रेत कास्टिंग के लिए ताप उपचार के प्रकार

सैंड कास्टिंग धातु निर्माण उद्योग की आधारशिला बनी हुई है, जटिल ज्यामिति को आकार देने के लिए रेत से भरे पुन: प्रयोज्य या व्यय योग्य साँचे का लाभ उठाना.

इन रेत गुहाओं में पिघली हुई धातु डालकर उसे जमने दिया जाता है, निर्माता अक्सर लक्षित ताप-उपचार चक्र लागू करते हैं.

ये तापीय प्रक्रियाएँ कठोरता को परिष्कृत करती हैं, सूक्ष्म, और कठोर ग्राहक विशिष्टताओं को पूरा करने के लिए यांत्रिक प्रदर्शन.

इस आलेख में, हम अन्वेषण करेंगे:

1. रेत कास्टिंग को हीट ट्रीट क्यों करें??
2. ताप उपचार के तीन मूलभूत चरण
3. सामान्य ताप-उपचार विधियाँ (annealing, सामान्य, सख्त, टेम्परिंग)
4. मात्रात्मक लाभप्रत्येक दृष्टिकोण के डेटा के साथ

1. हीट ट्रीट सैंड कास्टिंग क्यों?

सैंड-कास्ट घटक - हेवी-ड्यूटी इंजन ब्लॉक से लेकर (तक का वजन 200 कुंठ) सटीक गियरबॉक्स हाउसिंग के लिए-अक्सर संवर्द्धन की आवश्यकता होती है तन्यता ताकत, थकान प्रतिरोध, या मशीन की.

सांचे में अनियंत्रित शीतलन असमान सूक्ष्म संरचनाएं बना सकता है, आंतरिक तनाव या मोटे अनाज के आकार को छोड़ना जो प्रदर्शन को ख़राब करता है.

एकीकृत करके नियंत्रित ताप और शीतलन चक्र, फाउंड्रीज़ कर सकते हैं:

• अनाज का आकार परिष्कृत करें <50 समान यांत्रिक गुणों के लिए µm
• तक राहत 80% जमने से बचे हुए तनावों का
• से दर्जी कठोरता 150 एचबीडब्ल्यू (annealed) तक 600 एचबीडब्ल्यू (कठोर)

फलस्वरूप, ताप उपचार, ढले हुए हिस्सों को विश्वसनीय में बदल देता है, ऑटोमोटिव के लिए उपयुक्त उच्च-प्रदर्शन घटक, एयरोस्पेस, और औद्योगिक बिजली प्रणालियाँ.

2. ताप उपचार के तीन मौलिक चरण

प्रत्येक उष्मा उपचार रेत ढलाई के लिए प्रोटोकॉल का पालन किया जाता है तीन मुख्य चरण.

हालांकि तापमान, समय रोकें, और कूलिंग मीडिया मिश्रधातु और वांछित परिणाम के अनुसार भिन्न होता है, क्रम सुसंगत रहता है:

अवस्था	उद्देश्य	मुख्य विचार
1. गरम करना	संपूर्ण कास्टिंग को बिना किसी विरूपण के लक्ष्य तापमान पर लाएँ	रैंप दरें आम तौर पर 50-100 डिग्री सेल्सियस/घंटा; डीकार्बराइजेशन को रोकने के लिए एकसमान भट्टी वातावरण का उपयोग करें
2. भिगोने	पूर्ण सूक्ष्म संरचनात्मक परिवर्तन के लिए पर्याप्त समय तक तापमान बनाए रखें	1अनुभाग की मोटाई के आधार पर -4 घंटे; एकसमान तापमान ±5°C सुनिश्चित करें
3. शीतलक	नियंत्रित शमन या धीमी शीतलन द्वारा वांछित अंतिम संरचना प्राप्त करें	ठंडी हवा, तेल/बुझाना, या नमक स्नान; शीतलन दर 1-50 डिग्री सेल्सियस/सेकंड

किसी भी चरण को नियंत्रित करने में विफलता से दरारें आ सकती हैं, मुड़ने, या गैर-समान गुण-कास्टिंग की अखंडता को कमजोर कर रहे हैं.

