1. परिचय
सैंड कास्टिंग ने सदियों से आयरन फाउंड्री उद्योग को संचालित किया है, अपेक्षाकृत कम लागत पर जटिल ज्यामिति के उत्पादन को सक्षम करना.
हाल ही में, संकुचित ग्रेफाइट लोहा (सीजीआई)-के रूप में भी जाना जाता है वर्मिकुलर ग्रेफाइट लोहा—हस पारंपरिक ग्रे कास्ट आयरन और डक्टाइल आयरन के बीच की खाई को कम करने वाली एक सामग्री के रूप में उभरा.
दोनों के वांछनीय गुणों को मिलाकर, सीजीआई ग्रे आयरन की तुलना में उच्च तन्यता ताकत और थर्मल चालकता प्रदान करता है, फिर भी डक्टाइल ग्रेड की तुलना में बेहतर कास्टेबिलिटी और डंपिंग को बरकरार रखता है.
इस आलेख में, हम जांच करते हैं “सीजीआई के साथ रेत कास्टिंग क्या है?" मेटालर्जिकल के माध्यम से, प्रसंस्करण, यांत्रिक, और आर्थिक लेंस.
हम फाउंड्री इंजीनियरों के लिए एक व्यापक अभी तक व्यावहारिक संसाधन पेश करने का लक्ष्य रखते हैं, डिजाइन पेशेवर, और सामग्री शोधकर्ताओं ने सीजीआई के लाभों का उपयोग करने में रुचि रखते हैं.
2. संकुचित ग्रेफाइट लोहा (सीजीआई): धातुकर्म और गुण
ठोस (कीड़े जैसा) ग्रेफाइट आयरन (सीजीआई) ग्रे आयरन और डक्टाइल आयरन के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर लेता है:
इसकी अद्वितीय ग्रेफाइट आकारिकी शक्ति का एक संयोजन पैदा करती है, कठोरता, और थर्मल गुण अन्य कलाकारों में प्राप्य नहीं हैं.
ग्रेफाइट आकारिकी: ग्रे से डक्टाइल से सीजीआई तक
कच्चा लोहा में ग्रेफाइट तीन प्राथमिक आकारिकी में दिखाई देता है. प्रत्येक यांत्रिक और थर्मल व्यवहार को प्रभावित करता है:
- सलेटी लोहा: फ्लेक ग्रेफाइट, कंपन के तहत क्रैक and आगामी व्यवहार प्रदान करता है, लेकिन तन्य गुणों को सीमित करता है.
- सीजीआई: वर्मिकुलर ग्रेफाइट कम के रूप में दिखाई देता है, कॉम्पैक्ट "कीड़े" (कॉम्पैक्टनेस फैक्टर ≥ 60 %), स्वीकार्य भिगोना को बनाए रखते हुए शक्ति और चालकता को बढ़ाना.
- नमनीय लोहे: ग्रेफाइट लगभग सही नोड्यूल के रूप में होता है; यह लचीलापन को अधिकतम करता है लेकिन सीजीआई की तुलना में भिगोना और थर्मल चालन को कम करता है.
रासायनिक संरचना और मिश्र धातु तत्व
रासायनिक, CGI नमनीय लोहा जैसा दिखता है, लेकिन कुछ तत्वों के सख्त नियंत्रण की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से मैग्नीशियम और सल्फर, वांछित वर्मिकुलर ग्रेफाइट रूप को प्राप्त करने के लिए.
