डाई कास्टिंग प्रक्रिया के दौरान वायु बुलबुले के दोषों को कैसे नियंत्रित किया जाए?

एयर बबल डिफेक्ट सबसे आम और परेशानी पैदा करने वाली गुणवत्ता संबंधी समस्याओं में से एक है।उच्च दबाव डाई-कास्टिंगफंसी हुई हवा अंदर छिद्र या बुलबुले बना देती है।एल्यूमीनियम ढलाईये छिद्र अनुप्रस्थ काट पर गोल छिद्रों या घटक सतहों पर फफोले के रूप में दिखाई देते हैं। ये आंतरिक छिद्र यांत्रिक शक्ति को कमजोर करते हैं और रिसाव का खतरा पैदा करते हैं।दबाव-रोधी भागऔर इसके परिणामस्वरूप बाद में द्वितीयक मशीनिंग के दौरान सतह पर फफोले पड़ जाते हैं।पाउडर कोटिंगया एनोडाइजिंग उपचार। ऑटोमोटिव संरचनात्मक घटकों, नई-ऊर्जा हाउसिंग और हाइड्रोलिक वाल्व भागों के लिए, खराब ढंग से तैयार किए गए उत्पादन बैचों में वायु बुलबुले का निष्कासन 30% तक पहुंच सकता है। कई फाउंड्री बार-बार मोल्ड संशोधन के बाद भी बुलबुले की समस्या से जूझती हैं। वायु बुलबुले का निर्माण उत्पाद की ज्यामिति, टूलिंग डिज़ाइन, गेटिंग सिस्टम लेआउट, मशीन मापदंडों और अन्य कारकों का संयुक्त परिणाम है।कच्चे माल की स्थितिपूर्ण उन्मूलन कठिन है, लेकिन व्यवस्थित प्रक्रिया नियंत्रण से बुलबुले बनने की संभावना को स्वीकार्य निम्न स्तर तक कम किया जा सकता है। यह उद्योग समाचार पांच प्रमुख आयामों से प्रमुख मूल कारणों और व्यावहारिक प्रतिउपायों का विश्लेषण करता है।आधुनिक डाई-कास्टिंग निर्माता.

1. डाई-कास्टिंग में वायु बुलबुले दोषों के निर्माण तंत्र को समझें

हवा के बुलबुलेमेटल सांचों में ढालनातीन मुख्य वायु स्रोतों से उत्पन्न होते हैं: फंसी हुई हवा सेसाँचे की खोहगैस मुक्तपिघली हुई मिश्र धातुऔर स्नेहक के अपघटन से उत्पन्न वाष्प। उच्च गति इंजेक्शन के दौरान,पिघला हुआ एल्यूमीनियमबंद कमरे में तेजी से प्रवेश करता हैडाई कैविटीयदि हवा समय पर निकास मार्गों से बाहर नहीं निकल पाती है, तो वह तरल धातु के अंदर समाहित हो जाएगी और जमने के बाद गोलाकार छिद्र बना लेगी। पदार्थ के जमने से होने वाले संकुचन के कारण उत्पन्न होने वाले छिद्र के विपरीत, वायु-फंसे बुलबुले आमतौर पर चिकनी आंतरिक दीवारों और गोल आकार के होते हैं।

खराब गेटिंग सिस्टम डिज़ाइन ही इसका मुख्य कारण है। जब पिघली हुई धातु अशांत जेट प्रवाह के साथ बहती है, तो तरल मिश्र धातु छिटकती है, आपस में लिपट जाती है और बड़ी मात्रा में हवा को घेर लेती है। पतली दीवारों वाले जटिल आवरण इस जोखिम को और बढ़ा देते हैं: तेज़ भरने की गति से हवा के पूरी तरह बाहर निकलने से पहले अव्यवस्थित प्रवाह पैटर्न बन जाते हैं। डाई लुब्रिकेंट की अधिकता भी एक आम कारण है। अत्यधिक मात्रा में छिड़का गया रिलीज़ एजेंट मोल्ड के उच्च तापमान पर वाष्पीकृत हो जाता है, जिससे बड़ी मात्रा में गैस उत्पन्न होती है जो कम समय में पूरी तरह से बाहर नहीं निकल पाती।

