धातु ढलाई प्रक्रिया

ढलाई मानव को ज्ञात सबसे प्रारंभिक धातु-आकार देने की विधियों में से एक है। आम तौर पर इसका अर्थ है पिघली हुई धातु को एक दुर्दम्य सांचे में डालना, जिसमें आकार की गुहा बनाई जानी है, और इसे जमने देना है। कबजमने पर, वांछित धातु की वस्तु को साँचे को तोड़कर या साँचे को अलग करके दुर्दम्य साँचे से बाहर निकाला जाता है। ठोस वस्तु को ढलाई कहते हैं। इस प्रक्रिया को फ़ाउंडिंग भी कहा जाता है, और आधुनिक फ़ैक्टरी जो धातु के हिस्सों की ढलाई पर ध्यान केंद्रित करती है, कहलाती हैफाउंड्री.

1. कास्टिंग प्रक्रिया का इतिहास
ढलाई प्रक्रिया की खोज संभवतः 3500 ईसा पूर्व के आसपास मेसोपोटामिया में हुई थी। उस अवधि के दौरान दुनिया के कई हिस्सों में, तांबे की कुल्हाड़ियों और अन्य सपाट वस्तुओं को पत्थर या पके हुए खुले सांचों में बनाया जाता थामिट्टी। ये साँचे मूलतः एकल टुकड़े में थे। लेकिन बाद के समय में, जब गोल वस्तुएँ बनाने की आवश्यकता होती थी, तो गोल वस्तुओं को निकालने की सुविधा के लिए ऐसे सांचों को दो या दो से अधिक भागों में विभाजित किया जाता था।कांस्य युग (लगभग 2000 ईसा पूर्व) ने कास्टिंग प्रक्रिया में और अधिक सुधार लाया। संभवतः पहली बार, वस्तुओं में खोखली जेब बनाने के लिए एक कोर का आविष्कार किया गया था। ये कोर पकी हुई मिट्टी से बने थे।इसके अलावा, आभूषण और बढ़िया काम करने के लिए सिरे परड्यू या खोई हुई मोम प्रक्रिया का बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता था।

लगभग 1500 ईसा पूर्व से चीनियों द्वारा कास्टिंग तकनीक में काफी सुधार किया गया है। इससे पहले चीन में किसी कास्टिंग गतिविधि का कोई सबूत नहीं मिला है. ऐसा प्रतीत नहीं होता कि वे महान रहे हैंवह साइर पर्ड्यू प्रक्रिया से परिचित था और न ही इसका बड़े पैमाने पर उपयोग करता था, बल्कि अत्यधिक जटिल कार्य करने के लिए बहु-टुकड़ा सांचों में विशेषज्ञता रखता था। उन्होंने साँचे को अंतिम विवरण तक पूर्ण करने में बहुत समय बिताया, इसलिए शायद हीसाँचे से बनी ढलाई पर किसी भी परिष्करण कार्य की आवश्यकता थी। उन्होंने संभवत: टुकड़े के सांचे बनाए जिनमें सावधानी से फिट किए गए टुकड़े होते थे, जिनकी संख्या तीस या अधिक होती थी। दरअसल, ऐसे कई सांचों का पता लगाया जा चुका हैचीन के विभिन्न हिस्सों में पुरातात्विक उत्खनन चल रहा है।

सिंधु घाटी सभ्यता आभूषणों, हथियारों, औजारों और बर्तनों के लिए तांबे और कांसे की ढलाई के व्यापक उपयोग के लिए भी जानी जाती है। लेकिन तकनीक में कोई खास सुधार नहीं हुआ. वारी सेसिंधु घाटी स्थलों से जो वस्तुएं और मूर्तियाँ खुदाई में मिलीं, वे सभी ज्ञात ढलाई विधियों जैसे खुले साँचे, टुकड़े के साँचे और सायर पर्ड्यू प्रक्रिया से परिचित प्रतीत होती हैं।

हालाँकि भारत को क्रूसिबल स्टील के आविष्कार का श्रेय दिया जा सकता है, लेकिन भारत में लोहे की अधिक स्थापना स्पष्ट नहीं थी। इस बात के प्रमाण हैं कि लोहे की स्थापना लगभग 1000 ईसा पूर्व सीरिया और फारस में शुरू हुई थी। यह प्रतीत होता हैवहलोहे की ढलाईभारत में प्रौद्योगिकी का उपयोग लगभग 300 ईसा पूर्व सिकंदर महान के आक्रमण के समय से होता आ रहा है।