विशिष्ट लक्ष्य रचना (EN-GJV-450-12) नीचे दिखाई देता है:
| तत्व | विशिष्ट सीमा (डब्ल्यूटी %) | भूमिका / प्रभाव |
|---|---|---|
| कार्बन (सी) | 3.4 - 3.8 | ग्रेफाइट बनाने की क्षमता प्रदान करता है; अतिरिक्त सी कार्बाइड्स को जन्म दे सकता है. |
| सिलिकॉन (और) | 2.0 - 3.0 | ग्रेफाइट वर्षा को बढ़ावा देता है; फेराइट/पर्लिट अनुपात को संतुलित करता है. |
| मैंगनीज (एम.एन.) | 0.10 - 0.50 | सल्फाइड को नियंत्रित करता है और अनाज को परिष्कृत करता है; अत्यधिक एमएन टाई अप सी, जोखिम कार्बाइड गठन. |
| फास्फोरस (पी) | ≤ 0.20 | अपवित्रता; तरलता बढ़ा सकती है लेकिन क्रूरता को कम कर देता है > 0.10 %. |
| गंधक (एस) | ≤ 0.01 | एमजीएस गठन को रोकने के लिए न्यूनतम होना चाहिए, जो कि वर्मिकुलर ग्रेफाइट न्यूक्लिएशन को रोक देगा. |
मैगनीशियम (मिलीग्राम) |
0.03 - 0.06 | वर्मिकुलर ग्रेफाइट के लिए महत्वपूर्ण; बहुत कम मिलीग्राम भूरे रंग के लोहे की पैदावार, बहुत अधिक गोलाकार ग्रेफाइट का उत्पादन करता है (नमनीय लोहे). |
| सैरियम / दोबारा (सीटी) | 0.005 - 0.015 | एक नोडुलाइज़र/संशोधक के रूप में कार्य करता है-वर्मिकुलर ग्रेफाइट को रिफाइन करता है और इसे ओवर-इनोक्यूलेशन या असंगत कूलिंग के खिलाफ स्थिर करता है. |
| ताँबा (घन) | 0.2 - 0.8 | ताकत और कठोरता बढ़ाता है; के साथ उच्च (> 1 %) कार्बाइड को बढ़ावा दे सकते हैं. |
निकल (में) |
≤ 0.5 | क्रूरता और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार करता है; जब तक विशिष्ट प्रदर्शन की आवश्यकता न हो, तब तक अक्सर लागत कारणों से छोड़ा जाता है. |
| मोलिब्डेनम (एमओ) | ≤ 0.2 | कार्बाइड गठन को रोकता है; एक समान ग्रेफाइट वितरण के साथ एक फेरिटिक -पियरलिटिक मैट्रिक्स बनाए रखने में मदद करता है. |
| लोहा (फ़े) | संतुलन | आधार धातु; सभी मिश्र धातु परिवर्धन को वहन करता है और समग्र धातु गुणों को निर्धारित करता है. |
प्रमुख बिंदु:
- बनाए रखना के बीच मिलीग्राम 0.035 % और 0.055 % (± 0.005 %) जरूरी है; इस खिड़की के बाहर गिरना ग्रेफाइट आकारिकी में बदलाव करता है.
- गंधक बेहद कम रहना चाहिए (< 0.01 %)-यहां तक की 0.015 % S mgs mgs के रूप में टाई कर सकते हैं, वर्मिकुलर ग्रेफाइट गठन को रोकना.
- सिलिकॉन उपरोक्त स्तर 2.5 % ग्रेफाइट फ्लेक ग्रोथ और एक अधिक फेरिटिक मैट्रिक्स को प्रोत्साहित करें, थर्मल चालकता में सुधार लेकिन संभावित रूप से ताकत को कम करना यदि अत्यधिक.
सूक्ष्म: एक फेरिटिक/पर्लिटिक मैट्रिक्स में वर्मिकुलर ग्रेफाइट
CGI का AS - Scast माइक्रोस्ट्रक्चर जमाव की दर पर निर्भर करता है, टीकाकरण, और अंतिम गर्मी उपचार. विशिष्ट विशेषताओं में शामिल हैं:
| माइक्रोस्ट्रक्चरल फ़ीचर | विवरण | नियंत्रण पार्सिणी |
|---|---|---|
| वर्मिकुलर ग्रेफाइट फ्लेक्स | गोल छोर के साथ ग्रेफाइट गुच्छे; पहलू अनुपात ~ 2:1-4:1; कॉम्पैक्टनेस ≥ 60 %. | मिलीग्राम/पुनः सामग्री, निर्जीव तीव्रता, शीतलन दर (0.5-2 ° C/s) |
| फेरिटिक मैट्रिक्स | न्यूनतम कार्बाइड के साथ मुख्य रूप से α - आयरन; उच्च तापीय चालकता पैदा करता है. | धीमी कूलिंग या पोस्ट ization कचरा सामान्यीकरण |
| पर्लिटिक मैट्रिक्स | फेराइट और सीमेंटाइट के बारी -बारी (~ २०-४० % पर्लिट); ताकत और कठोरता बढ़ाता है. | तेजी से शीतलन, मध्यम घन/मो परिवर्धन |
| कार्बाइड्स (Fe ₃c, Mac ₃) | अवांछनीय यदि महत्वपूर्ण मात्रा में मौजूद है; लचीलापन और मशीनीकरण कम करें. | अतिरिक्त सी या अत्यधिक तेजी से ठंडा; अपर्याप्त इनोक्यूलेशन |
| इनोक्यूलेशन कण | जोड़ा गया फेरोसिलिकन, फेरो बैरियम सिलिकॉन, या दुर्लभ-पृथ्वी-आधारित इनोकुलेंट्स वर्मिकुलर ग्रेफाइट के लिए न्यूक्लिएशन साइट बनाते हैं. | टाइप और इनोकुलेंट की मात्रा (0.6-1.0 किग्रा/टी) |
- मैट्रिक्स नियंत्रण: ए फेरिटिक मैट्रिक्स (≥ 60 % फेराइट) की थर्मल चालकता पैदावार 40-45 w/m · k,
जबकि फेराइट -पियरलाइट मिक्स (30 % - 40 % पर्लिट) उपज की ताकत को धक्का दें 250 - 300 एमपीए अत्यधिक उत्साह के बिना. - वर्मिकुलर ग्रेफाइट नोड्यूल गिनती: लक्ष्य 100 - 200 वर्मिकुलर फ्लेक्स/मिमी ही खंडों में ~ 10 मिमी मोटी. कम मायने ताकत कम करता है; उच्च मायने रखता है जोखिम संक्रमण के लिए संक्रमण.
