ढलाई उत्पादन में मिश्रधातुओं को गलाना और डालना प्रमुख प्रक्रियाएँ हैं। संपूर्ण गलाने और डालने की प्रक्रिया को सख्ती से नियंत्रित करना पिनहोल, समावेशन, गलत संचालन, दरारें, सरंध्रता और सिकुड़न जैसे कास्टिंग दोषों को रोकने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
चूंकि पिघले हुए एल्युमीनियम में हाइड्रोजन को अवशोषित करने की तीव्र प्रवृत्ति होती है, इसमें मजबूत ऑक्सीकरण गुण होते हैं और यह लोहे को आसानी से घोल देता है, उच्च गुणवत्ता वाली कास्टिंग बनाने के लिए पिघलने और कास्टिंग प्रक्रियाओं के दौरान सरल लेकिन सावधानीपूर्वक सावधानियां बरतनी चाहिए।
1. एल्यूमिनियम मिश्र धातु भट्टी सामग्री को ठंडा करना और गुणवत्ता नियंत्रण
उच्च गुणवत्ता वाले पिघले हुए एल्यूमीनियम का उत्पादन करने के लिए, पहले योग्य कच्चे माल का चयन किया जाना चाहिए। कच्चे माल का वैज्ञानिक ढंग से प्रबंधन और उचित उपचार किया जाना चाहिए; अन्यथा, मिश्र धातु की गुणवत्ता गंभीर रूप से प्रभावित होगी। उत्पादन अभ्यास से पता चला है कि यदि कच्चे माल (धातु और सहायक सामग्री सहित) को सख्ती से नियंत्रित नहीं किया जाता है, तो कास्टिंग के बैचों को खत्म किया जा सकता है।
(1) कच्चे माल में निम्नलिखित विशिष्ट आवश्यकताओं के साथ योग्य रासायनिक संरचना और संरचना होनी चाहिए:
कारखाने में प्रवेश करने वाले मिश्र धातु सिल्लियों के मुख्य घटकों और अशुद्धता सामग्री का विश्लेषण करने के अलावा, कम - मिश्र धातु संरचनाओं और फ्रैक्चर सतहों के लिए भी निरीक्षण किया जाता है। अभ्यास ने साबित कर दिया है कि गंभीर संकोचन गुहाओं, पिनहोल और बुलबुले वाले एल्यूमीनियम पिघल का उपयोग करने से घनी कास्टिंग प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है और यहां तक कि पूरी भट्ठी या कास्टिंग के बैच को खत्म करने का परिणाम भी हो सकता है।
एल्यूमीनियम मिश्र धातु सरंध्रता पर एल्यूमीनियम {{0}सिलिकॉन मिश्र धातु सिल्लियों के प्रभाव का अध्ययन करते समय, यह पाया गया कि पिघले हुए शुद्ध रेत -डाली सांचों से बने परीक्षण ब्लॉकों का उपयोग करते समय कोई सरंध्रता दिखाई नहीं दी। हालाँकि, कम गुणवत्ता वाले और घटिया एल्यूमीनियम सिलिकॉन मिश्र धातु सिल्लियां जोड़ने के बाद, परीक्षण ब्लॉकों में गंभीर सरंध्रता और मोटे दाने दिखाई दिए। इसका कारण सामग्री का वंशानुक्रम प्रभाव है। एल्युमीनियम सिलिकॉन मिश्रधातुओं के लिए, सामग्री के साथ वंशानुक्रम प्रभाव बढ़ता है, जो तब महत्वपूर्ण हो जाता है जब सिलिकॉन सामग्री 7% तक पहुंच जाती है। यूटेक्टिक संरचना में सिलिकॉन सामग्री को बढ़ाने से वंशानुक्रम प्रभाव थोड़ा कम हो जाता है। भट्ठी स्टॉक के वंशानुक्रम प्रभाव के कारण होने वाले कास्टिंग दोषों को हल करने के लिए, उच्च धातुकर्म गुणवत्ता वाले एल्यूमीनियम सिल्लियां, मध्यवर्ती मिश्र धातु और अन्य भट्ठी सामग्री का चयन करना आवश्यक है। विशिष्ट मानक इस प्रकार हैं:
1) फ्रैक्चर सतह पर पिनहोल या गैस छेद नहीं होना चाहिए
पिनहोल ग्रेड तीन के भीतर होने चाहिए, और स्थानीय स्तर पर (निरीक्षण क्षेत्र का 25% से अधिक नहीं) ग्रेड तीन से अधिक नहीं होना चाहिए। यदि यह ग्रेड तीन से अधिक है, तो पिनहोल स्तर को कम करने के लिए रीमेल्टिंग की जानी चाहिए। रीमेल्टिंग और रिफाइनिंग विधि सामान्य एल्यूमीनियम मिश्र धातु पिघलने के समान ही है। कास्टिंग का तापमान 660 डिग्री से अधिक नहीं होना चाहिए। बड़े मूल अनाज वाले एल्यूमीनियम सिल्लियों या मिश्र धातु सिल्लियों के लिए, उन्हें जल्दी से ठोस बनाने और अनाज को परिष्कृत करने के लिए पहले कम मोल्ड तापमान का उपयोग किया जाना चाहिए।
(2) प्रभारी सामग्री प्रबंधन
उपयोग से पहले, सतह से जंग, ग्रीस और अन्य दूषित पदार्थों को हटाने के लिए चार्ज सामग्री को सैंडब्लास्ट किया जाना चाहिए। अपेक्षाकृत साफ सतह और कम भंडारण समय वाले एल्यूमीनियम मिश्र धातु सिल्लियों और धातु स्क्रैप को सैंडब्लास्टिंग की आवश्यकता नहीं हो सकती है, लेकिन चार्ज में मिश्रित किसी भी लोहे के फिल्टर या एम्बेडेड घटकों को हटा दिया जाना चाहिए। सतह की नमी को हटाने और पिघलने के समय को 3 घंटे से अधिक कम करने के लिए भट्टी में रखने से पहले सभी चार्ज सामग्रियों को पहले से गरम किया जाना चाहिए।
(3) फर्नेस सामग्री का प्रबंधन और भंडारण
मिश्रधातु की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए भट्ठी सामग्री का उचित भंडारण और प्रबंधन महत्वपूर्ण है। भट्ठी सामग्री को कम तापमान भिन्नता और शुष्क परिस्थितियों वाले गोदामों में संग्रहित किया जाना चाहिए।
2. क्रूसिबल और गलाने के उपकरण तैयार करना
(1) एल्यूमीनियम मिश्र धातु की ढलाई के लिए, सामान्य लोहे के क्रूसिबल का उपयोग किया जाता है, और कास्ट स्टील या वेल्डेड स्टील प्लेटों से बने क्रूसिबल का भी उपयोग किया जा सकता है।
नए क्रूसिबल और पुराने क्रूसिबल दोनों जिनका उपयोग लंबे समय से नहीं किया गया है, उन्हें उपयोग से पहले सैंडब्लास्ट किया जाना चाहिए और 700-800 डिग्री तक गर्म किया जाना चाहिए, इस तापमान को 2-4 घंटे तक बनाए रखना चाहिए ताकि क्रूसिबल की भीतरी दीवार पर चिपकी नमी और दहनशील पदार्थ जल जाएं। 300 डिग्री से कम ठंडा होने पर, क्रूसिबल की भीतरी दीवार को सावधानीपूर्वक साफ करें, और जब तापमान 200 डिग्री से कम न हो तो लेप लगाएं।
उपयोग से पहले क्रूसिबल को गहरे लाल रंग (500-600 डिग्री) तक गर्म किया जाना चाहिए और इस तापमान पर 2 घंटे से अधिक समय तक रखा जाना चाहिए। एक नए क्रूसिबल के लिए, वास्तविक सामग्री को गलाने से पहले उसी ग्रेड की पुनर्नवीनीकरण सामग्री के एक बैच को पिघलाना सबसे अच्छा है।
