अर्द्ध ठोस धातु ढलाई: Difference between revisions
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सेमी-सॉलिड मेटल कास्टिंग (SSM) मेटल सांचों में ढालना का लगभग शुद्ध आकार का प्रकार है।[1] इस प्रक्रिया का उपयोग आज गैर-लौह धातुओं जैसे एल्यूमीनियम, तांबा, के साथ किया जाता है।[2] और मैग्नीशियम, लेकिन उच्च तापमान मिश्र धातुओं के साथ भी काम कर सकता है जिसके लिए वर्तमान में उपयुक्त मरने वाली सामग्री उपलब्ध नहीं है। प्रक्रिया कास्टिंग और लोहारी के फायदों को जोड़ती है। इस प्रक्रिया का नाम द्रव संपत्ति thixotropy के नाम पर रखा गया है, जो कि ऐसी घटना है जो इस प्रक्रिया को काम करने की अनुमति देती है। सीधे शब्दों में, थिक्सोट्रोपिक तरल पदार्थ कतरे जाने पर बहते हैं, लेकिन खड़े होने पर गाढ़ा हो जाता है।[3]इस प्रकार की प्रक्रिया की संभावना को पहली बार 1970 के दशक की शुरुआत में पहचाना गया था।[3] तीन अलग-अलग प्रक्रियाएं हैं: थिक्सोकास्टिंग, रिओकास्टिंग, थिक्सोमोल्डिंग। सिमा गर्म और ठंडे काम का उपयोग करके थिक्सोकास्टिंग के लिए एल्यूमीनियम मिश्र धातु तैयार करने के लिए एक विशेष प्रक्रिया को संदर्भित करता है।
SSM एक ऐसे तापमान पर किया जाता है जो धातु को उसके लिक्विडस और सॉलिडस (रसायन विज्ञान) तापमान के बीच रखता है। आदर्श रूप से, धातु 30 से 65% ठोस होनी चाहिए। अर्ध-ठोस मिश्रण में प्रयोग करने योग्य होने के लिए कम चिपचिपापन होना चाहिए, और इस कम चिपचिपाहट तक पहुंचने के लिए सामग्री को तरल चरण से घिरे गोलाकार प्राथमिक की आवश्यकता होती है।[2]संभव तापमान सीमा सामग्री पर निर्भर करती है और एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए 50 डिग्री सेल्सियस तक हो सकती है, लेकिन संकीर्ण पिघलने की सीमा के लिए तांबा मिश्र धातु केवल एक डिग्री का दसवां हिस्सा हो सकता है।[4] अर्ध-ठोस कास्टिंग आमतौर पर उच्च-अंत अनुप्रयोगों के लिए उपयोग की जाती है। एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए, विशिष्ट भागों में संरचनात्मक चिकित्सा और एयरोस्पेस भागों, दबाव युक्त भागों, रक्षा भागों, इंजन माउंट, एयर मैनिफोल्ड सेंसर हार्नेस, इंजन ब्लॉक और तेल पंप फिल्टर हाउसिंग शामिल हैं।[5]
प्रक्रियाएं
सेमी-सॉलिड कास्टिंग बनाने के लिए कई अलग-अलग तकनीकें हैं। एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए अधिक सामान्य प्रक्रियाएं थिक्सोकास्टिंग और रिओकास्टिंग हैं।
मैग्नीशियम मिश्र धातुओं के साथ, सबसे आम प्रक्रिया मोल्डिंग है।[6]
थिक्सोकास्टिंग
थिक्सोकास्टिंग एक गैर-डेंड्राइटिक माइक्रोस्ट्रक्चर के साथ प्री-कास्ट बिलेट का उपयोग करता है जो सामान्य रूप से बार को कास्ट किए जाने पर पिघल को जोर से हिलाकर बनाया जाता है। इंडक्शन हीटिंग का उपयोग आमतौर पर अर्ध-ठोस तापमान रेंज में बिलेट को फिर से गर्म करने के लिए किया जाता है, और डाई कास्टिंग मशीनों का उपयोग अर्ध-ठोस सामग्री को कठोर स्टील डाई में इंजेक्ट करने के लिए किया जाता है। उत्तरी अमेरिका, यूरोप और एशिया में व्यावसायिक रूप से थिक्सोकास्टिंग का प्रदर्शन किया जा रहा है। थिक्सोकास्टिंग में उत्पाद की स्थिरता के कारण अत्यधिक उच्च गुणवत्ता वाले घटकों का उत्पादन करने की क्षमता है, जो कि फोर्जिंग या रोलिंग स्टॉक बनाने के लिए नियोजित समान आदर्श निरंतर प्रसंस्करण स्थितियों के तहत निर्मित प्री-कास्ट बिलेट का उपयोग करने के परिणामस्वरूप होता है।