जेव्हा तुम्ही 'स्टील कास्टिंग पार्ट' ऐकता, तेव्हा बहुतेकांची मने थेट अंतिम आकाराकडे जातात—रेखांकनावरील भूमिती. हा पहिला गैरसमज आहे. खरा भाग फक्त आकार नाही; हा वितळलेल्या धातूचा संपूर्ण इतिहास आहे, साच्याचे वर्तन, आतमध्ये बंद केलेले थंड ताण आणि शेकआउटनंतर वारंवार दुर्लक्ष केले जाणारे हातकाम. हे मेमरीसह एक भौतिक परिवर्तन आहे, CAD मधील साधी कॉपी-पेस्ट नाही.
शेल गेम: फक्त वाळूपेक्षा अधिक
शेल मोल्ड कास्टिंग घ्या, आमच्या QSY मधील मुख्य पद्धतींपैकी एक. लोकांना वाटते की हे फक्त पृष्ठभागावर चांगले पूर्ण करण्याबद्दल आहे, आणि ते आहे—आम्ही साच्याच्या बाहेर थेट Ra 6.3 ते 12.5 μm बद्दल बोलत आहोत. पण खरा महत्त्व रेझिन-बॉन्डेड वाळूच्या कोलॅसिबिलिटीमध्ये आहे. कॉम्प्लेक्ससाठी स्टील कास्टिंग भाग अंतर्गत चॅनेल किंवा पातळ-भिंती असलेल्या विभागांसह, जर ते कवच कूलिंग दरम्यान योग्यरित्या उत्पन्न होत नसेल, तर तुम्हाला गरम अश्रू येतात. तुम्हाला लगेच दिसणाऱ्या क्रॅक नाहीत, परंतु केसांच्या रेषेच्या कमकुवतपणा ज्या केवळ दबाव चाचणी किंवा मशीनिंगमध्ये दिसतात. पंप हाऊसिंग सीरिजमध्ये आम्ही हे खूप वर्षांपूर्वी शिकलो. परिपूर्ण परिमाण, सुंदर फिनिश, परंतु हायड्रो-चाचणीमध्ये 30% अपयशी दर. गुन्हेगार? त्या विशिष्ट लो-कार्बन स्टीलच्या सॉलिडिफिकेशन संकोचनासाठी शेल फॉर्म्युलेशन खूप मजबूत होते. आम्हाला त्या विशिष्ट कामासाठी राळ सामग्री परत डायल करावी लागली, चांगल्या संकुचिततेसाठी सुरुवातीच्या मोल्डच्या सामर्थ्याचा थोडा त्याग केला. हे कधीही एक सेटिंग सर्व फिट होत नाही.
आणि शेल मोल्डसाठी गेटिंग सिस्टम ही एक वेगळी पशू आहे. साचा पातळ आणि तंतोतंत असल्यामुळे, धातू वेगाने वाहते, लवकर थंड होते. तुम्ही मोठ्या हिरव्या वाळूच्या साच्यासाठी वापरता तशीच राइजर गणना वापरू शकत नाही. आम्ही बऱ्याचदा जाड भागांच्या जवळ ठेवलेले लहान, अधिक असंख्य राइसर वापरतो. हे कमी पाठ्यपुस्तक दिसते, परंतु ते कार्य करते. पृथक्करण झोन बनणारी प्रचंड उष्णता केंद्रे तयार न करता संकोचन पोसणे हे ध्येय आहे. कधीकधी, सिम्युलेशन सॉफ्टवेअरवरील सर्वात मोहक समाधानासाठी फाउंड्री मजल्यावरील व्यावहारिक, कुरूप चिमटा आवश्यक असतो.
