मोल्ड दोष का मूल कारण विश्लेषण: एल्युमीनियम डाई कास्टिंग पर कोल्ड शट और फ्लो मार्क्स

सतही और आंतरिक दोष लागत बढ़ाने वाले प्रमुख कारक बने हुए हैं।एल्युमीनियम डाई कास्टिंगऔर उनमें से,ठंड बंदऔरप्रवाह चिह्नये दोनों सबसे आम हैं, फिर भी अक्सर इन्हें गलत समझा जाता है। ये दोनों ढलाई की बाहरी सतह पर दिखाई देते हैं, दोनों को नंगी आंखों से देखा जा सकता है, और दोनों के लिए अक्सर गलत तरीके से खराब मोल्ड या अस्थिर सामग्री को दोषी ठहराया जाता है। व्यवहार में, इनमें से कोई भी आकस्मिक घटना नहीं है। प्रत्येक, ढलाई के अंदर एक मापने योग्य प्रक्रिया विचलन का दृश्य परिणाम है।डाई कैविटीशॉट प्लंजर के हिलने और ढलाई के जमने के बीच की घटनाओं को समझना किसी भी विश्वसनीय विश्लेषण का आधार है।मूल कारण विश्लेषणयह लेख इन दोनों दोषों को उनके भौतिक तंत्रों में विभाजित करता है और उन्हें आपस में जोड़ता है।विशिष्ट उपकरणऔर प्रक्रिया चर, और एक नैदानिक ​​अनुक्रम निर्धारित करता है जिसे दुकानें केवल मीटिंग रूम में ही नहीं बल्कि व्यावहारिक स्तर पर भी लागू कर सकती हैं।

1. भौतिक निर्माण तंत्र: कोल्ड शट एक सीम क्यों है, सतही दोष क्यों नहीं?

ठंड बंद मूलतः यह एक बंधन विफलता है।उच्च दबाव डाई कास्टिंग,पिघला हुआ एल्यूमीनियमप्रविष्ट होता हैडाई कैविटीके माध्यम सेगेटिंग सिस्टमऔर यह कई धाराओं में विभाजित हो जाती है जिन्हें कोर, पसलियों और अंतर्विन्यासों के चारों ओर यात्रा करनी होती है, इससे पहले कि वे एक सामान्य मिलन रेखा पर पुनः संयोजित हों। जब धातु के अग्रभाग अंततः मिलते हैं, तो उन्हें अभी भी इतना तरल होना चाहिए कि वे एक सतत ठोस संरचना में जुड़ सकें। यदि प्रत्येक धारा के अग्र भाग ने अपनी अतिऊष्मा खो दी है और एक अर्ध-ठोस परत बना ली है, तो दोनों धाराएँ आपस में जुड़ने के बजाय एक दूसरे से टकराती हैं।

ढलाई की सतह पर एक सीधी या हल्की घुमावदार रेखा इसका दृश्य प्रमाण है, जो अक्सर आसपास की धातु से अधिक गहरी होती है, और कभी-कभी इसमें एक हल्का सा गैप या ओवरलैप किनारा होता है। फ्रैक्चर या एक्स-रे निरीक्षण में, इस जोड़ में कोई निरंतरता नहीं दिखती - यह एक यांत्रिक इंटरफ़ेस है, न कि धातुकर्म जोड़।

महत्वपूर्ण बात यह है किठंड बंद यह एक द्वितीयक दोष है। यह मिलन रेखा पर उत्पन्न नहीं होता; यह प्रवाह से पहले ही निर्धारित हो जाता है, इस आधार पर कि धातु में आरंभ में कितनी ऊष्मा थी, प्रवाह ने रास्ते में कितनी ऊष्मा खोई, और प्रवाह पथ वास्तव में कितना लंबा था। एक बड़े सपाट आवरण के दूर कोने पर दिखाई देने वाली एक सीम आमतौर पर बहुत छोटे गेट, बहुत लंबे रनर, या किसी अन्य कारण का लक्षण होती है।तापमानउस तरफ वह बहुत कम था। प्रवाह पथ का पता लगाए बिना सीम की स्थिति का निदान करना विश्लेषण में सबसे आम त्रुटि है।डाई कास्टिंग की दुकानें.