[7] मुख्य नुकसान यह है कि यह विशेष बिलेट्स के कारण महंगा है जिसका उपयोग किया जाना चाहिए, हालांकि इन हाउस मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक निरंतर कास्टिंग क्षमताओं वाली सुविधाएं 100% इन-हाउस रिटर्न को रीसायकल कर सकती हैं। अन्य नुकसानों में सीमित संख्या में मिश्र धातुएं शामिल हैं, और इन-हाउस मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक कास्टिंग क्षमता के बिना सुविधाओं के लिए स्क्रैप का सीधे पुन: उपयोग नहीं किया जा सकता है।[8]
रिओकास्टिंग
थिक्सोकास्टिंग के विपरीत, जो एक बिलेट को फिर से गर्म करता है, रिओकास्टिंग एक विशिष्ट डाई कास्टिंग भट्टी में उत्पादित पिघली हुई धातु से अर्ध-ठोस घोल विकसित करता है।[7]यह थिक्सोकास्टिंग की तुलना में एक बड़ा लाभ है क्योंकि इसके परिणामस्वरूप कम खर्चीला फीडस्टॉक होता है, विशिष्ट डाई कास्टिंग मिश्र धातुओं के रूप में, और प्रत्यक्ष पुनर्चक्रण की अनुमति देता है।[8] हालांकि, रिओकास्टिंग प्रक्रिया नियंत्रण मुद्दों को भी प्रस्तुत करता है जैसे गतिविधि के शुरुआती उछाल के बाद, बहुत कम सामग्री को रिओकास्टिंग के माध्यम से संसाधित किया जाता है।
थिक्सोमोल्डिंग
मैग्नीशियम मिश्र धातुओं के लिए, थिक्सोमोल्डिंग इंजेक्शन मोल्डिंग के समान मशीन का उपयोग करता है। एकल चरण प्रक्रिया में, कमरे के तापमान मैग्नीशियम मिश्र धातु चिप्स को एक गर्म बैरल के पीछे के अंत में वॉल्यूमेट्रिक फीडर के माध्यम से खिलाया जाता है। मैग्नीशियम चिप्स के ऑक्सीकरण को रोकने के लिए बैरल को आर्गन वातावरण में रखा जाता है। बैरल के अंदर स्थित एक पेंच कन्वेयर मैग्नीशियम चिप्स को आगे बढ़ाता है क्योंकि वे अर्ध-ठोस तापमान सीमा में गरम होते हैं। स्क्रू रोटेशन अर्ध-ठोस कास्टिंग के लिए आवश्यक गोलाकार संरचना उत्पन्न करने के लिए आवश्यक कर्तन बल प्रदान करता है। एक बार पर्याप्त गारा जमा हो जाने के बाद, घोल को स्टील डाई में इंजेक्ट करने के लिए पेंच आगे बढ़ता है।[9]
तनाव-प्रेरित पिघल-सक्रिय (एसआईएमए)
सिमा पद्धति में सामग्री को पहले एसएमएम तापमान तक गर्म किया जाता है। जैसे-जैसे यह ठोस तापमान के करीब आता है, दाने एक महीन दाने की संरचना बनाने के लिए पुन: क्रिस्टलीकृत हो जाते हैं। ठोस तापमान पारित होने के बाद एसएसएम माइक्रोस्ट्रक्चर बनाने के लिए अनाज की सीमाएं पिघल जाती हैं। काम करने के लिए इस विधि के लिए सामग्री को अर्ध-कठोर अवस्था में एक्सट्रूडेड या कोल्ड रोल्ड किया जाना चाहिए। यह विधि आकार में बार व्यास से छोटे आकार तक सीमित है 37 mm (1.5 in); इस वजह से केवल छोटे हिस्से ही डाले जा सकते हैं।[10]
लाभ
सेमी-सॉलिड कास्टिंग के फायदे इस प्रकार हैं:[11]
- जटिल भागों ने शुद्ध आकार का उत्पादन किया
- सरंध्रता मुक्त
- कम सिकुड़न
- उत्कृष्ट यांत्रिक प्रदर्शन
- दबाव की जकड़न
- सख्त सहनशीलता
- पतली दीवारें
- उष्मा उपचार योग्य (T4/T5/T6)
- अच्छी सतह खत्म