यांत्रिक विशेषताएं (ताकत, कठोरता, थकान)
CGI के यांत्रिक गुण शक्ति को जोड़ते हैं, कठोरता, और मध्यम लचीलापन. प्रतिनिधि मूल्य (EN-GJV-450-12, सामान्य किया हुआ) नीचे दिखाई देना:
| संपत्ति | विशिष्ट सीमा | तुलनात्मक बेंचमार्क |
|---|---|---|
| तन्यता ताकत (संघ राज्य क्षेत्रों) | 400 - 450 एमपीए | ~ 50 % ग्रे आयरन से अधिक (200 - 300 एमपीए) |
| नम्य होने की क्षमता (0.2 % ओफ़्सेट) | 250 - 300 एमपीए | ~ 60 % ग्रे आयरन से अधिक (120 - 200 एमपीए) |
| तोड़ने पर बढ़ावा (ए %) | 3 - 5 % | ग्रे आयरन के बीच इंटरमीडिएट (0 - 2 %) और नमनीय लोहा (10 - 18 %) |
| लोच का मापांक (ईटी) | 170 - 180 जीपीए | ~ 50 % ग्रे आयरन से अधिक (100 - 120 जीपीए) |
| कठोरता (ब्रिनेल एचबी) | 110 - 200 मॉडिफ़ाइड अमेरिकन प्लान (मैट्रिक्स - निर्भर) | फेरिटिक सीजीआई: 110 - 130 मॉडिफ़ाइड अमेरिकन प्लान; पर्लिट सीजीआई: 175 - 200 मॉडिफ़ाइड अमेरिकन प्लान |
| थकान की शक्ति (घूर्णन झुकना) | 175 - 200 एमपीए | ~ 20 - 30 % ग्रे आयरन से अधिक (135 - 150 एमपीए) |
| प्रभाव क्रूरता (Charpy v @ notch @ 20 ° C) | 6 - 10 जे | ग्रे आयरन से बेहतर (~ 4–5 जे), नीचे लोहे के नीचे (10-15 जे) |
टिप्पणियों:
- उच्च यंग का मापांक (E of 175 जीपीए) स्टिफ़र घटकों की ओर जाता है - इंजन ब्लॉकों में दर्द और न्यूनतम विक्षेपण की आवश्यकता वाले संरचनात्मक भागों.
- थकान प्रतिरोध (≈ 200 एमपीए) CGI चक्रीय भार के लिए उपयुक्त बनाता है (उदा।, थर्मल चक्रों के तहत सिलेंडर सिर).
- कठोरता मैट्रिक्स रचना के माध्यम से सिलवाया जा सकता है: शुद्ध फेरिटिक सीजीआई (~ 115 मॉडिफ़ाइड अमेरिकन प्लान) पहनने के अनुप्रयोगों में एक्सेल; पर्लिटिक सीजीआई (~ 180 मॉडिफ़ाइड अमेरिकन प्लान) उच्च शक्ति की जरूरतों के लिए चुना जाता है.
