लोहे का निवेश कास्टिंग: ओईएम डक्टाइल आयरन फाउंड्री

1. परिचय

तन्य लौह निवेश कास्टिंग उच्च-शक्ति को विलीन कर देता है, निवेश की सूक्ष्म परिशुद्धता के साथ गांठदार कच्चा लोहा की नमनीय प्रकृति (पिघला हुआ मोम) कास्टिंग.

यह एक उन्नत विनिर्माण पद्धति है जो आयामी रूप से सटीक और संरचनात्मक रूप से मांग वाले भागों के उत्पादन के लिए आदर्श है.

जटिल ज्यामिति होने पर यह तकनीक विशेष रूप से उपयोगी होती है, तंग सहनशीलता, और यांत्रिक विश्वसनीयता आवश्यक है - जैसे ऑटोमोटिव में, रक्षा, एयरोस्पेस, और ऊर्जा अनुप्रयोग.

2. डक्टाइल आयरन इन्वेस्टमेंट कास्टिंग क्या है??

लोहे का निवेश कास्टिंग एक सटीक धातु ढलाई प्रक्रिया है जो लचीले लोहे के बेहतर यांत्रिक गुणों को उच्च सटीकता और बारीक विवरण क्षमता के साथ जोड़ती है निवेश कास्टिंग विधि (इसे लॉस्ट-वैक्स कास्टिंग के रूप में भी जाना जाता है).

यह छोटे से मध्यम आकार के उत्पादन के लिए आदर्श है, जटिल हिस्से जिनके लिए ताकत और आयामी परिशुद्धता दोनों की आवश्यकता होती है.

मुख्य परिभाषाएँ:

• नमनीय लोहे (भी कहा जाता है गांठदार लोहा या एसजी आयरन) एक प्रकार का कच्चा लोहा है जो इसके लिए जाना जाता है अधिक शक्ति, लचीलापन, और प्रभाव प्रतिरोध होने के कारण इसकी गोलाकार (गांठदार) ग्रेफाइट संरचना.
• धातु - स्वरूपण तकनीक एक मोल्डिंग प्रक्रिया है जहां एक मोल्ड बनाने के लिए मोम पैटर्न को दुर्दम्य सिरेमिक सामग्री के साथ लेपित किया जाता है.
  मोम पिघल जाने के बाद, भाग बनाने के लिए पिघली हुई धातु को गुहा में डाला जाता है.

3. डक्टाइल आयरन के लिए निवेश कास्टिंग का उपयोग क्यों करें??

नमनीय लोहे निवेश कास्टिंग धातु कास्टिंग अनुप्रयोगों में एक महत्वपूर्ण अंतर को संबोधित करती है: लचीले लोहे की पारंपरिक रेत ढलाई, जबकि किफायती और स्केलेबल, बारीक ज्यामितीय विवरण के साथ संघर्ष करता है, तंग सहनशीलता, और पतली दीवार वाले अनुभाग.

ये सीमाएँ इसे सटीक घटकों या जटिल आंतरिक संरचनाओं वाले भागों के लिए अनुपयुक्त बनाती हैं.

वहीं दूसरी ओर, इस्पात निवेश कास्टिंग, यद्यपि उच्च आयामी सटीकता प्राप्त करने में सक्षम है, नमनीय लोहे की लागत-दक्षता में कमी, बेहतर मशीनीकरण, और अंतर्निहित कंपन अवमंदन गुण, जो कई गतिशील या शोर-संवेदनशील वातावरणों में महत्वपूर्ण हैं.

तन्य लौह निवेश कास्टिंग इस प्रकार मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए एक इष्टतम समाधान के रूप में उभरता है परिशुद्धता और यांत्रिक मजबूती दोनों, रेत कास्टिंग और स्टील परिशुद्धता कास्टिंग के बीच प्रदर्शन और आर्थिक अंतर को भरना.