उच्च अखंडता वाले भागों का उत्पादन करने के लिए उच्च समेकन दबाव का उपयोग किया जाता है, और डाई-कास्ट अर्ध-ठोस धातु के लिए आवश्यक तापमान सामान्य कास्टिंग से कम होता है; परंपरागत उपकरण स्टील सामग्री आमतौर पर उत्पादन अनुप्रयोगों में उपयोग की जाती है। उपयुक्त उच्च तापमान डाई सामग्री की कमी केवल प्रायोगिक अनुप्रयोगों के लिए उच्च गलनांक धातुओं, जैसे औजारों का स्टील और सितारे की ढलाई को सीमित करती है। अन्य फायदों में ऑटोमेशन में आसानी, स्थिरता, डाई कास्टिंग दरों के बराबर या उससे बेहतर उत्पादन दर, कोई एयर ट्रैपमेंट नहीं, कम संकोचन (कास्टिंग) दर और एक समान माइक्रोस्ट्रक्चर शामिल हैं।[3]
नुकसान
उत्पादन सुविधाओं को प्रक्रिया स्थितियों पर उच्च स्तर के नियंत्रण की आवश्यकता होती है, लेकिन उच्च अंतिम इंजेक्शन दबाव और कम इंजेक्शन वेग के बावजूद मानक डाई कास्टिंग मशीनें उत्पादन के लिए बहुत उपयुक्त हैं। जबकि थिक्सोकास्ट स्क्रैप को बेचना महंगा हो सकता है, ऑन-साइट मैग्नेटो-हाइड्रोडायनामिक निरंतर कास्टिंग क्षमताओं वाली सुविधाएं सभी इन-हाउस सामग्री रिटर्न को पूरी तरह से रीसायकल करने में सक्षम हैं। क्योंकि थिक्सोट्रॉपी (अर्ध-ठोस अवस्था) भौतिक या रियोलॉजी के अर्थ में एक मध्य अवस्था है, यह प्रक्रिया परिवेश के तापमान के प्रति अपेक्षाकृत असंवेदनशील है क्योंकि छोटे ताप के नुकसान के कारण आंशिक ठोस में केवल मामूली परिवर्तन होते हैं।
यह भी देखें
संदर्भ
टिप्पणियाँ
- ↑ "MyNADCA में आपका स्वागत है!". diecasting.org. Retrieved 2015-08-20.
- ↑ 2.0 2.1 Young, p. 1.
- ↑ 3.0 3.1 3.2 Lowe, Anthony; Ridgway, Keith; Atkinson, Helen (September 1999), "Thixoforming", Materials World, 7 (9): 541–543.
- ↑ Vinarcik, Edward J. (2003), High integrity die casting processes, vol. 1, Wiley-IEEE, pp. 91–101, ISBN 978-0-471-20131-1.
- ↑ P. Kapranos, Proc. 10th Inter. Conf. Semi-Solid Processing of Alloys and Composites, Aachen, Germany & Liege, Belgium, 2008
- ↑ S. LeBeau & R Decker, "Microstructural Design of Thixomolded Magnesium Alloys", Proc. 5th Inter. Conf. Semi-Solid Processing of Alloys and Composites, Golden, Colorado, 1998
- ↑ 7.0 7.1 Stephen P. Midson, Semi-Solid Casting of Aluminum Alloys: An Update, Die Casting Engineer, Sept. 2008
- ↑ 8.0 8.1 John L., Jorstad (September 2006), "Aluminum Future Technology in Die Casting" (PDF), Die Casting Engineering: 18–25, archived (PDF) from the original on 2011-06-14.
- ↑ Stephen P. Midson, Robert K. Kilbert, Stephen E. Le Beau & Raymond Decker, "Guidelines for Producing Magnesium Thixomolded Semi-Solid Components used in Structural Applications", Proc. 8th Inter. Conf. Semi-Solid Processing of Alloys and Composites, Limasol, Cyprus, 2004
- ↑ Young, p. 2.
- ↑ Stephen P. Midson, NADCA Semi-Solid & Squeeze Casting Conference, Rosemont, Illinois, 1996
ग्रन्थसूची
- Young, Kenneth P., Semi-Solid Metal Casting: Reducing the Cost of Copper Alloy Parts (PDF), Massachusetts Office of Technical Assistance, archived from the original (PDF) on 2006-10-07.