थर्मल चालकता और भिगोना क्षमता
CGI के अद्वितीय ग्रेफाइट रूप और मैट्रिक्स विशिष्ट थर्मल और कंपन विशेषताओं का उत्पादन करते हैं:
| संपत्ति | सीजीआई रेंज | तुलना |
|---|---|---|
| ऊष्मीय चालकता | 40 - 45 डब्ल्यू/एम · के | सलेटी लोहा: 30 - 35 डब्ल्यू/एम · के; नमनीय लोहे: 20 - 25 डब्ल्यू/एम · के |
| विशिष्ट ऊष्मा (20 ° C) | ~ 460 जे/किग्रा · केजी | अन्य कलाकारों के समान (~ 460 जे/किग्रा · केजी) |
| थर्मल विस्तार (20-100 ° C) | 11.5 - 12.5 × 10⁻⁶/° C | ग्रे आयरन की तुलना में थोड़ा अधिक (11.0 × 10⁻⁶/° C) |
| भिगोना क्षमता (लॉग डिक्रिमेंट) | 0.004 - 0.006 | सलेटी लोहा: ~ 0.010; नमनीय लोहे: ~ 0.002 |
- ऊष्मीय चालकता: उच्च चालकता (40 डब्ल्यू/एम · के) इंजन ब्लॉकों और टर्बोचार्जर हाउसिंग में गर्म स्थानों से गर्मी अपव्यय को तेज करता है, थर्मल थकान जोखिम को कम करना.
- भिगोना: सीजीआई का भिगोना कारक (0.004 - 0.006) नमनीय लोहे से बेहतर कंपन ऊर्जा को अवशोषित करता है, सहायता, कंपन, और कठोरता (स्वामी) नियंत्रण - विशेष रूप से डीजल इंजनों में.
- थर्मल विस्तार का गुणांक: सीजीआई का विस्तार (≈ 11.5 × 10⁻⁶/° C) स्टील इंजन लाइनर्स को बारीकी से मैच करता है, लाइनर/ब्लॉक इंटरफ़ेस पर थर्मल तनाव को कम करना.
3. रेत कास्टिंग कॉम्पैक्टेड ग्रेफाइट आयरन क्या है (सीजीआई)?
सैंड कास्टिंग संकुचित ग्रेफाइट लोहे के साथ (सीजीआई) पारंपरिक लोहे की रेत कास्टिंग के समान समग्र चरणों का पालन करता है,
मोल्ड तैयारी, गलन, डालने का कार्य, ठोस बनाना, और सफाई - लेकिन सीजीआई के अद्वितीय "वर्मिकुलर" ग्रेफाइट आकृति विज्ञान का उत्पादन करने के लिए प्रमुख मापदंडों को संशोधित करता है.
प्रक्रिया को परिभाषित करना
पैटर्न और मोल्ड निर्माण
- पैटर्न डिज़ाइन: फाउंड्रीज़ पैटर्न बनाएं (अक्सर लकड़ी से, epoxy, या एल्यूमीनियम) जिसमें 3-6 के लिए भत्ते शामिल हैं % CGI मिश्र धातुओं के सिकुड़न ठेठ (ठोस ~ 1 150 ° C, तरल ~ 1 320 ° C).
- रेत चयन: मानक सिलिका an (भेद्यता > 200, AFS अनाज सुंदरता ~ 200) अच्छा काम,
लेकिन बढ़ी हुई बाइंडर्स -फेनोलिक -urethane या Furan - Help विरोध CGI के उच्चतर तापमान (~ 1 350-1 420 ° C). - कोप और ड्रैग असेंबली: तकनीशियन पैटर्न के निचले आधे हिस्से के चारों ओर ड्रैग पैक करते हैं, फिर पैटर्न को हटा दें और कोर रखें (यदि ज़रूरत हो तो) कोप को रगड़ने से पहले.
सावधानीपूर्वक वेंट प्लेसमेंट गैस से बच जाता है जब उच्च semperation समय -तापमान CGI गुहा को भरता है.
पिघलने और धातु उपचार
- प्रभार रचना: विशिष्ट पिघल 70-80 का उपयोग करें % पुनर्नवीनीकरण स्क्रैप, 10–20 % सुअर का लोहा या गर्म el मेटल,
और महल-धुन रसायन विज्ञान के लिए मास्टर मिश्र धातु. सी के लिए फाउंड्री का उद्देश्य है 3.5 ± 0.1 %, और 2.5 ± 0.2 %, और एस < 0.01 %. - मैग्नीशियम और दुर्लभ-पृथ्वी परिवर्धन: डालने से ठीक पहले, ऑपरेटर 0.035–0.055 जोड़ते हैं % मिलीग्राम (0.005–0.015 के साथ % ठंडा) गुच्छे या गोलाकारों के बजाय वर्मिकुलर ग्रेफाइट बनाने के लिए एक कवर किए गए लाडल में.