वर्तमान में दिल्ली में कुतुब मीनार के पास स्थित प्रसिद्ध लौह स्तंभ प्राचीन भारतीयों के धातुकर्म कौशल का एक उदाहरण है। यह 7.2 मीटर लंबा है और शुद्ध लचीले लोहे से बना है। ऐसा माना जाता हैगुप्त वंश के चंद्रगुप्त द्वितीय (375-413 ई.) का काल। बाहर खुली हवा में खड़े इस स्तंभ में जंग लगने की दर व्यावहारिक रूप से शून्य है और यहां तक ​​कि दबा हुआ हिस्सा भी बेहद धीमी गति से जंग खा रहा है। यहपहले ढाला गया होगा और फिर हथौड़े से ठोककर अंतिम आकार दिया गया होगा।

2. लाभ और सीमाएँ
इसके कई फायदों के कारण कास्टिंग प्रक्रिया का निर्माण में बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। पिघला हुआ पदार्थ साँचे की गुहा में किसी भी छोटे खंड में प्रवाहित होता है और इस तरह, किसी भी जटिल आकार-आंतरिक मेंया बाहरी-कास्टिंग प्रक्रिया के साथ बनाया जा सकता है। व्यावहारिक रूप से किसी भी सामग्री को ढालना संभव है, चाहे वह लौह हो या अलौह। इसके अलावा, सांचों की ढलाई के लिए आवश्यक आवश्यक उपकरण बहुत सरल हैं औरसस्ता. परिणामस्वरूप, परीक्षण उत्पादन या छोटे लॉट के उत्पादन के लिए, यह एक आदर्श विधि है। ढलाई प्रक्रिया में यह संभव है कि जितनी मात्रा में सामग्री की आवश्यकता हो, उतनी मात्रा में रखा जाए। नतीजतनडिजाइन में वजन में कमी हासिल की जा सकती है।कास्टिंग्सआम तौर पर सभी तरफ से समान रूप से ठंडा किया जाता है और इसलिए उनसे कोई दिशात्मक गुण नहीं होने की उम्मीद की जाती है। कुछ धातुएँ और मिश्रधातुएँ हैंजिसे केवल कास्टिंग द्वारा संसाधित किया जा सकता है और धातु संबंधी विचारों के कारण फोर्जिंग जैसी किसी अन्य प्रक्रिया द्वारा नहीं। किसी भी आकार और वजन की, यहां तक ​​कि 200 टन तक की भी ढलाई की जा सकती है।

हालाँकि, आयामी सटीकता और सतह फिनिश सामान्य रूप से हासिल की गईरेत ढलाई प्रक्रियाकई मामलों में अंतिम आवेदन के लिए पर्याप्त नहीं होगा। इन मामलों को ध्यान में रखते हुए, कुछ विशेष कास्टिंगडायकास्टिंग जैसी प्रक्रियाएं विकसित की गई हैं, जिनका विवरण बाद के अध्यायों में दिया गया है। इसके अलावा, रेत-ढलाई की प्रक्रिया कुछ हद तक श्रम गहन है और इसलिए इसमें कई सुधार किए जाने का लक्ष्य है,जैसे मशीन मोल्डिंग और फाउंड्री मशीनीकरण। कुछ सामग्रियों में मौजूद नमी से उत्पन्न दोषों को दूर करना अक्सर मुश्किल होता हैरेत ढलाई.

3. कास्टिंग शर्तें
निम्नलिखित अध्यायों में रेत-ढलाई का विवरण देखा जाएगा, जो ढलाई की मूल प्रक्रिया का प्रतिनिधित्व करता है। प्रक्रिया के विवरण में जाने से पहले, कई कास्टिंग शब्दावली शब्दों को परिभाषित करना होगाउपयुक्त।