प्रवाह चिह्नइसके विपरीत, ये जोड़ की समस्या नहीं बल्कि जमने वाली लहर की समस्या हैं। ये बाहरी सतह पर संकेंद्रित या अनुदैर्ध्य लहरों, संतरे के छिलके जैसी पट्टियों या सीढ़ीनुमा लकीरों के रूप में दिखाई देती हैं। प्रत्येक पट्टी उस क्षण को दर्शाती है जब आगे बढ़ती धातु की परत रुक गई, उसकी ऑक्साइड परत मोटी हो गई, फिर से गति पकड़ी और उस मोटी परत को वापस सतह पर मोड़ दिया। ये निशान प्रभावी रूप से अस्थिर भराव के जमे हुए रिकॉर्ड हैं।

दोनों दोषों का मूल कारण एक ही है: ऊष्मा हानि की गति और गुहा के भरने की गति के बीच का प्रतिकूल अनुपात। अंतर केवल इतना है कि हानि के कारण मिलन रेखा पर अपूर्ण वेल्ड (कोल्ड शट) होता है या दीवार के साथ सतह की विकृति (फ्लो मार्क्स) उत्पन्न होती है।

2. गेटिंग सिस्टम और डाई कैविटी डिजाइन: संरचनात्मक मूल कारण

अधिकांश दोष जांचों में, निर्णायक कारक मशीन सेटिंग्स में नहीं, बल्कि टूलिंग में निहित होते हैं।गेटिंग सिस्टमयह निर्धारित करता है कि धातु कहाँ जाती है, कितनी गति से जाती है और कितनी अशांति के साथ जाती है। चार डिज़ाइन स्थितियाँ बार-बार इसके लिए ज़िम्मेदार होती हैं।

सबसे पहले, गेट का क्षेत्रफल अपर्याप्त है। जब गेट का कुल अनुप्रस्थ काट छोटा होता है, तो उपलब्ध ठोसकरण क्षेत्र के भीतर गुहा को भरने के लिए धातु को अत्यधिक वेग से धकेलना पड़ता है। उच्च वेग से कोई लाभ नहीं होता - यह सुचारू प्रवाह को परमाणुकृत, वायु-युक्त स्प्रे में बदल देता है, और परिणामस्वरूप उत्पन्न जेट सतह के संपर्क में आते ही जम जाते हैं।डाई कैविटीउनके विलय से पहले दीवार खड़ी हो जाती है। इससे दोनों उत्पन्न होते हैं।प्रवाह चिह्न(दीवार पर स्प्रे फ्रीजिंग) औरठंड बंद(ऐसे जेट जो कभी वास्तव में जुड़ते नहीं हैं)।

दूसरा कारण है रनर का खराब संतुलन। मल्टी-कैविटी या मल्टी-गेट लेआउट में, यदि रनर प्रत्येक शाखा को समान दबाव और समान आगमन समय प्रदान नहीं करते हैं, तो देर से पहुंचने वाली धाराएं पहले से ही ठंडी हो चुकी धातु से मिलती हैं। एक क्लासिक उदाहरण: एक असममित रनर से निर्मित सममित भाग में सीम केवल एक तरफ दिखाई देती है। यह अनियमितता नहीं है - यह हाइड्रोलिक्स है।

तीसरा, प्रवाह की लंबाई के सापेक्ष गेट की गलत स्थिति। लंबी, पतली, उच्च-आस्पेक्ट-अनुपात वाली दीवारों के लिए गेट को दूर के छोर के पास या परिधि के साथ वितरित कई गेटों की आवश्यकता होती है। थर्मल सीमा से अधिक लंबे मार्ग को फीड करने के लिए एक ही गेट को बाध्य करने से एकठंड बंदअंतिम भरे हुए बिंदु पर, शॉट पैरामीटर को कैसे भी समायोजित किया जाए।

चौथा, अपर्याप्त वेंटिलेशन और वायु निकास। धातु के अग्रभाग के आगे फंसी हवा पीछे की ओर दबाव बनाती है, अग्रभाग की गति को कम करती है, और समय से पहले ही एक परत बनने देती है। इसका परिणाम ऐसा दिखता है:प्रवाह चिह्नलेकिन वास्तव में यह वेंटिलेशन की कमी है। वैक्यूम सहायता या अतिरिक्त ओवरफ्लो पॉकेट अक्सर एक ही प्रयास में उस समस्या को हल कर देते हैं जिसे तापमान समायोजन के महीनों बाद भी हल नहीं किया जा सका।