वे समान रूप से संशोधक वितरित करने के लिए धीरे से हलचल करते हैं. - तिहाई और डे-ऑक्सीकरण: फाउंड्रीज ~ 0.6-1.0 किग्रा/टी फेरोसिलिकॉन या बेरियम-सिलिकॉन इनोकुलेंट के साथ ग्रेफाइट न्यूक्लिएशन साइट्स प्रदान करने के लिए इनोक्यूलेट करें.
इसके साथ ही, डी-ऑक्सीडेंट- जैसे कि FESI- स्केवेंज ने ऑक्सीजन को भंग कर दिया और ऑक्साइड समावेशन को कम किया.
डालना और ढालना भरना
- सुपरहेट प्रबंधन: सीजीआई के लिए तापमान डालना चारों ओर बैठता है 1 350-1 420 ° C (2 462-2 588 ° F), लिक्विडस के ऊपर लगभग 30-70 डिग्री सेल्सियस.
यह अतिरिक्त सुपरहीट पतली दीवार वर्गों को पूरा करने के लिए सुनिश्चित करता है (नीचे 4 मिमी) लेकिन रेत के कटाव के जोखिम को भी बढ़ाता है. - गेटिंग डिजाइन: फाउंड्रीज एक पतला स्प्रू और उदार धावक क्रॉस-सेक्शन का उपयोग करते हैं, एक रेनॉल्ड्स संख्या के लिए आकार (दोबारा) का 2 000-3 000- अशांति को कम करने के लिए.
सिरेमिक फोम फिल्टर (30-40 पीपीआई) अक्सर मोल्ड में किए गए किसी भी समावेशन को रोकते हैं. - मोल्ड वेंटिंग: क्योंकि cgi तरलता प्रतिद्वंद्वियों ग्रे लोहा, उचित वेंटिंग - राइजर और नियंत्रित पारगम्यता के तहत निचले वेंट के माध्यम से - गैस फंसाने की अनुमति देता है.
विशेष राइजर (एक्सोथर्मिक या अछूता) पिघला हुआ धातु को अंतिम-से-ठोस हॉट स्पॉट में फीड करें.
ठोसकरण
- ग्रेफाइट न्यूक्लिएशन: जैसा कि पिघला हुआ सीजीआई ~ से ठंडा होता है 1 350 ° C को 900 ° C, इनोकुलेंट साइटों पर वर्मिकुलर ग्रेफाइट न्यूक्लिट्स.
फाउंड्रीज़ 10-15 मिमी मोटी के बीच वर्गों में 0.5-2.0 डिग्री सेल्सियस/एस की शीतलन दर को लक्षित करते हैं।. - मैट्रिक्स गठन: नीचे 900 ° C, Austenite-to-ferrite संक्रमण शुरू होता है.
तेजी से ठंडा करने से अधिक मोती की पैदावार होती है (उच्च शक्ति लेकिन कम तापीय चालकता), जबकि मध्यम शीतलन एक मुख्य रूप से फेरिटिक मैट्रिक्स का उत्पादन करता है (बेहतर गर्मी अपव्यय).
फाउंड्री अक्सर सामान्य हो जाती है 900 ° C को प्राप्त करने के लिए शेकआउट के बाद एक 60 % फेराइट -40 % पर्लिट बैलेंस. - संकोचन भोजन: CGI लगभग सिकुड़ जाता है 3.5 % एकत्रीकरण पर. 10-15 पर रिसर्स का आकार % कास्टिंग मास -स्ट्रेटेजिक हॉट स्पॉट्स पर -सिटिवेट, सिकुड़न पोरसिटी को कम करें.
हिला दो, सफाई, और अंतिम प्रसंस्करण
- हिला दो: 30-45 मिनट के ठंडा होने के बाद, फाउंड्रीज वाइब्रेटिंग टेबल या वायवीय राम का उपयोग करके मोल्ड रेत को तोड़ते हैं. पुनः प्राप्त रेत पुन: उपयोग के लिए स्क्रीनिंग और पुनर्ग्रहण से गुजरता है.