(2) प्रगलन उपकरण तैयार करना
बेल कवर, ढक्कन तोड़ना, चम्मच हिलाना, बैग डालना
उपयोग करने से पहले, सांचों और अन्य उपकरणों को पहले से गरम किया जाना चाहिए, 150-200 डिग्री के तापमान पर एक सुरक्षात्मक परत के साथ लेपित किया जाना चाहिए और अच्छी तरह से सुखाया जाना चाहिए। सुखाने का तापमान 200-400 डिग्री होना चाहिए, जिसमें 2 घंटे से अधिक का समय हो। उपयोग के बाद, सतह पर चिपके किसी भी ऑक्साइड और फ्लोराइड को पूरी तरह से हटा दिया जाना चाहिए (सैंडब्लास्टिंग की सिफारिश की जाती है)।
3. पिघलने के तापमान का नियंत्रण
यदि पिघलने का तापमान बहुत कम है, तो यह मिश्रधातु तत्वों के विघटन और गैसों और समावेशन को हटाने के लिए अनुकूल नहीं है, जिससे पृथक्करण, कोल्ड शट और गलत संचालन की प्रवृत्ति बढ़ जाती है। इसके परिणामस्वरूप राइजर में अपर्याप्त गर्मी भी हो सकती है, जिससे कास्टिंग की उचित फीडिंग में बाधा आ सकती है। कुछ संदर्भों के अनुसार, सभी एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का पिघलने का तापमान कम से कम 705 डिग्री तक पहुंचना चाहिए और हिलाना चाहिए। दूसरी ओर, अत्यधिक उच्च पिघलने वाला तापमान न केवल ऊर्जा बर्बाद करता है, बल्कि इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि इससे हाइड्रोजन अवशोषण, मोटे अनाज, अधिक गंभीर एल्यूमीनियम ऑक्सीकरण और कुछ मिश्र धातु तत्वों का अधिक नुकसान होता है। नतीजतन, मिश्र धातु के यांत्रिक गुण खराब हो जाते हैं, कास्टिंग और मशीनिंग प्रदर्शन खराब हो जाता है, गर्मी उपचार की प्रभावशीलता कम हो जाती है, और कास्टिंग की गैस की जकड़न कम हो जाती है।
उत्पादन अभ्यास ने साबित कर दिया है कि मिश्रधातु को तेजी से गर्म करके उच्च तापमान तक पिघलाना और उचित सरगर्मी करने से सभी मिश्रधातु तत्वों (विशेषकर दुर्दम्य धातु तत्वों) को घुलने में मदद मिलती है। फ्लोटिंग स्लैग को हटाने के बाद, तापमान को डालने वाले बिंदु तक कम करने से पृथक्करण कम हो जाता है, घुलनशील हाइड्रोजन कम हो जाता है, और उच्च यांत्रिक गुणों के साथ एक समान, घने मिश्र धातु प्राप्त करने में मदद मिलती है। चूँकि एल्युमीनियम के पिघलने के तापमान को नग्न आंखों से आंकना मुश्किल है, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि किस प्रकार की पिघलने वाली भट्ठी का उपयोग किया जाता है, तापमान को मापने वाले उपकरण से नियंत्रित किया जाना चाहिए। माप उपकरणों को नियमित रूप से अंशांकित और रखरखाव किया जाना चाहिए। सटीक तापमान माप और लंबी सेवा जीवन सुनिश्चित करने के लिए थर्मोकपल आस्तीन को समय-समय पर धातु ब्रश से साफ किया जाना चाहिए और सुरक्षात्मक पेंट से लेपित किया जाना चाहिए।
4. पिघलने के समय का नियंत्रण