फ्लास्क- मोल्डिंग फ्लास्क वह है जो रेत के सांचे को बरकरार रखता है। सांचे की संरचना में फ्लास्क की स्थिति के आधार पर, इसे ड्रैग, कोप और चीक जैसे विभिन्न नामों से जाना जाता है। यह लकड़ी से बना हैअस्थायी अनुप्रयोगों के लिए या अधिक सामान्यतः दीर्घकालिक उपयोग के लिए धातु के लिए।
खींचना- निचला मोल्डिंग फ्लास्क
सामना करना- ऊपरी मोल्डिंग फ्लास्क
गाल- थ्री-पीस मोल्डिंग में उपयोग किया जाने वाला इंटरमीडिएट मोल्डिंग फ्लास्क।
नमूना- पैटर्न कुछ संशोधनों के साथ बनाई जाने वाली अंतिम वस्तु की प्रतिकृति है। पैटर्न की मदद से मोल्ड कैविटी बनाई जाती है।
विदाई के बोल- यह दो मोल्डिंग फ्लास्क के बीच की विभाजन रेखा है जो रेत के सांचे को बनाती है। विभाजित पैटर्न में यह पैटर्न के दो हिस्सों के बीच विभाजन रेखा भी है
निचला बोर्ड- यह सामान्यतः लकड़ी से बना एक बोर्ड होता है, जिसका उपयोग सांचे बनाने की शुरुआत में किया जाता है। पैटर्न को पहले निचले बोर्ड पर रखा जाता है, उस पर रेत छिड़की जाती है और फिर ड्रैग में रैमिंग की जाती है।
रेत का सामना करना- कास्टिंग को बेहतर सतह फिनिश देने के लिए मोल्डिंग कैविटी की आंतरिक सतह पर थोड़ी मात्रा में कार्बनयुक्त पदार्थ छिड़का जाता है
ढलाई रेत- यह ताजा तैयार की गई दुर्दम्य सामग्री है जिसका उपयोग मोल्ड कैविटी बनाने के लिए किया जाता है। यह वांछित परिणाम प्राप्त करने के लिए उचित अनुपात में सिलिका क्ले और नमी का मिश्रण है और यह चारों ओर से घेरता हैसांचा बनाते समय पैटर्न।
समर्थन रेत- यह वह है जो सांचे में पाए जाने वाले अधिकांश दुर्दम्य पदार्थ का निर्माण करता है। यह प्रयुक्त और जली हुई रेत से बना है।
मुख्य- इसका उपयोग कास्टिंग में खोखली गुहिकाएँ बनाने के लिए किया जाता है।
बेसिन डालना- सांचे के शीर्ष पर एक छोटी कीप के आकार की गुहा जिसमें पिघली हुई धातु डाली जाती है।
स्प्योर- वह मार्ग जिसके माध्यम से डालने वाले बेसिन से पिघली हुई धातु मोल्ड गुहा तक पहुंचती है। कई मामलों में यह सांचे में धातु के प्रवाह को नियंत्रित करता है।
हरकारा- बिदाई तल में वे मार्ग जिनके माध्यम से पिघले हुए धातु के प्रवाह को मोल्ड गुहा तक पहुंचने से पहले नियंत्रित किया जाता है।
दरवाज़ा- वास्तविक प्रवेश बिंदु जिसके माध्यम से पिघला हुआ धातु मोल्ड गुहा में प्रवेश करता है।
फूलों का हार- चैप्लेट्स का उपयोग मोल्ड कैविटी के अंदर कोर को सहारा देने के लिए किया जाता है ताकि वह अपने वजन का ख्याल रख सके और मेटालोस्टैटिक बलों पर काबू पा सके।
सर्द- ठंडा धातु की वस्तुएं हैं, जिन्हें एक समान या वांछित शीतलन दर प्रदान करने के लिए कास्टिंग की शीतलन दर को बढ़ाने के लिए मोल्ड में रखा जाता है।
रिसर- यह ढलाई में प्रदान की गई पिघली हुई धातु का भंडार है ताकि जमने के कारण धातु की मात्रा में कमी होने पर गर्म धातु वापस मोल्ड गुहा में प्रवाहित हो सके।

4. रेत के सांचे बनाने की प्रक्रिया
एक विशिष्ट रेत का सांचा बनाने की प्रक्रिया निम्नलिखित चरणों में वर्णित है:

सबसे पहले, एक निचला बोर्ड या तो मोल्डिंग प्लेटफ़ॉर्म पर या फर्श पर रखा जाता है, जिससे सतह समतल हो जाती है। ड्रैग मोल्डिंग फ्लास्क को ड्रैग भाग के साथ निचले बोर्ड पर उल्टा रखा जाता हैबोर्ड पर फ्लास्क के केंद्र में पैटर्न। पैटर्न और फ्लास्क की दीवारों के बीच पर्याप्त अंतराल होना चाहिए जो 50 से 100 मिमी के क्रम का होना चाहिए। सूखी सतह वाली रेत छिड़की जाती हैएक गैर-चिपचिपी परत प्रदान करने के लिए बोर्ड और पैटर्न। अपेक्षित गुणवत्ता की ताजा तैयार मोल्डिंग रेत को अब ड्रैग में और पैटर्न पर 30 से 50 मिमी की मोटाई में डाला जाता है। बाकी ड्रैग फ्लास्क हैपूरी तरह से बैकअप रेत से भरा हुआ है और रेत को सघन करने के लिए समान रूप से घुसाया गया है। रेत की रैमिंग ठीक से की जानी चाहिए ताकि यह बहुत अधिक न जमा हो, जिससे गैसों का बाहर निकलना मुश्किल हो जाए।न ही बहुत ढीला, ताकि सांचे में पर्याप्त मजबूती न रहे। रैमिंग समाप्त होने के बाद, फ्लास्क में अतिरिक्त रेत को फ्लास्क के किनारों के स्तर तक एक सपाट पट्टी का उपयोग करके पूरी तरह से खुरच दिया जाता है।

