधार.
• मशीनिंग: सीएनसी मिलिंग, मोड़, ड्रिलिंग, और अंतिम सहिष्णुता और आयामों को प्राप्त करने के लिए उबाऊ.
• deburring & सतह चौरसाई: विशेष रूप से सीलिंग चेहरों या संभोग सतहों के लिए महत्वपूर्ण.

सतह उपचार

भूतल उपचार नमनीय लोहे के घटकों के सेवा जीवन का विस्तार करते हैं और जंग के लिए उनके प्रतिरोध में सुधार करते हैं, घिसाव, और पर्यावरण की स्थिति.

गैर विनाशकारी परीक्षण (एनडीटी)

आंतरिक और सतह अखंडता सुनिश्चित करने के लिए, विशेष रूप से सुरक्षा-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में, विभिन्न एनडीटी तकनीकों का उपयोग करके डक्टाइल आयरन कास्टिंग का मूल्यांकन किया जाता है:

11. नमनीय लोहे की कास्टिंग विधियों की तुलना

12. प्रक्रिया चयन मानदंड

• ज्यामिति & आकार: जटिल आकृतियों के लिए निवेश या खोई हुई फोम विधियों की आवश्यकता हो सकती है.
• यांत्रिक आवश्यकताएँ: उच्च शक्ति केन्द्रापसारक का पक्ष लेती है, स्थायी ढलाई; थकान महत्वपूर्ण निवेश का पक्षधर है.
• सतह & सहनशीलता की आवश्यकता: सख्त विशिष्टताओं के लिए स्थायी या निवेश कास्टिंग की आवश्यकता होती है.
• आयतन & लागत: कम मात्रा के लिए रेत की ढलाई सर्वोत्तम है; स्थायी साँचा उच्च मात्रा में चलने के लिए उपयुक्त है.
• वातावरणीय कारक: मोल्ड सामग्री पर विचार करें, उत्सर्जन, और दुर्दम्य कचरा.

13. निष्कर्ष

इष्टतम डक्टाइल आयरन कास्टिंग के तरीके ज्यामिति को संतुलित करने पर निर्भर करते हैं, यांत्रिक आवश्यकताएँ, समाप्त गुणवत्ता, और लागत.

प्रत्येक प्रक्रिया के microstructural परिणामों को समझना सुनिश्चित करता है कि इंजीनियर सबसे अच्छे दृष्टिकोण का चयन कर सकते हैं, चाहे वह रेत कास्टिंग की बहुमुखी प्रतिभा हो या निवेश और केन्द्रापसारक कास्टिंग की सटीकता.

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पूछे जाने वाले प्रश्न

क्यों ग्रे आयरन या स्टील पर डक्टाइल आयरन चुनें?

तन्य लौह उत्कृष्ट शक्ति प्रदान करता है, लचीलापन, मशीन की, और लागत दक्षता-उच्च-तनाव वाले कास्ट घटकों के लिए आदर्श.

क्या इनोक्यूलेशन कास्टिंग विधि द्वारा भिन्न होता है?

हाँ. स्थायी साँचे जैसी तेज़-शीतलन विधियों को नोड्यूल विकसित करने के लिए अधिक जोरदार टीकाकरण की आवश्यकता होती है; रेत ढलाई अधिक क्षमाशील है.

निवेश कास्टिंग पार्ट्स रेत कास्टिंग ताकत से मेल खा सकते हैं?

हाँ—छोटे आकार के बावजूद, सूक्ष्म सूक्ष्म संरचना समान या बेहतर यांत्रिक प्रदर्शन प्रदान कर सकती है.