इसलिए, पैरामीटर समीक्षा से पहले हमेशा टूलिंग समीक्षा की जानी चाहिए। खराब गेटिंग वाले मोल्ड पर शॉट स्पीड को समायोजित करने से लक्षण छिप जाते हैं, जबकि दोष कैविटी में कहीं और स्थानांतरित हो जाता है।

3. प्रक्रिया पैरामीटर: सुपरहीट, शॉट वेलोसिटी और डाई तापमान

एक बारडाई कैविटीऔरगेटिंग सिस्टमयदि ध्वनि की पुष्टि हो जाती है, तो विश्लेषण शॉट के थर्मल और काइनेमेटिक मापदंडों की ओर बढ़ता है।

धातु का तापमान प्रमुख मापदंड हैठंड बंदसुपरहीट — यानी पिघलाव के तापमान और तरल अवस्था के बीच का अंतर — वह ऊर्जा है जो पिघलाव के जमने से पहले उसे गुहा के पार ले जाने के लिए उपलब्ध होती है। संकुचन को कम करने या चक्र समय को छोटा करने के लिए पिघलाव के तापमान को कम करना एक सामान्य दक्षता उपाय है, और यह अचानक पिघलाव का सबसे आम कारण है।ठंड बंदस्थिर उत्पादन अवधि के बाद प्रकोप हो सकता है। सही नियंत्रण विधि यह है कि धातु का तापमान शॉट फर्नेस में मापा जाए, न कि होल्डिंग फर्नेस में, क्योंकि स्थानांतरण और लैडल हैंडलिंग के कारण काफी नुकसान होता है।

इंजेक्शन वेगयह टर्बुलेंस और सतह के व्यवहार को नियंत्रित करता है। पहले चरण का वेग बहुत अधिक होने पर स्लीव के अंदर छींटे और ठंडे कण उत्पन्न होते हैं; दूसरे चरण का वेग बहुत अधिक होने पर एटोमाइजेशन और जेटिंग होती है; दूसरे चरण का वेग बहुत कम होने पर फ्रंट स्टॉल होकर जम जाता है। पतली दीवार वाली सतहों के लिए यह सीमा वास्तव में बहुत सीमित होती है, और इसे स्क्रीन पर निर्धारित बिंदु के बजाय रिकॉर्ड किए गए शॉट कर्व के आधार पर सत्यापित किया जाना चाहिए।

तापमानतीसरा स्तंभ है, और यही वह स्तंभ है जिसे अक्सर संयोग पर छोड़ दिया जाता है। एक ठंडी डाई गर्म डाई की तुलना में कहीं अधिक तेजी से ऊष्मा सोखती है, इसलिए स्टार्ट-अप के बाद के पहले शॉट्स, लंबे समय तक रुकने के बाद के शॉट्स और मोल्ड की सफाई के तुरंत बाद के शॉट्स में उच्च जोखिम होता है।ठंड बंदऔरप्रवाह चिह्नजोखिम। डाई के तापमान में असमानता — एक गर्म कोर ज़ोन और एक ठंडा परिधीय ज़ोन — केवल एक सतह पर निशान दिखाई देने का सबसे बड़ा कारण है। स्थिर उत्पादन के लिए गुणवत्ता मूल्यांकन शुरू होने से पहले ऊष्मीय संतुलन आवश्यक है; एक शिफ्ट के पहले दस शॉट्स का मूल्यांकन स्थिर-अवस्था नमूनों की तरह करना एक नैदानिक ​​जाल है।