अब, एक वेंट तार के साथ, जो एक नुकीले सिरे के साथ 1 से 2 मिमी व्यास का तार होता है, गैसों को हटाने की सुविधा के लिए फ्लास्क की पूरी गहराई के साथ-साथ पैटर्न में वेंट छेद बनाए जाते हैं। कास्टिंग के दौरानजमना. इससे ड्रैग की तैयारी पूरी हो जाती है।

तैयार ड्रैग फ्लास्क को अब फोटो में दिखाए अनुसार पैटर्न को उजागर करते हुए निचले बोर्ड पर घुमाया गया है। एक स्लिक का उपयोग करके, पैटर्न के चारों ओर रेत के किनारों की मरम्मत की जाती है और पैटर्न के आधे हिस्से को ऊपर रखा जाता हैड्रैग पैटर्न, इसे डॉवेल पिन की मदद से संरेखित करें। ड्रैग के शीर्ष पर कोप फ्लास्क पिन की सहायता से पुनः संरेखित होकर स्थित होता है। सूखी पार्टिंग रेत को पूरे ड्रैग और पैटर्न पर छिड़का जाता है।

स्प्रू मार्ग बनाने के लिए स्प्रू पिन पैटर्न से लगभग 50 मिमी की छोटी दूरी पर स्थित है। इसके अलावा, यदि आवश्यक हो तो एरिज़र पिन को उचित स्थान पर रखा जाता है और उसके समान ताजा तैयार मोल्डिंग रेत रखी जाती हैबैकिंग रेत के साथ ड्रैग का छिड़काव किया जाता है। रेत को पूरी तरह से ढँक दिया जाता है, अतिरिक्त रेत को हटा दिया जाता है और ड्रैग की तरह ही कोप में हर जगह वेंट छेद बना दिया जाता है।

स्प्रू पिन और ई राइजर पिन को फ्लास्क से सावधानीपूर्वक निकाल लिया जाता है। बाद में, डालने वाले बेसिन को स्प्रू के शीर्ष के पास काट दिया जाता है। कोप को ड्रैग और ड्रैग इंटरफ़ेस पर किसी भी ढीली रेत से अलग किया जाता हैधौंकनी की सहायता से ड्रैग को उड़ा दिया जाता है। अब, ड्रॉ स्पाइक्स का उपयोग करके और मोल्ड कैविटी को थोड़ा बड़ा करने के लिए पैटर्न को चारों ओर रैप करके कोप और ड्रैग पैटर्न के आधे हिस्से को हटा दिया जाता है ताकिपैटर्न हटाने से मोल्ड की दीवारें खराब नहीं होती हैं। रनर और गेट को सांचे को खराब किए बिना सावधानी से काटा जाता है। रनर्स और मोल्ड कैविटी में पाई जाने वाली किसी भी अतिरिक्त या ढीली रेत को उड़ा दिया जाता हैधौंकनी का उपयोग कर दूर. अब, फेसिंग रेत को पेस्ट के रूप में पूरे मोल्ड कैविटी और रनर्स पर लगाया जाता है, जो तैयार कास्टिंग को एक अच्छी सतह फिनिश देगा।

कोर बॉक्स का उपयोग करके सूखा रेत कोर तैयार किया जाता है। उपयुक्त बेकिंग के बाद, इसे फोटो में दिखाए अनुसार मोल्ड कैविटी में रखा जाता है। के माध्यम से दोनों के संरेखण का ध्यान रखते हुए ड्रैग पर कोप को प्रतिस्थापित किया जाता हैपिन. पिघली हुई धातु डालने के दौरान ऊपर की ओर मेटलोस्टैटिक बल का ख्याल रखने के लिए कोप पर एक उपयुक्त वजन रखा जाता है। अब सांचा, जैसा कि फोटो में दिखाया गया है, डालने के लिए तैयार है।