अंदर नमीमोल्ड कूलिंग चैनलरिटर्न स्क्रैप सामग्री में जल संदूषण और अपर्याप्त वेंटिंग स्लॉट बुलबुले की स्थिति को और खराब कर देंगे। कई ऑपरेटर बुलबुले की समस्या को हल करने के लिए केवल इंजेक्शन गति को समायोजित करते हैं, जबकि एल्यूमीनियम फ्लैश के जमाव के कारण वेंट अवरोध को अनदेखा कर देते हैं। जब वेंट ठोस मिश्र धातु अवशेष से अवरुद्ध हो जाते हैं, तो कैविटी हवा के लिए कोई प्रभावी निकास मार्ग नहीं बचता है।

गुणवत्ता टीमों के लिए वायु-जमाव वाले बुलबुले और सिकुड़न से उत्पन्न छिद्रों के बीच अंतर करना अत्यंत महत्वपूर्ण है। गलत दोष निदान से औजारों में अंधाधुंध संशोधन और व्यर्थ के परीक्षण होते हैं। अनुभाग निरीक्षण, एक्स-रे जांच और धातुकर्म विश्लेषण सुधारात्मक उपायों को लागू करने से पहले वास्तविक मूल कारणों की पहचान करने में सहायक होते हैं।

2. डाई-कास्टिंग टूलिंग पर गेटिंग, ओवरफ्लो और वेंट डिज़ाइन को अनुकूलित करें

अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए उपकरण वायु बुलबुले दोषों के खिलाफ सबसे मूलभूत अवरोध हैं। इनगेट, रनर, ओवरफ्लो और वेंट सहित गेटिंग सिस्टम सीधे धातु प्रवाह की दिशा और अंदर वायु निकासी को नियंत्रित करता है।डाई कैविटीकई बार बुलबुले बनने की समस्या छोटे आकार के वेंट, गलत तरीके से लगाए गए गेट और अपर्याप्त ओवरफ्लो जोन के कारण होती है।

इनगेट की स्थिति इस प्रकार होनी चाहिए कि पिघली हुई मिश्र धातु अव्यवस्थित छींटों के बजाय एक व्यवस्थित, स्तरित पैटर्न में गुहा को भर सके। गेट को सीधे मोल्ड की दीवारों या कोर पिनों की ओर लक्षित करने से बचें, क्योंकि इससे धातु का हिंसक जेट निकलता है। मल्टी-इनगेट लेआउट बड़े आकार के पुर्जों के लिए भरने की गति को संतुलित कर सकता है, लेकिन डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना होगा कि कई धातु प्रवाह मोर्चे आपस में न टकराएं और अभिसरण क्षेत्रों में हवा को न फंसाएं।

ओवरफ्लो दो उद्देश्यों को पूरा करते हैं: ठंडी, दूषित पिघली हुई धातु को इकट्ठा करना और फंसी हुई हवा के लिए निकास मार्ग प्रदान करना। ओवरफ्लो चैंबर को ढलाई ज्यामिति के अंतिम भरे हुए स्थानों पर व्यवस्थित किया जाना चाहिए, जहाँ हवा के जमा होने की सबसे अधिक संभावना होती है। ओवरफ्लो का अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल पर्याप्त बड़ा होना चाहिए; छोटे ओवरफ्लो पॉकेट से हवा का निकास नगण्य ही होता है।

बुलबुले को नियंत्रित करने के लिए वेंट अत्यंत महत्वपूर्ण हैं। वेंट स्लॉट उचित गहराई और चौड़ाई के साथ अंतिम फिलिंग ज़ोन पर स्थित होने चाहिए।एल्युमिनियम डाई-कास्टिंग,वेंट की गहराई पर कड़ा नियंत्रण आवश्यक है: बहुत गहरा होने पर अत्यधिक फ्लैश उत्पन्न होगा; बहुत उथला होने पर एल्यूमीनियम के अवशेषों से जल्दी अवरुद्ध हो जाएगा और निकास कार्य करना बंद कर देगा। मोल्ड की दैनिक रखरखाव चेकलिस्ट में वेंट की नियमित सफाई को शामिल किया जाना चाहिए। यदि वेंट अवरुद्ध हैं, तो उत्तम इंजेक्शन पैरामीटर भी हवा के फंसने को नहीं रोक सकते।