एल्यूमीनियम पिघल के ऑक्सीकरण, गैस अवशोषण और लोहे के विघटन को कम करने के लिए, भट्ठी में एल्यूमीनियम पिघल के निवास समय को कम किया जाना चाहिए, और पिघलने को तेजी से किया जाना चाहिए। पिघलने की शुरुआत से लेकर डालने के पूरा होने तक, रेत की ढलाई के लिए 4 घंटे, धातु के सांचे की ढलाई के लिए 6 घंटे और डाई कास्टिंग के लिए 8 घंटे से अधिक नहीं होनी चाहिए।
पिघलने की प्रक्रिया को तेज करने के लिए, पहले कम पिघलने बिंदु वाले मध्यम आकार के स्क्रैप और एल्यूमीनियम सिलिकॉन मध्यवर्ती मिश्र धातु को जोड़ा जाना चाहिए, ताकि क्रूसिबल के तल पर एक पिघला हुआ पूल जल्दी से बन जाए। फिर, स्क्रैप और शुद्ध एल्यूमीनियम सिल्लियों के बड़े टुकड़े जोड़े जाते हैं, जिससे वे धीरे-धीरे विस्तारित पिघल पूल में विसर्जित हो जाते हैं और जल्दी से पिघल जाते हैं। आवेश का मुख्य भाग पिघल जाने के बाद, उच्च पिघलने वाली मध्यवर्ती मिश्रधातु की थोड़ी मात्रा मिलाई जाती है, और पिघलने में तेजी लाने के लिए तापमान बढ़ाया जाता है और हिलाया जाता है। अंत में, तापमान कम किया जाता है और नुकसान को कम करने के लिए आसानी से ऑक्सीकृत मिश्रधातु तत्वों को दबाया जाता है।
5. पिघले हुए पदार्थ का स्थानांतरण और डालना
यद्यपि ठोस एल्यूमिना का घनत्व लगभग पिघले हुए एल्युमीनियम के बराबर होता है, एक बार जब यह एल्युमीनियम पिघल में प्रवेश करता है, तो इसे क्रूसिबल के तल तक जमने में पर्याप्त लंबा समय लगता है। इसके विपरीत, ऑक्सीकरण के बाद एल्युमीनियम की सतह पर बनी एल्युमिना फिल्म का एल्युमीनियम पिघलने के संपर्क में आने वाला भाग घना होता है, जबकि हवा के संपर्क में आने वाला भाग ढीला होता है और इसमें 60-100 Å के व्यास वाले कई छिद्र होते हैं। इस फिल्म में एक बड़ा सतह क्षेत्र और मजबूत सोखने के गुण हैं, जिससे यह आसानी से जल वाष्प को सोख लेती है और यहां तक कि तैरने लगती है। इसलिए, चूंकि इस ऑक्साइड फिल्म और एल्यूमीनियम पिघल के बीच घनत्व का अंतर छोटा है, इसे पिघल में मिलाने से बहुत धीमी गति से डूबना और तैरना होता है, जिससे पिघल से निकालना मुश्किल हो जाता है, और गैस छिद्रों का निर्माण होता है और कास्टिंग में समावेशन होता है। नतीजतन, पिघले हुए एल्युमीनियम को स्थानांतरित करते समय, पिघली हुई धातु की सरगर्मी को कम करना और पिघले हुए धातु के हवा के संपर्क को जितना संभव हो उतना कम करना आवश्यक है।
पिघली हुई धातु को डालने के लिए टिल्टिंग क्रूसिबल का उपयोग करते समय, पिघली हुई धातु को हवा के साथ मिलाने से बचने के लिए, करछुल को भट्ठी की टोंटी के जितना संभव हो उतना करीब रखा जाना चाहिए और झुकाया जाना चाहिए ताकि पिघला हुआ धातु करछुल की साइड की दीवार के साथ बह सके, इसे सीधे करछुल के नीचे से टकराने से रोका जा सके, जिससे हलचल या छींटे पड़ सकते हैं।