यह कॉम्प्लेक्स के उत्पादन को सक्षम बनाता है, जाल-आकार के घटक जो लचीले लोहे के वांछनीय गुणों को बनाए रखते हैं-उच्च शक्ति-से-वजन अनुपात, लचीलापन, संघात प्रतिरोध, और भिगोने की क्षमता-निकट-नेट आकार सटीकता प्राप्त करते समय.

4. तन्य लौह निवेश कास्टिंग प्रक्रिया

The नमनीय लोहे धातु - स्वरूपण तकनीक प्रक्रिया पारंपरिक लॉस्ट-वैक्स कास्टिंग के मूलभूत चरणों का पालन करती है.

लेकिन लचीले लोहे के अद्वितीय ठोसकरण व्यवहार और ग्रेफाइट संरचना निर्माण को समायोजित करने के लिए सटीक धातुकर्म नियंत्रण और विशेष तकनीकों को शामिल किया गया है।.

4.1 पैटर्न निर्माण

• मोम पैटर्न: उच्च परिशुद्धता वाले मोम पैटर्न इंजेक्शन मोल्डिंग या 3डी प्रिंटिंग द्वारा तैयार किए जाते हैं, शीतलन के दौरान धातु के संकुचन की भरपाई के लिए 0.5-2% के संकोचन भत्ते के साथ.
  अति सूक्ष्म विशेषताओं वाले घटकों के लिए - जैसे कि नीचे की ओर पतली दीवारें 0.5 मिमी या जटिल आंतरिक चैनल-स्टीरियोलिथोग्राफी (एस.एल.ए) 3डी-मुद्रित पैटर्न अक्सर पसंद किए जाते हैं, ±0.02 मिमी तक सटीकता प्रदान करता है.
• पैटर्न असेंबली: पेड़ जैसी संरचना बनाने के लिए अलग-अलग मोम पैटर्न को केंद्रीय मोम स्प्रू पर लगाया जाता है.
  एक ही खोल (लगभग. 10 किलो क्षमता) इसमें 5-10 भाग हो सकते हैं, थ्रूपुट और सिरेमिक सामग्री के उपयोग का अनुकूलन.

4.2 शेल बिल्डिंग

• गारा लेप: एकत्रित मोम के पेड़ को बार-बार एल्यूमिना से बने दुर्दम्य सिरेमिक घोल में डुबोया जाता है, सिलिका, या ज़िरकोनिया.
  तन्य लौह के लिए, ज़िरकोनिया-आधारित घोल अपनी बेहतर अपवर्तकता के कारण आदर्श हैं (>2700° C), 1300-1350°C पर पिघले हुए लोहे को संभालने के लिए आवश्यक है.
• प्लास्टर करना और सुखाना: प्रत्येक घोल डुबकी के बाद, गीली कोटिंग को दुर्दम्य अनाज के साथ छिड़का जाता है (प्लास्टर) जैसे शेल की मोटाई और मजबूती बनाने के लिए फ्यूज्ड सिलिका या एल्यूमिना.
  फिर पैटर्न को नमी-नियंत्रित कक्ष में सुखाया जाता है.
  आम तौर पर, 6-8 परतें लगाई जाती हैं, जिसके परिणामस्वरूप 5-10 मिमी का एक मजबूत खोल तैयार हुआ जो लोहे को डालने के यांत्रिक और तापीय भार को झेलने में सक्षम था.
• डीवैक्सिंग और फायरिंग: ऑटोक्लेविंग या फ्लैश हीटिंग के माध्यम से मोम को खोल से हटा दिया जाता है (100-160°C).
  800-1000°C पर उच्च तापमान पर फायरिंग के दौरान अवशिष्ट मोम समाप्त हो जाता है, जो खोल को भी पाप करता है, इसकी लचीली ताकत को 5-10 एमपीए तक बढ़ाना और कास्टिंग के दौरान आयामी स्थिरता सुनिश्चित करना.