येथे सामग्रीची निवड देखील महत्त्वपूर्ण आहे. शेल मोल्डिंग कार्बन आणि लो-अलॉय स्टील्ससह सुंदरपणे कार्य करते. परंतु जेव्हा आपण काही उच्च-शक्ती, शमन-आणि-टेम्पर्ड ग्रेडमध्ये प्रवेश करतो, तेव्हा पातळ कवचामध्ये अंतर्निहित जलद थंडीमुळे पातळ भागात इच्छित-पेक्षा जास्त कडकपणा येऊ शकतो, त्यानंतरचे मशीनिंग एक भयानक स्वप्न बनते. तुम्हाला अगदी सुरुवातीपासूनच एज-कास्ट मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये घटक बनवावे लागतील, कधीकधी आमच्या विशिष्ट थर्मल सायकलची भरपाई करण्यासाठी मिलमध्ये स्टीलची रचना थोडीशी जुळवून घ्यावी लागते. हे संभाषण आहे, फक्त ऑर्डर नाही.
गुंतवणूक कास्टिंग: किंमतीत अचूकता (जटिलतेची)
इन्व्हेस्टमेंट कास्टिंग, किंवा लॉस्ट-वॅक्स, जिथे तुम्हाला ते जवळचे-नेट-आकाराचे चमत्कार मिळतात. ±0.005 इंच प्रति इंच मध्ये सहिष्णुता शक्य आहे. पण शक्य हा वाक्यांश खूप काम करत आहे. वॅक्स पॅटर्न इंजेक्शन प्रक्रियेमध्येच व्हेरिएबल्सचा परिचय होतो-इंजेक्शन तापमान, दाब, मरण्याचे तापमान. काही अंशांच्या चढउतारामुळे मेणाचे संकोचन बदलू शकते, जे थेट सिरेमिक शेलमध्ये आणि शेवटी धातूमध्ये पसरते. स्टेनलेस स्टील व्हॉल्व्ह घटकावर मितीय प्रवाहाचा पाठलाग करताना आम्ही एकदा दोन आठवडे घालवले. प्रक्रियेत सर्व काही विशिष्ट होते. शेवटी, आम्ही हवामान पाहिले. तो दमट उन्हाळा आठवडा होता. मेणाचे नमुने इंजेक्शन आणि असेंब्ली दरम्यान हवेतील ओलावा शोषून घेत होते, अगदी किंचित सूजत होते. निराकरण? मेणाच्या झाडांसाठी हवामान-नियंत्रित स्टेजिंग. मोठ्या तांत्रिक परिणामांसह एक लहान, गैर-तांत्रिक तपशील.
गुंतवणूक कास्टिंगमध्ये शेल-बिल्डिंग प्रक्रिया ही थरांची कला आहे. प्रत्येक स्लरी डिप, प्रत्येक वाळू स्टुकोचा वापर, अंतिम शेलची पारगम्यता आणि ताकद प्रभावित करते. खूप झिरपत नाही, आणि धातू आत जाऊ शकते, ज्यामुळे पृष्ठभाग खडबडीत होते. खूप दाट, आणि उच्च-तापमान बर्न-आउट किंवा ओतताना शेल क्रॅक होण्याचा धोका असतो. एक गंभीर साठी स्टील कास्टिंग भाग टर्बाइन ब्लेड किंवा मेडिकल इम्प्लांट घटकाप्रमाणे, आम्ही प्राथमिक (चेहऱ्याच्या) आवरणासाठी वेगळी रीफ्रॅक्टरी सामग्री वापरू शकतो—कदाचित सिलिकाऐवजी झिरकोनिया—प्रतिक्रियाशील स्टील मिश्रधातूच्या विरूद्ध चांगल्या रासायनिक जडत्वासाठी. हे मानक माहितीपत्रकात नाही; हे अनेक वर्षांच्या चाचणी आणि त्रुटी आणि काही महागड्या स्क्रॅपच्या ढिगाऱ्यांमधून तयार केले गेले आहे.