- सफाई: शॉट ब्लास्टिंग (लौह के लिए) या एयर-कार्बन आर्क कटिंग अवशिष्ट रेत को हटा देता है, चकित करना, और रिसर्स. तकनीशियन गर्मी उपचार से पहले सतह दरार या पंखों के लिए निरीक्षण करते हैं.
- उष्मा उपचार (मानकीकरण): सीजीआई कास्टिंग आमतौर पर सामान्य हो जाती है 900 ° C (1 652 ° F) 1-2 घंटे के लिए, फिर हवा या तेल की शमन.
यह कदम अनाज के आकार को परिष्कृत करता है और लगातार फेराइट -पियरलिट वितरण सुनिश्चित करता है. - मशीनिंग और निरीक्षण: सामान्यीकरण के बाद, कास्टिंग अंतिम कठोरता तक पहुंचती है (फेरिटिक सीजीआई ~ 115 मॉडिफ़ाइड अमेरिकन प्लान; पर्लिटिक cgi ~ 180 मॉडिफ़ाइड अमेरिकन प्लान).
CNC सेंटर मशीन महत्वपूर्ण सतह (सहिष्णुता ± 0.10 मिमी) और निरीक्षकों ने ग्रेफाइट आकृति विज्ञान को सत्यापित किया (वर्मिकुलरिटी ≥ 60 %) मेटालोग्राफी के माध्यम से.
ग्रे आयरन रेत कास्टिंग से प्रमुख अंतर
| पैरामीटर | सलेटी लोहा | सीजीआई |
|---|---|---|
| तापमान | 1 260-1 300 ° C (2 300-2 372 ° F) | 1 350-1 420 ° C (2 462-2 588 ° F) |
| ग्रेफाइट आकृति विज्ञान | फ्लेक ग्रेफाइट (लंबाई 50-100 माइक्रोन) | वर्मिक्युलर ग्रेफाइट (कॉम्पैक्ट फ्लेक्स, लंबाई 25-50 माइक्रोन) |
| पिघला हुआ उपचार | केवल टीकाकरण (जवाब देना) | एमजी/आरई जोड़ + टीकाकरण |
| मोल्ड बाइंडर आवश्यकताएँ | मानक फेनोलिक या सोडियम सिलिकेट | कटाव जोखिम के कारण उच्च शक्ति वाले फेनोलिक/urethane |
| शीतलन दर संवेदनशीलता | कम महत्वपूर्ण - विस्तृत सीमा से अधिक फार्म | अधिक महत्वपूर्ण -कूलिंग 0.5-2 ° C/s वर्मिकुलर के लिए आवश्यक |
| संकुचन | ~ 4.0 % | ~ 3.5 % |
| मैट्रिक्स नियंत्रण | मुख्य रूप से पर्लिटिक या मिश्रित फेराइट | गर्मी उपचार के माध्यम से सिलवाया फेराइट -पियरलिट संतुलन |
4. रेत कास्टिंग के लाभ और चुनौतियों ने ग्रेफाइट आयरन को कॉम्पैक्ट किया (सीजीआई)
रेत कास्टिंग सीजीआई के लाभ
बढ़ी हुई ताकत और कठोरता
सीजीआई की तन्यता ताकत (400-450 एमपीए) ग्रे आयरन से अधिक है 50 %, जबकि लोच का इसका मापांक (170-180 जीपीए) ग्रे आयरन को पार करता है 50 %.
नतीजतन, सीजीआई कास्टिंग लोड के तहत कम विक्षेपण प्रदर्शित करते हैं - विशेष रूप से इंजन ब्लॉकों और संरचनात्मक घटकों के लिए मूल्यवान.
थर्मल चालकता में सुधार
की थर्मल चालकता के साथ 40-45 w/m · k, सीजीआई गर्मी को स्थानांतरित करता है 20-30 % ग्रे आयरन की तुलना में तेज.
यह तेज इंजन वार्म-अप की अनुमति देता है, हॉट स्पॉट कम हो गए, और सिलेंडर सिर और लाइनर्स में थर्मल थकान के लिए बेहतर प्रतिरोध.
संतुलित भिगोना
सीजीआई का भिगोना कारक (~ 0.005) ग्रे के बीच में आता है (~ 0.010) और नमनीय (~ 0.002) लोहा.
फलस्वरूप, सीजीआई कंपन को प्रभावी ढंग से अवशोषित करता है - एनवीएच को कम करना (शोर, कंपन, कठोरता)—जब ग्रे आयरन की उच्च भंगुरता से परहेज.