4.3 पिघलना और पिंडीकरण

लचीले लोहे की अनूठी धातु विज्ञान को पिघलने के दौरान सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है:

• मिश्रधातु की तैयारी: लोहा (94-96%), कार्बन (3.2-3.8%), सिलिकॉन (2.0-2.8%) 1400-1500°C पर इंडक्शन भट्टी में पिघलाया जाता है.
• नोडुलाइजेशन: मैगनीशियम (0.03–0.08%) या सेरियम (0.02–0.06%) फ्लेक ग्रेफाइट को गोलाकार पिंडों में बदलने के लिए जोड़ा जाता है.
  यह कदम महत्वपूर्ण है - सम भी 0.04% गंधक (एक गांठदार जहर) सूक्ष्म संरचना को बर्बाद कर सकता है.
• टीकाकरण: फेरोसिलिकॉन (0.2–0.5%) नोड्यूल्स को परिष्कृत करने के लिए नोड्यूलाइजेशन के बाद जोड़ा जाता है (5-20 नोड्यूल/मिमी²) और ठंड लगने से बचाएं (मार्टेंसाइट गठन).

4.4 पपड़ी और जमना

• डालने का कार्य: पिघला हुआ नमक लोहे (1300-1350 डिग्री सेल्सियस) गर्म खोल में डाला जाता है (800-1000°C) थर्मल शॉक को कम करने के लिए.
  शेल की उच्च तापीय चालकता (1-2 डब्ल्यू/एम·के) शीतलन को 20-30°C/मिनट तक तेज़ कर देता है—रेत ढलाई से भी तेज़ (5-20 डिग्री सेल्सियस/मिनट)-अनाज की संरचना को परिष्कृत करना.
• ठोस बनाना: ठंडा करने के दौरान ग्रेफाइट नोड्यूल बनते हैं, सिरेमिक शेल के साथ संकोचन को प्रतिबंधित करना (3-5% वॉल्यूमेट्रिक) पोरसिटी को कम करने के लिए.
  निवेश कास्टिंग के निकट-नेट-आकार डिज़ाइन के कारण राइजर न्यूनतम हैं.

4.5 परिष्करण

• शैल हटाना: कठोर सिरेमिक खोल को कंपन विधियों का उपयोग करके हटा दिया जाता है, यांत्रिक प्रभाव, या उच्च दबाव वाला जल जेटिंग.
• काटना और साफ़ करना: गेट कनेक्शन या पार्टिंग लाइनों पर किसी भी अवशिष्ट धातु को हटाने के लिए अलग-अलग कास्टिंग को गेटिंग सिस्टम और ग्राउंड से अलग किया जाता है.
• उष्मा उपचार (वैकल्पिक):

• • एनीलिंग: तक 850-900°C पर प्रदर्शन किया गया 2 आसान मशीनिंग के लिए सामग्री को नरम करने में घंटों का समय लगता है.
  • टेम्परिंग (T6 जैसा उपचार): ताकत बढ़ाने के लिए 500-550°C पर आयोजित किया गया, बेरहमी, और भार वहन करने वाले भागों में थकान प्रतिरोध.

5. निवेश कास्ट डक्टाइल आयरन के धातुकर्म लाभ

निवेश कास्टिंग की नियंत्रित शीतलन और शेल कठोरता नमनीय लोहे की सूक्ष्म संरचना को बढ़ाती है:

• परिष्कृत ग्रेफाइट नोड्यूल: तेजी से शीतलन (20-30°C/मिनट) छोटा पैदा करता है, अधिक समान नोड्यूल (10-20 नोड्यूल/मिमी² बनाम. 5-रेत ढलाई में 10),
  तन्य शक्ति में 10-15% की वृद्धि (उदा।, 450 एमपीए बनाम. 400 EN-GJS-400-15 के लिए एमपीए).
• कम सरंध्रता: सिरेमिक गोले गैस फंसने को सीमित करते हैं, सरंध्रता के साथ <0.5% (बनाम. 1रेत ढलाई में -2%), थकान प्रतिरोध में सुधार (120-140 एमपीए 10⁷ चक्र पर बनाम. 100-120 एमपीए).
• एकसमान मैट्रिक्स: शेल का समान ठंडा होना पृथक्करण को कम करता है, जिसके परिणामस्वरूप सुसंगत फेराइट/पियरलाइट मैट्रिक्स बनता है - जो पतली दीवारों वाले भागों के लिए महत्वपूर्ण है (1–3 मिमी) जहां रेत की ढलाई से भंगुर शीत क्षेत्र बन सकते हैं.