मग डीवॅक्सिंग आहे. स्टीम ऑटोक्लेव्ह सामान्य आहे, परंतु मोठ्या किंवा अधिक जटिल क्लस्टरसाठी, फ्लॅश फायरिंगचा वापर केला जातो. ही पायरी चुकीची आहे, आणि अडकलेल्या विस्तारित मेणापासून शेल क्रॅक होते. एक वेडसर कवच नेहमी दृश्यमान धातू गळती याचा अर्थ असा नाही; कधीकधी ते कास्टिंग पृष्ठभागावर फक्त पंख किंवा शिरा निर्माण करते. सिरेमिक बंद होईपर्यंत तुम्हाला ते दिसणार नाही. म्हणूनच प्रत्येक क्लस्टरसाठी प्रक्रिया नियंत्रण नोंदी सोन्याचे असतात. आपण परत ट्रेस करणे आवश्यक आहे. त्या दिवशी ऑटोक्लेव्ह प्रेशर वक्र वैशिष्ट्यपूर्ण होते का? डिवॅक्सिंग करण्यापूर्वी क्लस्टरचे तापमान सुसंगत होते का? हे गुप्तहेराचे काम आहे.
सीएनसी मशीनिंग: जिथे कास्टिंग खरोखरच उदयास येते
इथेच सैद्धांतिक कास्टिंग क्रूर वास्तवाला भेटते. ए स्टील कास्टिंग भाग बिलेट सामग्रीचा एकसमान ब्लॉक नाही. तुमचा पहिला कट तुम्हाला सर्व काही सांगतो. टूलचा आवाज, चिपचा रंग, कटिंग फ्लुइड वाहण्याचा मार्ग. या फीडबॅक लूपसाठी आम्ही आमचा स्वतःचा सीएनसी मशीनिंग डिव्हिजन इन हाऊस चालवतो. तुम्हाला सातत्य हवे असल्यास तुम्ही मशीनिंगपासून कास्टिंग वेगळे करू शकत नाही.
पहिले आव्हान म्हणजे डेटम स्थापना. खडबडीत, कास्ट केलेल्या पृष्ठभागावर तुम्ही तुमचे शून्य कोठे उचलता? विशेषत: मशिनिंग डेटाम्ससाठी आम्ही अनेकदा लहान, उंचावलेल्या पॅडवर नॉन-क्रिटिकल पृष्ठभागांवर टाकतो. ते अंतिम टप्प्यात मशीन बंद होतात. जर तुम्ही पॅटर्न डिझाइनमध्ये याची योजना करत नसाल, तर तुम्ही मशीनिस्टला तो भाग शोधण्यास भाग पाडत आहात, जो परिवर्तनशीलतेचा परिचय देतो. मी काही भाग स्क्रॅप केलेले पाहिले आहेत कारण कास्टिंग मोल्डमध्ये किंचित बदलले आहे, आणि विश्वासार्ह डेटा पॅडशिवाय, मशीनिस्टने छिद्र पाडले आहेत जे तांत्रिकदृष्ट्या मुद्रित करण्यासाठी होते परंतु भाग नॉन-फंक्शनल केले होते.
लपलेले दोष येथे प्रकट होतात. एक लहान संकोचन सच्छिद्रता, जर ते सूक्ष्म असेल तर एक्स-रेला अदृश्य होते, ते त्या जागेवर आदळल्यावर साधन बडबड करण्यास किंवा तुटण्यास कारणीभूत ठरते. जलद कूलिंगमुळे एक कठीण जागा काही सेकंदात कार्बाइड घालते. आमचे मशीनिस्ट अंतिम गुणवत्ता निरीक्षक आहेत. ते या चकमकींचे लॉग इन करतात: चेहऱ्यावर जास्त प्रमाणात उपकरणे परिधान करतात बी, स्थानिक कडकपणा भिन्नतेचा संशय आहे. तो लॉग फाउंड्री मेटलर्जिस्टकडे परत जातो. कदाचित आम्हाला त्या झोनसाठी ओतण्याचे तापमान किंवा राइजर प्लेसमेंट सुधारण्याची आवश्यकता आहे. QSY मधील हा एकात्मिक दृष्टीकोन चांगला कास्टिंगला विश्वासार्ह, मशीन करण्यायोग्य घटक बनवतो. ही जादू नाही; हे संप्रेषण आहे, 30 वर्षांच्या ऑपरेशनमध्ये भाजलेले आहे.