4. तापीय संतुलन, शीतलन चैनल और डाई सतह की स्थिति

थर्मल संतुलन पर अलग से चर्चा की जानी चाहिए क्योंकि यह पैरामीटर चर्चा को टूलिंग चर्चा में बदल देता है। कूलिंग सर्किट लेआउट के भीतरडाई कैविटीब्लॉक यह निर्धारित करता है कि ढलाई समान रूप से ठोस होती है या उसमें गर्म और ठंडे द्वीप विकसित होते हैं। जहां शीतलन बहुत आक्रामक होता है, वहां धातु का अग्रभाग स्थानीय रूप से अतिरिक्त ऊष्मा खो देता है, जिससे उत्पन्न होता हैप्रवाह चिह्नएक अनुमानित दायरे में; जहां शीतलन अपर्याप्त होता है, वहां सामने का भाग बहुत लंबे समय तक तरल अवस्था में रहता है और अंत में भरा हुआ क्षेत्र अंततः तरल अवस्था में आ जाता है।सरंध्रताऔर साफ सिलाई के बजाय सिकुड़न।

आधुनिक तकनीक में अनुरूप शीतलन चैनलों को प्राथमिकता दी जाती है, जो पुर्जे की आकृति का निरंतर गहराई तक अनुसरण करते हैं और तापमान के उस असमान फैलाव को दूर करते हैं जिसे पारंपरिक रूप से ड्रिल की गई रेखाओं द्वारा टाला नहीं जा सकता। परीक्षण के दौरान मोल्ड की सतह की थर्मल इमेजिंग - इजेक्शन के तुरंत बाद की एक तस्वीर लेना - कुछ ही सेकंड में गर्म स्थानों को उजागर करती है और किसी भी समय-आधारित शीतलन समायोजन की तुलना में कहीं अधिक जानकारीपूर्ण होती है।

डाई की सतह की स्थिति भी मायने रखती है। घिसे हुए या अत्यधिक मोटे रिलीज एजेंट जमाव स्थानीय रूप से दीवार को इन्सुलेट करते हैं, जिससे ऊष्मा स्थानांतरण बदल जाता है और धारियाँ बन जाती हैं जो प्रतिध्वनित होती हैं।प्रवाह चिह्नकोटिंग का असमान रूप से लगाया जाना, या पानी आधारित रिलीज एजेंट जो स्प्रे से पहले पूरी तरह से वाष्पित नहीं होते हैं, एक साथ गैस और सतह पर लहरें उत्पन्न करते हैं। अनुशासित स्प्रे पैटर्न, एकसमान स्प्रे दूरी और पर्याप्त वायु प्रवाह ऐसे सस्ते उपाय हैं जिनका प्रभाव कहीं अधिक होता है।

अंत में, मोल्ड की रखरखाव स्थिति को रिकॉर्ड किया जाना चाहिए: एक फटा हुआ कोर, एक खिसका हुआ इंसर्ट या एक खुरदुरा गेट किनारा फिल व्यवहार को बदल देगा और ऐसे दोष उत्पन्न करेगा जिन्हें किसी भी पैरामीटर परिवर्तन से ठीक नहीं किया जा सकता है। दोष इतिहास को केवल मशीन लॉग के साथ ही नहीं, बल्कि टूलिंग रखरखाव रिकॉर्ड के साथ भी सहसंबंधित किया जाना चाहिए।

5. नैदानिक ​​अनुक्रम, निरीक्षण और प्रक्रिया को पूरा करना

एक संरचितमूल कारण विश्लेषणप्रोटोकॉल अनुमान लगाने की उस प्रक्रिया को रोकता है जिससे परीक्षण के प्रयास व्यर्थ हो जाते हैं। अनुशंसित क्रम सबसे स्थिर चर से शुरू होकर सबसे कम स्थिर चर तक जाता है: पहले सामग्री और पिघले हुए पदार्थ की गुणवत्ता (रसायन, गैस की मात्रा, मैल का स्तर) की पुष्टि करें; दूसरा, टूलिंग की स्थिति (गेट क्षेत्र, वेंटिंग क्लीयरेंस, कूलिंग सर्किट का कार्य, इंसर्ट अलाइनमेंट) सत्यापित करें; तीसरा, ऊष्मीय संतुलन स्थापित करें और पुष्टि करें।तापमानएकसमानता; चौथा, अनुमोदित पैरामीटर शीट के विरुद्ध शॉट वक्र को मान्य करें; पांचवा, रिलीज एजेंट अभ्यास की समीक्षा करें; उसके बाद ही मिश्र धातु या डिजाइन में बदलाव पर विचार करें।