3. सामान्य रेत कास्टिंग ताप उपचार विधियाँ

जबकि सभी विधियाँ तीन चरण की रूपरेखा साझा करती हैं, तापमान सीमाओं में अंतर, भिगोने की अवधि, और शीतलन दरें अलग-अलग परिणाम देती हैं:

एनीलिंग

• प्रक्रिया: मिश्रधातु के ऊपरी क्रांतिक तापमान से ~50 डिग्री सेल्सियस ऊपर रैम्प (उदा।, 900 निम्न-मिश्र धातु इस्पात के लिए डिग्री सेल्सियस), 2-3 घंटे रोकें, फिर भट्ठी को ≤20 डिग्री सेल्सियस/घंटा पर ठंडा करें.
• परिणाम: सामग्री को नरम करता है (~200 एचबीडब्ल्यू तक नीचे), लगभग राहत मिलती है 90% अवशिष्ट तनाव का, और पूरी तरह से उत्पादन करता है गोलाकार सूक्ष्म.
• मामलों का प्रयोग करें: बढ़ाता है मशीन की जटिल सीएनसी कार्य के लिए; आदर्श जब बाद में निर्माण या मशीनिंग के लिए लचीलेपन की आवश्यकता होती है, तनाव मुक्त धातु.

सामान्य

• प्रक्रिया: एनीलिंग रेंज से ऊपर 30-50 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करें (उदा।, 950 कार्बन स्टील्स के लिए डिग्री सेल्सियस), 1-2 घंटे रोकें, तब वायु-ठंडा (≈25 डिग्री सेल्सियस/मिनट).
• परिणाम: अनाज को 20-40 µm तक परिष्कृत करता है, कठोरता को ~20% तक बढ़ा देता है (उदा।, से 200 HBW को 250 एचबीडब्ल्यू), और एक उपज देता है अधिक समान फेराइट-पर्लाइट संरचना.
• मामलों का प्रयोग करें: बढ़ाता है बेरहमी और मशीन की मध्यम भार के अधीन भागों में, जैसे पंप हाउसिंग और संरचनात्मक ब्रैकेट.

हार्डनिंग (शमन)

• प्रक्रिया: 800-900 डिग्री सेल्सियस पर ऑस्टेनिटाइज़ करें (मिश्र धातु पर निर्भर करता है), पकड़ना 30 मिनट प्रति 25 मिमी अनुभाग मोटाई, तब तेजी से बुझाओ पानी में, नमकीन, या तेल.
• परिणाम: फॉर्म ए martensitic या बैनिटिक संरचना जो कठोरता को 450-600 HBW तक बढ़ा देती है.
• मामलों का प्रयोग करें: पहनने-प्रतिरोधी घटकों के लिए महत्वपूर्ण, जैसे गियर के दांत, कतरनी ब्लेड, और उच्च-तनाव वाली कनेक्टिंग छड़ें.

डेटा बिंदु: उचित शमन से तन्य शक्ति बढ़ सकती है 350 एमपीए (के रूप में) पर 1,200 एमपीए.

टेम्परिंग

• प्रक्रिया: कठोर कास्टिंग को 150-650 डिग्री सेल्सियस पर दोबारा गर्म करें (निचले महत्वपूर्ण बिंदु के नीचे), 1-2 घंटे के लिए भिगो दें, तब वायु-ठंडा.
• परिणाम: भंगुरता से राहत दिलाता है, कठोरता को संतुलित करना (350-500 एचबीडब्ल्यू तक नीचे) सुधार के साथ प्रभाव कठोरता (तक 40 चार्पी परीक्षणों में जे).
• मामलों का प्रयोग करें: क्रैंकशाफ्ट जैसे भागों के लिए सख्त होने के बाद अंतिम चरण, जहां ताकत और कठोरता के बीच समझौता स्थायित्व सुनिश्चित करता है.

4. सैंड कास्टिंग हीट ट्रीटमेंट के लाभ

सैंड-कास्ट घटकों पर नियंत्रित ताप-उपचार चक्र लागू करने से प्रदर्शन और विनिर्माण लाभों की एक श्रृंखला खुलती है.

नीचे मुख्य लाभ दिए गए हैं - जहां उपलब्ध हो वहां प्रत्येक मात्रात्मक डेटा द्वारा समर्थित है - जिससे गुणवत्ता बढ़ती है, स्थिरता, और लागत-प्रभावशीलता:

अनुकूलित कठोरता और ताकत

• मात्रात्मक लाभ: कठोरता ~200 HBW से बढ़ जाती है (के रूप में) पर 500 बुझाने और तड़का लगाने के बाद HBW, ए >150 % बढ़ोतरी.
• प्रभाव: बेहतर घिसाव प्रतिरोध उपकरण के जीवन को बढ़ाता है और अपघर्षक सेवा वातावरण में रखरखाव डाउनटाइम को कम करता है.