मोल्ड-फ्लो सिमुलेशन सॉफ्टवेयर एक मानक सहायक उपकरण बन गया है। इंजीनियर फिलिंग सीक्वेंस का सिमुलेशन करते हैं, वर्चुअल वातावरण में एयर ट्रैपिंग हॉट-स्पॉट्स को ट्रैक करते हैं और स्टील कटिंग से पहले गेट और वेंट लेआउट को एडजस्ट करते हैं। इससे ट्रायल प्रोडक्शन के बाद बार-बार टूलिंग में संशोधन की आवश्यकता कम हो जाती है और डेवलपमेंट साइकिल छोटा हो जाता है।

3. वायु अवरोधन को कम करने के लिए इंजेक्शन मापदंडों और चक्र समय को समायोजित करें।

बेहतरीन उपकरणों के बावजूद, मशीन की गलत सेटिंग से हवा के बुलबुले के कारण गंभीर दोष उत्पन्न हो सकते हैं। इंजेक्शन प्रोफाइल, भरने की गति, दबाव स्विचिंग बिंदु और कुल चक्र समय हवा के फंसने के स्तर को काफी हद तक प्रभावित करते हैं।उच्च दाब वाली डाई-कास्टिंग मशीनेंइसमें दो चरणों वाली इंजेक्शन प्रक्रिया होती है: धीमी गति और तेज़ गति। गति परिवर्तन बिंदु की गलत सेटिंग अक्सर हवा फंसने का कारण बनती है।

धीमी गति से शॉट प्रक्रिया पिघले हुए मिश्र धातु को शॉट स्लीव के अंदर आगे की ओर धकेलती है। यदि धीमी गति बहुत तेज़ हो, तो एल्युमीनियम की सतह में हलचल होगी और बड़ी मात्रा में हवा पिघले हुए धातु में प्रवेश कर जाएगी। यदि धीमी गति बहुत धीमी हो, तो गुहा भरने से पहले ही पिघला हुआ मिश्र धातु समय से पहले ठंडा हो जाएगा। शॉट स्लीव भरने के अनुपात के अनुसार धीमी से तेज़ गति में संक्रमण की स्थिति को समायोजित किया जाना चाहिए, ताकि शॉट स्लीव के अंदर की हवा गुहा में प्रवेश न कर सके।

फास्ट-शॉट वेलोसिटी कैविटी भरने की लय निर्धारित करती है। अत्यधिक तेज़ गति से भयंकर अशांत प्रवाह उत्पन्न होता है और कास्टिंग के अंदर हवा भर जाती है। फास्ट-शॉट की गति को उचित रूप से कम करने से अशांति को कम किया जा सकता है, लेकिन बहुत कम गति से पतली दीवारों वाले घटकों में कोल्ड-लैप दोष उत्पन्न हो जाते हैं। फाउंड्री इंजीनियरों को भरने की पूर्णता और हवा के फंसने के जोखिम के बीच संतुलन बनाए रखना आवश्यक है।

बूस्ट प्रेशर का समय भी महत्वपूर्ण है। बूस्ट प्रेशर को कैविटी के लगभग भर जाने के बाद सक्रिय किया जाना चाहिए, न कि तेजी से भरने के चरण के दौरान। जल्दी बूस्ट करने से फंसी हुई हवा संपीड़ित हो जाएगी और तैयार भागों के अंदर संपीड़ित सूक्ष्म बुलबुले बन जाएंगे। उचित चक्र समय सेटिंग मोल्ड खोलने से पहले पर्याप्त ठोसकरण सुनिश्चित करती है। जल्दी इजेक्शन से आंतरिक संरचना अस्थिर हो जाती है और तापमान बढ़ने पर छिपे हुए बुलबुले फैल जाते हैं।

लुब्रिकेंट स्प्रे करने की प्रक्रिया भी पैरामीटर ट्यूनिंग के दायरे में आती है। मोल्ड की पूरी सतह को कवर करते हुए रिलीज एजेंट स्प्रे की मात्रा कम करें। अत्यधिक लुब्रिकेंट गैस में विघटित होकर सतह के नीचे बुलबुले पैदा कर सकता है। डाई बंद होने से पहले बची हुई नमी को हटाने के लिए स्प्रे की अवधि और एयर-ब्लो टाइम को अनुकूलित करें।

4. पिघले हुए मिश्र धातु की गुणवत्ता, शॉट स्लीव और स्क्रैप के पुन: उपयोग प्रबंधन को नियंत्रित करें