निरीक्षणइसे दोष वर्ग से मेल खाना चाहिए।ठंड बंदइसके लिए दृश्य उपस्थिति से परे पुष्टि की आवश्यकता होती है - एक डाई पेनिट्रेंट जांच या सीम पर सेक्शनिंग एक वास्तविक नॉन-बॉन्ड को कॉस्मेटिक निशान से अलग कर देगी।प्रवाह चिह्नसतही होने के कारण, इसका आकलन दृष्टिगत रूप से किया जा सकता है, लेकिन ग्राहक के साथ सहमत सीमा नमूने के आधार पर इसका मूल्यांकन किया जाना चाहिए, क्योंकि अत्यधिक अस्वीकृति उतनी ही महंगी होती है जितनी कि कम अस्वीकृति।

प्रक्रिया को पूरा करने में चूक ही वह जगह है जहां अधिकांश कार्यशालाएं अपनी अर्जित उपलब्धियों को खो देती हैं। प्रत्येक सुधारात्मक कार्रवाई को विशिष्ट टूलिंग, विशिष्ट पैरामीटर सेट और पुर्जे पर विशिष्ट दोष स्थान के संदर्भ में दर्ज किया जाना चाहिए, ताकि पुनरावृत्ति को तुरंत पहचाना जा सके, न कि शुरू से पुनः निदान किया जाए। रीयल-टाइम शॉट-कर्व मॉनिटरिंग, कैविटी प्रेशर सेंसिंग और इन-लाइन विजन इंस्पेक्शन सभी इस रिकॉर्ड को बनाए रखने में सहायक होते हैं।सीएई सिमुलेशनयदि उपलब्ध हो, तो मोल्ड काटने से पहले अनुमानित फिल और सॉलिडिफिकेशन पैटर्न की तुलना वास्तविक दोष स्थान से की जानी चाहिए - बेमेल होना स्वयं इस बात का नैदानिक ​​प्रमाण है कि प्रक्रिया डिजाइन के उद्देश्य से भटक गई है।

व्यावसायिक तर्क सीधा है:ठंड बंदजो रिसाव ग्राहक तक पहुंचता है वह रिसाव का मार्ग या थकान उत्पन्न करने वाला स्थल बन जाता है, औरप्रवाह चिह्नजो दोष अंतिम निरीक्षण में पास हो जाते हैं, वे कॉस्मेटिक दावा बन जाते हैं। दोनों दोषों को दूर करना सस्ता पड़ता है।डाई कैविटीलोडिंग डॉक की तुलना में।

निष्कर्ष

ठंड बंदऔरप्रवाह चिह्नये कोई रहस्य नहीं हैं जिन्हें परीक्षण और त्रुटि से सुलझाया जा सके; ये ऊष्मीय और जलीय परिणाम हैं जिनका पूर्वानुमान लगाया जा सकता है, मापा जा सकता है और सुधारा जा सकता है। मूल कारण लगभग हमेशा उपलब्ध ऊष्मा और वातावरण में ऊष्मा के बीच असंतुलन होता है।पिघला हुआ एल्यूमीनियमऔर गुहा भरने से पहले खोई हुई ऊष्मा — एक बेमेल जो इसके द्वारा उत्पन्न होती हैगेटिंग सिस्टमज्यामिति,डाई कैविटीथर्मल संतुलन और शॉट पैरामीटर एक साथ काम करते हैं। वे फाउंड्री जो चरों को अलग करती हैं, मशीन को छूने से पहले टूलिंग की जांच करती हैं, गुणवत्ता का आकलन करने से पहले थर्मल संतुलन स्थापित करती हैं, और टूलिंग और पैरामीटर के आधार पर सुधारात्मक कार्यों को रिकॉर्ड करती हैं, दोषों की पुनरावृत्ति को तेजी से कम कर सकती हैं। एक ऐसे उद्योग में जहां हल्के संरचनात्मक पुर्जे बड़े और पतली दीवारों वाले होते जा रहे हैं, संरचित प्रक्रिया का अनुशासन महत्वपूर्ण है।मूल कारण विश्लेषणयह अब गुणवत्ता विभाग का कार्य नहीं रह गया है - यह एक उत्पादन क्षमता है।