उच्च गुणवत्ता वाली कास्टिंग प्राप्त करने के लिए सही और उचित डालने की विधि का उपयोग करना महत्वपूर्ण शर्तों में से एक है। उत्पादन अभ्यास से पता चलता है कि कास्टिंग दोषों को रोकने और कम करने में निम्नलिखित बिंदुओं पर ध्यान देना बहुत प्रभावी है।
(1) डालने से पहले, भट्ठी के पिघलने के तापमान, डालने की करछुल क्षमता और उसकी सतह पर कोटिंग परत की सूखापन की सावधानीपूर्वक जांच करें, साथ ही यह भी जांचें कि क्या अन्य उपकरण पर्याप्त रूप से तैयार हैं। धातु डालने वाले कप को डालने से 3-5 मिनट पहले रेत के सांचे पर रखा जाना चाहिए। इस समय, डालने वाली करछुल का तापमान 150 डिग्री से अधिक नहीं होना चाहिए। यदि बहुत जल्दी रखा जाए या तापमान बहुत अधिक हो, तो डालने वाले चैनल में बड़ी मात्रा में गैस जमा हो सकती है, जिससे डालने के दौरान विस्फोट का खतरा पैदा हो सकता है।
(2) ड्राफ्ट वाले स्थानों पर डालना नहीं चाहिए, जहां पिघली हुई धातु दृढ़ता से ऑक्सीकरण या जल सकती है, जिससे कास्टिंग में ऑक्सीकरण समावेशन और अन्य दोष हो सकते हैं।
(3) क्रूसिबल से पिघली हुई धातु प्राप्त करते समय, पहले करछुल के तल से पिघली हुई सतह पर ऑक्साइड फिल्म या फ्लक्स परत को धीरे से हटा दें, फिर धीरे-धीरे करछुल को पिघली हुई धातु में डुबोएं, करछुल के चौड़े मुंह से पिघली हुई धातु को निकालें, और करछुल को लगातार उठाएं।
(4) करछुल ले जाते समय उसे अपनी हथेली से झुकाने से बचें; स्थिर होकर चलो. करछुल को बहुत ऊपर नहीं उठाया जाना चाहिए, और अंदर धातु का स्तर स्थिर और अबाधित रहना चाहिए।
(5) डालने से ठीक पहले, किसी भी प्रकार के स्लैग को करछुल से हटा दें ताकि डालने के दौरान स्लैग, ऑक्साइड फिल्म और अन्य अशुद्धियों को सांचे में आने से रोका जा सके।
(6) डालने के दौरान, सुनिश्चित करें कि पिघली हुई धातु का प्रवाह स्थिर रहे; इसे बाधित नहीं किया जाना चाहिए या सीधे स्प्रू के नीचे की ओर निर्देशित नहीं किया जाना चाहिए। स्प्रू को ऊपर से नीचे तक भरा जाना चाहिए, और तरल सतह स्थिर रहनी चाहिए। डालने की गति को उचित रूप से नियंत्रित करें। आमतौर पर, पिघल को समान रूप से भरने की अनुमति देने के लिए थोड़ा धीमी गति से डालना शुरू करें, फिर गति को थोड़ा बढ़ाएं और अपेक्षाकृत लगातार डालने की दर बनाए रखें।
(7) डालने की प्रक्रिया के दौरान, पिघली हुई धातु के अत्यधिक ऑक्सीकरण से बचने के लिए, लैडल टोंटी और स्प्रू के बीच की दूरी को जितना संभव हो उतना करीब रखें, 50 मिमी से अधिक नहीं।
(8) प्लग वाले स्प्रू के लिए, प्लग को बहुत जल्दी नहीं हटाया जाना चाहिए। स्प्रू पिघली हुई धातु से भर जाने के बाद, मोल्ड चैनलों में भंवर गठन को रोकने के लिए धीरे-धीरे एक कोण पर प्लग को हटा दें।
(9) क्रूसिबल के तल से 60 मिमी से कम ऊपर पिघली हुई धातु का उपयोग ढलाई के लिए नहीं किया जाना चाहिए।