6. तन्य लौह निवेश कास्टिंग के सामान्य ग्रेड

तन्य लौह निवेश कास्टिंग विभिन्न प्रकार के ग्रेड का समर्थन करती है, प्रत्येक को विशिष्ट यांत्रिकी के लिए तैयार किया गया है, थर्मल, या संक्षारण प्रतिरोधी प्रदर्शन.

ये ग्रेड ASTM A536 जैसे अंतर्राष्ट्रीय मानकों द्वारा परिभाषित हैं, आईएसओ 1083, और एन-जीजेएस (यूरोप), और मुख्य रूप से भिन्न होते हैं तन्यता ताकत, बढ़ाव, कठोरता, और गांठदारता.

7. तन्य लौह निवेश कास्टिंग के लाभ

तन्य लौह निवेश कास्टिंग निवेश कास्टिंग की सटीकता के साथ गांठदार लोहे के यांत्रिक लाभों को जोड़ती है, उन्नत इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के लिए एक शक्तिशाली समाधान की पेशकश.

शुद्धता & जटिलता

• बढ़िया विशेषताएँ: जैसी छोटी विशेषताओं को सटीकता से पुन: प्रस्तुत करता है 0.5 मिमी धागे, 1 मिमी दीवार की मोटाई, और जटिल आंतरिक चैनल जो रेत ढलाई के साथ लगभग असंभव है.
• कम मशीनिंग: निकट-जाल-आकार के घटकों को वितरित करता है पोस्ट-प्रोसेसिंग में 70-90% की कटौती, समय और श्रम लागत की बचत - विशेष रूप से कड़ी-सहिष्णुता या जटिल ज्यामिति के लिए.

सामग्री दक्षता

• उच्च उपज: की सामग्री उपयोग दरें 85-95% रेत ढलाई में उल्लेखनीय रूप से बेहतर प्रदर्शन (60-70%), अपशिष्ट को कम करना.
• लागत अनुकूलन: हालाँकि अग्रिम लागत अधिक है, सामग्री और मशीनिंग की बचत इसे आर्थिक रूप से व्यवहार्य बनाती है मध्यम-से-उच्च-मूल्य वाले घटक.

बढ़ाया यांत्रिक गुण

• सुपीरियर माइक्रोस्ट्रक्चर: तीव्र शीतलन दर (20-30°C/मिनट) सिरेमिक शैलों में ग्रेफाइट नोड्यूल वितरण और अनाज के आकार को परिष्कृत करें.
• बेहतर थकान जीवन: सरंध्रता में कमी और परिष्कृत पिंडों को बढ़ावा थकान प्रतिरोध और यांत्रिक अखंडता, आंशिक जीवनकाल को बढ़ाना 20-30% गतिशील लोडिंग वातावरण में.

डिजाइन स्वतंत्रता

• टोपोलॉजी अनुकूलन: सक्षम करने वाले 3डी-मुद्रित पैटर्न के साथ संगत जाली संरचनाएँ, आंतरिक शीतलन चैनल, और खोखले खंड.
• वजन में कमी: संरचनात्मक अनुकूलन से घटक का वजन कम किया जा सकता है 30-40% ताकत और कठोरता बनाए रखते हुए - एयरोस्पेस के लिए महत्वपूर्ण, ऑटोमोटिव, और चिकित्सा उद्योग.

8. डक्टाइल आयरन निवेश कास्टिंग की सीमाएँ और चुनौतियाँ

इसके फायदों के बावजूद, डक्टाइल आयरन निवेश कास्टिंग कई बाधाओं के साथ आती है जिन्हें सावधानीपूर्वक प्रबंधित किया जाना चाहिए.