तनाव से राहत और आयामी स्थिरता

• तनाव में कमी: एनीलिंग से तक राहत मिल सकती है 90 % जमने के दौरान जमा हुए अवशिष्ट तनावों का.
• फ़ायदा: बाद की मशीनिंग के दौरान विरूपण और दरार में कमी आई, वेल्डिंग, या सेवा लोडिंग - जिसके परिणामस्वरूप सख्त सहनशीलता होती है (±0.1 मिमी बनाम. ±0.5 मिमी कास्ट के रूप में).

परिष्कृत सूक्ष्म संरचना और कठोरता

• अनाज का आकार नियंत्रण: सामान्यीकरण से अनाज का व्यास परिष्कृत होता है 60 µm नीचे तक 30 माइक्रोन, तक प्रभाव की कठोरता को बढ़ाना 25 %.
• नतीजा: झटके और चक्रीय लोडिंग के प्रति बेहतर प्रतिरोध, गियरबॉक्स हाउसिंग और उच्च-अश्वशक्ति इंजन घटकों के लिए महत्वपूर्ण.

बेहतर मशीनीकरण

• सतह कठोरता समायोजन: एनील्ड कास्टिंग (180-220 एचबीडब्लू) मशीन 20-30 % यथा-कास्ट भागों की तुलना में तेज़.
• परिणाम: सीएनसी मिलिंग और टर्निंग में कम टूल घिसाव और कम चक्र समय - प्रतिपार्ट मशीनिंग लागत को कम करना 15 %.

अनुकूलित यांत्रिक गुण

• बहुमुखी प्रतिभा: सोखने के समय और मीडिया को बुझाने का समय अलग-अलग करके, फाउंड्रीज़ तन्यता ताकत में डायल कर सकते हैं 350 एमपीए से अधिक 1,200 एमपीए.
• फ़ायदा: कच्चे माल को बदले बिना एक मिश्रधातु को कई भूमिकाएँ निभाने में सक्षम बनाता है - तन्य पंप हाउसिंग से लेकर उच्च शक्ति वाले ड्राइव शाफ्ट तक.

उन्नत थकान जीवन

• डेटा प्वाइंट: तनाव-राहत और तड़के से गुजरने वाले घटक 30-50 प्रदर्शित करते हैं % त्वरित परीक्षण के दौरान थकान जीवन में वृद्धि.
• आवेदन: कृषि उपकरण और निर्माण मशीनरी जैसे दोहराव वाले लोड परिदृश्यों में भागों के लिए सेवा अंतराल बढ़ाता है.

नियंत्रित चुंबकीय और विद्युत गुण

• customizability: ताप उपचार विद्युत चालकता को ±10 तक समायोजित कर सकता है % और विशेष विद्युत चुम्बकीय अनुप्रयोगों के लिए स्टील कास्टिंग में चुंबकीय पारगम्यता.
• प्रासंगिकता: मोटर हाउसिंग के लिए आदर्श, सेंसर माउंट, और ईएमआई-संवेदनशील बाड़े.

फ़ायदा	एनीलिंग	सामान्य	हार्डनिंग + टेम्परिंग
कठोरता (एचबीडब्ल्यू)	180-220	230-270	350-600
अनाज आकार (माइक्रोन)	40-60	20-40	10–20
अवशिष्ट तनाव से राहत (%)	90-95	70-80	50-60
तन्य शक्ति में वृद्धि (%)	-	+20	+250
चरपी कठोरता (जे)	80-100	60-80	20-40

5. निष्कर्ष

उपयुक्त रेत कास्टिंग ताप उपचार पथ का चयन इस पर निर्भर करता है मिश्र धातु रसायन शास्त्र, कास्टिंग ज्यामिति, और इच्छित सेवा शर्तें.

हीटिंग दरों को नियंत्रित करके, भिगोने का समय, और कूलिंग प्रोफाइल, निर्माता कच्चे रेत-कास्ट भागों को घटकों में बदलते हैं

पूर्वानुमान के साथ, उच्च-प्रदर्शन विशेषताएँ-सीएनसी मशीनिंग के लिए तैयार, फोर्जिंग, या महत्वपूर्ण असेंबलियों में सीधी स्थापना.

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