लागत-प्रभावी उत्पादन
हालांकि CGI ~ 5-10 जोड़ता है % Mg/re परिवर्धन और सख्त प्रक्रिया नियंत्रण के कारण सामग्री लागत, इसकी लागत है 20-30 % कम समकक्ष प्रदर्शन के लिए नमनीय लोहे की तुलना में.
कम मशीनिंग भत्ते - आयामी स्थिरता में सुधार करने के लिए धन्यवाद - ट्रिम ट्रिम कास्टिंग लागत.
रेत कास्टिंग की चुनौतियां ग्रेफाइट आयरन
- तंग पिघल रसायन विज्ञान नियंत्रण: भीतर एमजी बनाए रखना ± 0.005 % महत्वपूर्ण है. एक मामूली विचलन ग्रेफाइट आकृति विज्ञान को परिक्रमा या गोलाकार करने के लिए वापस कर सकता है, पूर्ण - स्केल स्क्रैपिंग की आवश्यकता है.
- उच्च तापमान: सीजीआई 1 350-1 420 ° C (2 462-2 588 ° F) रेत के कटाव और स्कैबिंग को रोकने के लिए पिघल अधिक मजबूत मोल्ड बाइंडर्स और कोटिंग्स की मांग करता है.
- कार्बाइड गठन का जोखिम: अतिरिक्त सिलिकॉन या तेजी से कूलिंग सीमेंट नेटवर्क का उत्पादन कर सकते हैं, सीजीआईएस को गले लगाना; इनोक्यूलेशन और नियंत्रित शीतलन अनिवार्य हैं.
- पोरसिटी प्रबंधन: CGI की उच्च तरलता गैसों की अधिक आकांक्षा की ओर ले जाती है जब तक.
- सीमित वैश्विक फाउंड्री विशेषज्ञता: हालांकि CGI की बाजार हिस्सेदारी बढ़ी है (विशेष रूप से मोटर वाहन में), केवल 20-25 % दुनिया भर में लोहे की खोज ने विशेष प्रक्रियाओं में महारत हासिल की है, लीड टाइम बढ़ाना.
5. सैंड कास्टिंग के माध्यम से सामान्य कॉम्पैक्ट किए गए ग्रेफाइट आयरन अनुप्रयोग
- मोटर वाहन डीजल इंजन ब्लॉक
- सिलेंडर हेड और लाइनर्स
- निकास कई गुना और टर्बोचार्जर आवास
- पंप और कंप्रेसर आवास
- गियरबॉक्स और ट्रांसमिशन आवास
- औद्योगिक इंजन घटक (उदा।, जेनसेट ब्लॉक)
- हाइड्रोलिक वाल्व निकाय और पंप ब्लॉक
6. वैकल्पिक कास्टिंग सामग्री के लिए तुलना
| सामग्री | तन्यता ताकत (एमपीए) | ऊष्मीय चालकता (डब्ल्यू/एम · के) | घनत्व (g/cm g) | भिगोना क्षमता | संक्षारण प्रतिरोध | मशीन की | सापेक्ष लागत | विशिष्ट अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| सीजीआई (संकुचित ग्रेफाइट लोहा) | 400-450 | 40-45 | ~ 7.1 | मध्यम (~ 0.005) | मध्यम | मध्यम | मध्यम (~ 5–10% > सलेटी लोहा) | डीजल इंजन ब्लॉक, सिसिंडर हैड |
| स्लेटी कच्चा लोहा | 200-300 | 30-35 | ~ 7.2 | उच्च (~ 0.01) | मध्यम | अच्छा | कम | ब्रेक डिस्क, मशीन बेड |
| नमनीय लोहे | 550-700 | 20-25 | ~ 7.2 | कम (~ 0.002) | मध्यम | मध्यम | उच्च (~ 20–30% > सीजीआई) | क्रैंक्शैफ्ट, भारी कर्तव्य गियर |
| एल्यूमीनियम मिश्र धातु | 150-350 | 120-180 | ~ 2.7 | कम | उच्च | उत्कृष्ट | मध्यम ऊँचाई | एयरोस्पेस, मोटर वाहन |
| कार्बन स्टील (ढालना) | 400-800 | 35-50 | ~ 7.8 | बहुत कम | कम | गरीब | उच्च | संरचनात्मक, दबाव वाहिकाओं |
| स्टेनलेस स्टील (ढालना) | 500–900 | 15-25 | ~ 7.7–8.0 | बहुत कम | उत्कृष्ट | गरीब | बहुत ऊँचा (~ 2 × सीजीआई) | रासायनिक, खाना, और समुद्री उपकरण |
| मैग्नीशियम मिश्र धातु | 150-300 | 70-100 | ~ 1.8 | कम | मध्यम | अच्छा | उच्च | हल्के एयरोस्पेस और इलेक्ट्रॉनिक्स |
| पीतल/कांस्य मिश्र धातु | 300–500 | 50-100 | ~ 8.4–8.9 | मध्यम | उच्च | मध्यम | उच्च | वाल्व, समुद्री हार्डवेयर, bushings |
7. निष्कर्ष
संकुचित ग्रेफाइट लोहा (सीजीआई) बेहतर शक्ति प्रदान करता है, कठोरता, और ग्रे आयरन की तुलना में थर्मल प्रदर्शन - बिना लोहे के लोहे की लागत के बिना.