उच्च प्रारंभिक लागत

• टूलींग और सामग्री: मोम इंजेक्शन मर जाता है और उच्च ग्रेड सिरेमिक गोले (उदा।, Zirconia आधारित) प्रक्रिया बनाओ 3-5× अधिक महंगा रेत ढलाई की तुलना में.
• लागत का औचित्य: के लिए सबसे उपयुक्त है उच्च प्रदर्शन या उच्च परिशुद्धता अनुप्रयोग (उदा।, एयरोस्पेस, रक्षा, चिकित्सा) जहां दीर्घकालिक लाभ प्रारंभिक खर्चों से अधिक होता है.

आकार सीमाएँ

• शैल शक्ति: सिरेमिक शैल एक निश्चित द्रव्यमान से परे नाजुक होते हैं. अधिकांश निवेश कास्टिंग तक ही सीमित हैं <10 कुंठ.
• पैमाने की बाधाएँ: बड़े या मोटे खंड वाले भाग (उदा।, >100 मिमी दीवार की मोटाई) हैं रेत या शैल मोल्ड कास्टिंग के लिए बेहतर अनुकूल.

नोड्यूलाइज़ेशन संवेदनशीलता

• सल्फर फँसाना: संलग्न सिरेमिक खोल रेत के सांचों की तुलना में अधिक सल्फर बरकरार रखता है, पिघले हुए सल्फर के स्तर की आवश्यकता होती है <0.02% (से भी सख्त <0.03% रेत ढलाई में).
• सूक्ष्म संरचना जोखिम: खराब सल्फर नियंत्रण से गांठदारता कम हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप भंगुर या परत जैसा ग्रेफाइट हो जाता है - जो लचीलेपन और थकान भरे जीवन से समझौता करता है.

लंबे समय तक लीड टाइम्स

• प्रक्रिया जटिलता: निवेश कास्टिंग चक्र-सहित मोम पैटर्न उत्पादन, मल्टी-लेयर शेल बिल्डिंग, और de-वैक्सिंग-ले जा सकते हैं 2-4 सप्ताह.
• धीमी पुनरावृत्ति: के लिए आदर्श नहीं है तीव्र प्रोटोटाइपिंग या लघु लीड-टाइम परियोजनाएं, जब तक कि इसे एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के साथ न जोड़ा जाए (उदा।, 3डी-मुद्रित साँचे या पैटर्न).

9. तन्य लौह निवेश कास्टिंग के सामान्य अनुप्रयोग

औद्योगिक & यांत्रिक घटक

• शुद्धता गियर हाउसिंग और गियर रिक्त स्थान
• उच्च भार कोष्ठक और बढ़ते फ्लैंगेस
• हाइड्रोलिक पंप घटक और वाल्व बॉडीज
• कंप्रेसर प्ररित करनेवाला और रोटार

एयरोस्पेस

• संरचनात्मक कोष्ठक वजन कम करने वाली जाली के साथ
• लैंडिंग गियर लिंकेज और एक्चुएटर हथियार
• मिसाइल फिन माउंट और बुर्ज आवास
• उच्च थकान-प्रतिरोध सेंसर बाड़े

ऑटोमोटिव & परिवहन

• लाइटवेट निलंबन हथियार और नियंत्रण हथियार
• विभेदक वाहक और पोर
• उच्चा परिशुद्धि कई गुना और टर्बोचार्जर घटक
• रिवाज़ इलेक्ट्रिक वाहन कोष्ठक और माउंट

चिकित्सकीय संसाधन

• biocompatible आर्थोपेडिक समर्थन और कृत्रिम फ्रेम
• एमआरआई-संगत अलौह आवास
• टिकाऊ व्हीलचेयर जोड़ और लिंकेज

टूलिंग & मशीनरी

• शुद्धता जिग्स, फिक्स्चर, और मशीन टूल फ़्रेम
• टूट फुट प्रतिरोधी डाई धारक और हथियार दबाना
• उच्च स्थायित्व रोबोटिक उंगलियाँ और ग्रिपर्स