आणि फिक्स्चरिंग. कास्टिंग मशीन करणे हे वेल्डमेंट मशीन करण्यासारखे नाही. तुम्ही बेपर्वा शक्तीने दाबून टाकू शकत नाही. कास्टिंगमध्ये अवशिष्ट ताण असतो. ओव्हर-क्लॅम्पिंग हा भाग प्रत्यक्षात विकृत करू शकतो, म्हणून तुम्ही ते फक्त सोडले की सहिष्णुतेतून बाहेर पडण्यासाठी ते स्क्वेअर करा. आम्ही गंभीर भागांसाठी मशीनिंग करण्यापूर्वी तणाव-निवारण ॲनिलिंगचा वापर करतो आणि आम्ही फिक्स्चर डिझाइन करतो जे घट्ट धरून ठेवतात परंतु थोड्या नैसर्गिक हालचालींना परवानगी देतात. कधीकधी, तुम्ही रफिंग पास घ्या, क्लॅम्प्स सोडवा, त्याला आराम द्या, पुन्हा टॉर्क करा, नंतर फिनिश पाससाठी जा. यास अधिक वेळ लागतो, परंतु तो भाग वाचवतो.
द मटेरियल मेझ: स्टील हे फक्त स्टील नाही
स्टील निर्दिष्ट करणे निरर्थक आहे. आपण 1020 कमी कार्बन बोलत आहोत का? 4340 मिश्र धातु स्टील? 17-4 PH स्टेनलेस? किंवा स्टेलाइट 6 सारख्या डुप्लेक्स स्टेनलेस किंवा कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातूंचे विदेशी क्षेत्र? फाउंड्रीमध्ये प्रत्येक जण वेगळ्या प्राण्यासारखा वागतो. द स्टील कास्टिंग भाग स्लरी पंपसाठी कोबाल्ट-क्रोमियम मिश्र धातुमध्ये प्लेट परिधान केलेल्या 1045 कार्बन स्टील गियर रिक्त असलेल्या प्रक्रियेनुसार जवळजवळ काहीही सामान्य नाही.
कार्बन स्टील्स तुलनेने क्षमाशील आहेत, परंतु ते संकुचित होण्याची शक्यता असते आणि त्यांना मजबूत आहाराची आवश्यकता असते. 4140 सारख्या लो-ॲलॉय स्टील्समध्ये चांगली कठोरता असते, जी अंतिम गुणधर्मांसाठी उत्तम असते परंतु जर मोल्ड डिझाइन खूप कडक असेल तर कूलिंग दरम्यान क्रॅक होऊ शकते. ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स (304, 316) मध्ये उच्च संकोचन दर आहेत—कार्बन स्टीलच्या सुमारे दुप्पट—आणि गरम फाटण्याची शक्यता असते. थर्मल अडथळे कमी करण्यासाठी त्यांच्या गेटिंग सिस्टमची रचना करणे आवश्यक आहे. ओतणे तापमान घट्ट आहे; खूप गरम, आणि तुम्हाला स्थूल पृथक्करण आणि मोठे धान्य मिळते; खूप थंड, आणि धुके किंवा थंड बंद.
मग तुमच्याकडे 17-4 PH सारखे पर्जन्य-कठोर ग्रेड आहेत. विलक्षण अंतिम गुणधर्म, परंतु तणाव केंद्रित करणारे समावेश टाळण्यासाठी कास्टिंग प्रक्रिया काळजीपूर्वक स्वच्छ असणे आवश्यक आहे. आणि मशीनिंग नंतर उष्णता उपचार नॉन-निगोशिएबल आहे; तुम्हाला त्याशिवाय चष्मा मिळत नाही. आम्ही बऱ्याचदा खडबडीत मशीनिंग नंतर सोल्यूशन ट्रीटमेंट (कंडिशन ए), नंतर अंतिम मशीन, नंतर वृद्धत्व उपचार करतो. हे थर्मल सायकल आणि सामग्री काढून टाकण्याचे नृत्य आहे. ते चुकीचे मिळणे म्हणजे एक भाग जो योग्य मोजतो परंतु फील्डमध्ये अकाली अपयशी ठरतो. विशेष मिश्रधातूंबाबतच्या आमच्या अनुभवाचा अर्थ असा आहे की आमच्याकडे हे प्रोटोकॉल आहेत—अनेकदा विशिष्ट क्लायंटच्या ऍप्लिकेशनसाठी सानुकूल-विकसित केले जातात—लयपर्यंत.