डाई-कास्टिंग उत्पादन में अक्सर कच्चे माल और पिघलने की स्थिति को बुलबुले के स्रोत के रूप में अनदेखा कर दिया जाता है। हाइड्रोजन गैस उच्च तापमान पर पिघले हुए एल्यूमीनियम में घुल जाती है; जमने की प्रक्रिया के दौरान, हाइड्रोजन अवक्षेपित होकर ढलाई के अंदर बिखरे हुए गैस के बुलबुले बनाती है। प्रभावी डीगैसिंग उपचार आवश्यक है। नाइट्रोजन या आर्गन के साथ रोटरी डीगैसिंग तरल मिश्र धातु से घुली हुई हाइड्रोजन को हटा सकती है। नियमित डीगैसिंग के बिना, उच्च हाइड्रोजन सामग्री मोल्ड और इंजेक्शन अनुकूलन के बावजूद व्यापक बुलबुले दोष पैदा करेगी।

अपशिष्ट पदार्थों के प्रबंधन से गैस की मात्रा पर काफी असर पड़ता है। तेल, पेंट, नमी या रबर के टुकड़ों से दूषित अपशिष्ट पदार्थ पिघलने के दौरान भारी मात्रा में गैस छोड़ते हैं। फाउंड्री को पुनर्चक्रण योग्य सामग्रियों को सख्ती से छांटना चाहिए। दूषित अपशिष्ट पदार्थ को सीधे भट्टी में नहीं डालना चाहिए। पिघलने से पहले अपशिष्ट पदार्थ को पहले से गर्म करने से उसकी सतह की नमी दूर हो जाती है।

शॉट स्लीव का रखरखाव भी एक महत्वपूर्ण पहलू है। घिसी हुई शॉट स्लीव और प्लंजर टिप के बीच गैप बन जाते हैं। प्लंजर के चलने के दौरान इन गैपों से हवा पिघले हुए मिश्र धातु में प्रवेश कर जाती है। घिसी हुई प्लंजर टिप को समय पर बदलने से हवा के प्रवेश का खतरा कम हो जाता है। शॉट स्लीव का फिलिंग रेशियो उचित सीमा के भीतर रखना चाहिए। बहुत कम फिलिंग रेशियो का मतलब है शॉट स्लीव के अंदर हवा की अधिक मात्रा, जो इंजेक्शन के दौरान आसानी से डाई कैविटी में जा सकती है।

भट्टी के तापमान को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए। पिघले हुए एल्यूमीनियम को अधिक गर्म करने से हाइड्रोजन की घुलनशीलता बढ़ जाती है, जिससे गैस के बुलबुले बनने की प्रवृत्ति बढ़ जाती है। मिश्र धातु का तापमान सामग्री विनिर्देश सीमा के भीतर रखें और वातावरण से गैस अवशोषण को कम करने के लिए अत्यधिक गर्म होने से बचें।

5. सतत सुधार के लिए ऑन-साइट निरीक्षण, रखरखाव और सुधारात्मक कार्यप्रवाह

लंबे समय तक बड़े पैमाने पर उत्पादन के दौरान बुलबुले संबंधी दोष धीरे-धीरे फिर से उभरने लगते हैं। वेंट एल्यूमीनियम फ्लैश से बंद हो जाते हैं; प्लंजर की नोक घिस जाती है; स्प्रे नोजल में खराबी आ जाती है; भट्टी में हाइड्रोजन का स्तर घटता-बढ़ता रहता है। केवल प्रारंभिक अनुकूलित मापदंडों पर निर्भर रहने से स्थिर गुणवत्ता बनाए रखना संभव नहीं है। बुलबुलों पर स्थायी नियंत्रण के लिए मानकीकृत निरीक्षण और निवारक रखरखाव प्रणाली आवश्यक है।

नियमित नमूना निरीक्षण में बुलबुले की आवृत्ति और आकार की निगरानी के लिए एक्स-रे स्कैनिंग और क्रॉस-सेक्शन विच्छेदन का उपयोग किया जाता है। दोष प्रवृत्ति का रिकॉर्ड स्थापित करें: जब बुलबुले अस्वीकृति दर निर्धारित सीमा से ऊपर बढ़ जाती है, तो तुरंत मूल कारण विश्लेषण शुरू करें। यह पता लगाएं कि बुलबुले गेटिंग सिस्टम डिज़ाइन, मशीन ड्रिफ्ट, स्नेहक समस्या या पिघले हुए मिश्र धातु गैस की मात्रा के कारण उत्पन्न हो रहे हैं या नहीं।