निर्माण & वास्तु

• अधिक शक्ति एंकर लोड करें, काज भुजाएँ, और कनेक्टर्स
• सौंदर्य संबंधी सजावटी संरचनात्मक तत्व जटिल विवरण के साथ
• मुखौटा समर्थन फ्रेम वजन कम होने के साथ

10. रेत ढलाई और अन्य विधियों के साथ तुलना

11. गुणवत्ता आश्वासन और निरीक्षण मानक

मांगपूर्ण प्रदर्शन और विनियामक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, विशिष्ट निरीक्षणों में शामिल हैं:

• एनडीटी: एक्स-रे, अल्ट्रासोनिक, डाई प्रवेशक परीक्षण
• यांत्रिक परीक्षण: लचीला, कठोरता, बढ़ाव
• सूक्ष्म संरचना विश्लेषण: ग्रेफाइट नोड्यूलैरिटी और मैट्रिक्स चरण
• आयामी निरीक्षण: सीएमएम (नियामक माप मशीन)
• मानकों का पालन किया गया: एएसटीएम ए 536, आईएसओ 1083, में 1563

12. निष्कर्ष

तन्य लौह निवेश कास्टिंग एक सटीक है, मजबूती की आवश्यकता वाले मांगलिक अनुप्रयोगों के लिए उच्च-अखंडता विनिर्माण विधि, जटिलता, और आयामी नियंत्रण.

जबकि इसकी अग्रिम लागत अधिक होती है, यह मशीनिंग को काफी कम कर देता है, विधानसभा, और गुणवत्ता नियंत्रण ओवरहेड - विशेष रूप से सख्त सहनशीलता और उत्कृष्ट प्रदर्शन की आवश्यकता वाले भागों के लिए.

जैसे उद्योग हल्के की मांग करते हैं, मजबूत, और अधिक जटिल घटक, दुनिया भर के महत्वपूर्ण क्षेत्रों में डक्टाइल आयरन निवेश कास्टिंग का जोर जारी है.

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पूछे जाने वाले प्रश्न

क्या लचीले लौह निवेश कास्टिंग बड़े घटकों के लिए उपयुक्त है??

आमतौर पर नहीं. निवेश कास्टिंग जटिल आकृतियों के साथ छोटे से मध्यम आकार के हिस्सों का उत्पादन करने में उत्कृष्टता प्राप्त करती है. बड़े घटकों के लिए, रेत ढलाई अधिक किफायती है.

निवेश कास्टिंग में लचीले लोहे की तुलना स्टील से कैसे की जाती है??

नमनीय लोहे बेहतर कंपन अवमंदन और कास्टेबिलिटी प्रदान करता है, जबकि स्टील बेहतर तन्य शक्ति और पहनने का प्रतिरोध प्रदान करता है. चुनाव एप्लिकेशन के लोड और स्थायित्व आवश्यकताओं पर निर्भर करता है.

निवेश कास्टिंग डक्टाइल आयरन से क्या सहनशीलता हासिल की जा सकती है?

±0.1–0.3 मिमी की आयामी सहनशीलता विशिष्ट है, भाग की जटिलता और आकार के आधार पर.

क्या तन्य लौह निवेश कास्टिंग को वेल्ड किया जा सकता है??

वेल्डिंग संभव है लेकिन दरार से बचने और सूक्ष्म संरचना की अखंडता को बनाए रखने के लिए प्रीहीटिंग और पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट की आवश्यकता हो सकती है.

क्या कम मात्रा में उत्पादन के लिए निवेश कास्टिंग लागत प्रभावी है??

यह निर्भर करता है. जटिल ज्यामिति वाले कम मात्रा वाले सटीक भागों के लिए, निवेश कास्टिंग महंगी मशीनिंग और मल्टी-पार्ट असेंबली को खत्म कर सकती है, उच्च टूलींग लागत की भरपाई.