शिक्षक म्हणून अपयश: स्क्रॅप यार्ड क्रॉनिकल्स
आपण परिपूर्ण ओतणे पासून शिकत नाही. जे चुकतात त्यांच्याकडून तुम्ही शिकता. माझ्या इथे सुरुवातीच्या काळात, आमच्याकडे मोठ्या, जाड-विभागाच्या डक्टाइल लोखंडी कंसांची ऑर्डर होती—तत्सम तत्त्वे स्टीलला लागू होतात. उष्णता उपचारानंतर ते वेब एरियामध्ये क्रॅक करत राहिले. सुंदर कास्टिंग, नंतर पिंग - एक क्रॅक. आम्ही सुरुवातीला उष्मा उपचार चक्राला दोष दिला. मेटलर्जिकल विश्लेषणानंतर, दोष कास्टिंगमध्येच होता: सूक्ष्म-संकोचन सच्छिद्रता ज्याने क्रॅक इनिशिएटर म्हणून काम केले. राइजर पुरेसे मोठे होते, परंतु ते चुकीचे ठेवले होते. ते विभागाच्या शीर्षस्थानी खाद्य देत होते, परंतु सिम्युलेशन चुकलेल्या जंक्शनवर थर्मल हॉट स्पॉटमध्ये छिद्र तयार होत होते. त्या जंक्शनला आधी घट्ट होण्यासाठी भाग पाडण्यासाठी आम्हाला एक लहान, बाह्य थंडी - मोल्डच्या भिंतीमध्ये घातलेला तांब्याचा तुकडा जोडावा लागला. समस्या सोडवली. आता, कोणत्याही जाड, एकमेकांना छेदणाऱ्या भूमितीसाठी, आम्ही राइझर्सबद्दल विचार करतो तितक्याच सक्रियपणे थंडी वाजवण्याचा विचार करतो.
आणखी एक क्लासिक: पातळ विभागांवर चुकीचे चालते. रेखाचित्र एका विशिष्ट भागात 3 मिमीची भिंत आवश्यक आहे. आपण ओतणे, आणि तो विभाग अपूर्ण आहे. सोपा उत्तर म्हणजे ओतण्याचे तापमान वाढवणे. परंतु यामुळे वाळू जळणे किंवा मोठे दाणे यासारख्या इतर समस्या उद्भवू शकतात. काहीवेळा त्या विशिष्ट मार्गावर धातूचा द्रव जास्त काळ ठेवण्यासाठी गेटच्या जवळ विभाग ठेवून किंवा गेटिंग सिस्टमच्या काही भागांभोवती एक्झोथर्मिक स्लीव्हज वापरून स्थानिक मूसचे तापमान वाढवणे हे चांगले उत्तर आहे. हे उष्णता निर्देशित करण्याबद्दल आहे, केवळ जागतिक स्तरावर अधिक जोडणे नाही.
हे धडे बहुतेक पाठ्यपुस्तकांमध्ये नाहीत. ते स्क्रॅप मेटलची किंमत आणि विलंबित वितरणामध्ये लिहिलेले आहेत. ते तुम्हाला संपूर्ण प्रणालीकडे-पॅटर्न, मोल्ड, धातू, कूलिंग रेट, शेकआउट, साफसफाई, मशीनिंग—एक परस्पर जोडलेली प्रक्रिया म्हणून पाहण्यास भाग पाडतात. पहिल्या पायरीवर झालेला बदल दहाव्या पायरीपर्यंत पोहोचतो. ते बनवण्याची खरी कला आहे स्टील कास्टिंग भाग. ही स्वतंत्र ऑपरेशन्सची मालिका नाही; हे एक निरंतर परिवर्तन आहे जे तुम्ही यशस्वी निष्कर्षाकडे नेण्याचा प्रयत्न करता. आणि काही दिवस, धातूची स्वतःची कल्पना असते. पुढच्या वेळी तुम्हाला फक्त जवळून ऐकावे लागेल.