इसके लिए रसायन विज्ञान के तंग नियंत्रण की आवश्यकता होती है, ऊँची तापमान, और वर्मिकुलर ग्रेफाइट गठन सुनिश्चित करने के लिए उचित मोल्ड डिजाइन.
पहले से ही इंजन ब्लॉक और सिलेंडर हेड में उपयोग किया जाता है, CGI तक वजन कम करता है 10% और थर्मल थकान जीवन में सुधार करता है 30%.
सिमुलेशन और प्रक्रिया नियंत्रण में अग्रिम टर्बोचार्जर के लिए इसके उपयोग का विस्तार कर रहे हैं, निकास, और पंप.
मिश्र धातुओं और टिकाऊ विनिर्माण में चल रहे सुधार के साथ, CGI आधुनिक में एक महत्वपूर्ण सामग्री बन रहा है, कुशल अभियांत्रिकी.
पर यह, हम अपने घटक डिजाइनों को अनुकूलित करने के लिए इन उन्नत तकनीकों का लाभ उठाने में आपके साथ साझेदारी करने के लिए तैयार हैं, सामग्री चयन, और उत्पादन वर्कफ़्लोज़.
यह सुनिश्चित करना कि आपकी अगली परियोजना हर प्रदर्शन और स्थिरता बेंचमार्क से अधिक है.
पूछे जाने वाले प्रश्न
सीजीआई के लिए सैंड कास्टिंग का उपयोग क्यों किया जाता है?
सैंड कास्टिंग कॉम्प्लेक्स के लिए लागत प्रभावी है, बड़ा, और मध्यम-से-उच्च मात्रा वाले भाग.
यह CGI के विशिष्ट थर्मल और यांत्रिक गुणों को समायोजित करता है, विशेष रूप से मोटर वाहन और औद्योगिक घटकों में.
CGI सैंड कास्टिंग के सामान्य अनुप्रयोग क्या हैं?
विशिष्ट अनुप्रयोगों में डीजल इंजन ब्लॉक शामिल हैं, सिसिंडर हैड, ब्रेक घटक,
टर्बोचार्जर आवास, और संरचनात्मक मशीन भागों - जहां ताकत और थर्मल स्थिरता महत्वपूर्ण हैं.
रेत कास्टिंग कॉम्पैक्ट ग्रेफाइट आयरन के प्रमुख फायदे क्या हैं?
CGI उत्कृष्ट शक्ति-से-वजन अनुपात प्रदान करता है, बेहतर थकान प्रतिरोध, बेहतर गर्मी अपव्यय, और समान भूमिकाओं में नमनीय लोहे की तुलना में कम लागत.
CGI मशीनेबिलिटी को कैसे प्रभावित करता है?
CGI मध्यम रूप से machinable है - Marder और ग्रे आयरन की तुलना में अधिक अपघर्षक लेकिन नमनीय लोहे की तुलना में आसान है. उन्नत टूलींग और काटने की रणनीतियों की सिफारिश की जाती है.
सीजीआई उच्च तापमान अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है?
हाँ. इसका माइक्रोस्ट्रक्चर थर्मल थकान और विरूपण का विरोध करता है, चक्रीय थर्मल लोड के संपर्क में आने वाले घटकों के लिए इसे अच्छी तरह से अनुकूल बनाना, जैसे कि निकास कई गुना और सिलेंडर सिर.