टूलिंग के दैनिक रखरखाव में वेंट स्लॉट की सफाई और ओवरफ्लो क्षेत्रों से जमा हुए एल्यूमीनियम फ्लैश को हटाना शामिल है। ऑपरेटरों को केवल कैविटी की सतह पर ही ध्यान नहीं देना चाहिए, बल्कि एग्जॉस्ट चैनलों पर भी ध्यान देना चाहिए। अवरुद्ध वेंट अदृश्य खराबी के बिंदु होते हैं जिन्हें कई वर्कशॉप अनदेखा कर देते हैं। स्लाइडर, इंसर्ट और पार्टिंग लाइनों के घिसने से भी फ्लैश उत्पन्न होता है जो वेंट के रास्तों को अवरुद्ध कर देता है।

जब बुलबुले बनने की समस्या हो, तो बिना सोचे-समझे कई मोल्डों की वेल्डिंग और गेट में बदलाव करने से बचें। चरण-दर-चरण समस्या निवारण करें: डीगैसिंग रिकॉर्ड की जाँच करें, वेंट की स्थिति का निरीक्षण करें, इंजेक्शन गति वक्र की पुष्टि करें, स्नेहक स्प्रे सेटिंग की समीक्षा करें और स्क्रैप सामग्री की गुणवत्ता का परीक्षण करें। एक साथ दर्जनों मापदंडों को समायोजित करने के बजाय, एक बार में एक ही चर को संशोधित करें और दोष में परिवर्तन का अवलोकन करें।

जिन पुर्जों में प्रक्रिया समायोजन के माध्यम से सूक्ष्म बुलबुले पूरी तरह से समाप्त नहीं किए जा सकते, उनके लिए ग्राहकों को स्वीकृति मानक पहले से ही निर्धारित करना होगा। गैर-दबाव-रोधी और गैर-संरचनात्मक पुर्जों के लिए कुछ छोटे-मोटे बिखरे हुए सूक्ष्म बुलबुले स्वीकार्य हो सकते हैं। दबाव-संवेदनशील घटकों के लिए, प्रक्रिया के बाद के उपाय के रूप में इम्प्रग्नेशन जैसी अतिरिक्त प्रक्रियाओं द्वारा सूक्ष्म छिद्रों को सील किया जा सकता है, हालांकि इम्प्रग्नेशन में अतिरिक्त द्वितीयक मशीनिंग लागत आती है।

निष्कर्ष

डाई-कास्टिंग निर्माण में वायु बुलबुले की समस्या एक लगातार बनी रहने वाली चुनौती है। ये बुलबुले कई कारकों के संयोजन से उत्पन्न होते हैं, जिनमें गेटिंग सिस्टम लेआउट, टूलिंग की स्थिति, इंजेक्शन पैरामीटर, पिघले हुए मिश्र धातु की गैस की मात्रा और वेंट रखरखाव शामिल हैं। बुलबुलों को पूरी तरह से खत्म करना हमेशा आर्थिक रूप से संभव नहीं होता, लेकिन व्यवस्थित नियंत्रण से अस्वीकृति दर में काफी कमी लाई जा सकती है।

मोल्ड डिज़ाइन चरण में ही फाउंड्री को गेट-ओवरफ्लो-वेंट लेआउट को अनुकूलित करना चाहिए, धीमी-तेज़ इंजेक्शन संक्रमण और उचित चक्र समय को कैलिब्रेट करना चाहिए, पिघले हुए एल्यूमीनियम के डीगैसिंग और स्क्रैप सामग्री प्रबंधन को मजबूत करना चाहिए, और वेंट और शॉट स्लीव के लिए दैनिक निवारक रखरखाव लागू करना चाहिए। वायु निकासी पर विचार किए बिना अंधाधुंध उच्च इंजेक्शन गति प्राप्त करने से लगातार बुलबुले का अपशिष्ट उत्पन्न होगा। मोल्ड-फ्लो सिमुलेशन, ऑन-साइट सैंपलिंग निरीक्षण और मानकीकृत समस्या निवारण कार्यप्रवाह को मिलाकर निर्माता कास्टिंग गुणवत्ता को स्थिर करने और बुलबुले से संबंधित द्वितीयक मशीनिंग से होने वाले रीवर्क नुकसान को कम करने में मदद मिलती है।