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रेज़िन सैंड स्टील कास्टिंग में गर्म दरार दोषों की रोकथाम और नियंत्रण के उपाय

2025-09-15 09:27
रेज़िन रेत, विशेष रूप से फ़्यूरान रेज़िन रेत का उपयोग करके पतली दीवारों वाली और जटिल आकार की स्टील कास्टिंग बनाते समय गर्म दरार एक आम दोष है। यह समस्या मिश्र धातु संरचना, कास्टिंग प्रक्रिया, मोल्डिंग सामग्री और कास्टिंग संरचना सहित कई कारकों के संयोजन से उत्पन्न होती है। गर्म दरार से प्रभावी रूप से बचने या उसे कम करने के लिए, लक्षित और बहुआयामी रोकथाम उपाय आवश्यक हैं। नीचे मुख्य समाधानों का विस्तृत विवरण दिया गया है:
1. मिश्र धातु संरचना अनुकूलन: स्रोत पर गर्म दरार के जोखिमों को संबोधित करना
मिश्रधातु की रासायनिक संरचना पिघले हुए इस्पात के उच्च-तापमान यांत्रिक गुणों और ठोसीकरण विशेषताओं को सीधे निर्धारित करती है, जिससे यह गर्म दरार नियंत्रण में एक महत्वपूर्ण कारक बन जाता है। प्रमुख उपायों में शामिल हैं:
  • सल्फर सामग्री और सल्फाइड आकृति विज्ञान का सख्त नियंत्रण: कास्टिंग में सल्फर की मात्रा नीचे बनाए रखें0.03%और टाइप 2 सल्फाइड के निर्माण को रोकते हैं। स्टील कास्टिंग में, सल्फाइड तीन रूपों में पाए जाते हैं: टाइप 1 (गोलाकार, हानिरहित), टाइप 2 (अनाज की सीमाओं के साथ असंतत पैटर्न में वितरित, अत्यधिक दरार पैदा करने वाले), और टाइप 3 (पट्टी के आकार के, कम जोखिम वाले)।मैंगनीज-सल्फर अनुपात (एम.एन./S)गोलाकार प्रकार Ⅰ सल्फाइड बनाने में मदद करता है, जिससे प्रकार Ⅱ सल्फाइड न्यूनतम हो जाता है।

  • सल्फर और फॉस्फोरस के सहक्रियात्मक प्रभाव को सीमित करना: कार्बन स्टील कास्टिंग के लिए, सुनिश्चित करेंएस + पी ≤ 0.07%फास्फोरस स्टील की उच्च तापमान प्लास्टिसिटी को काफी कम कर देता है, और सल्फर के साथ इसका संयोजन गर्म दरार के जोखिम को बढ़ाता है, जिसके लिए दोनों तत्वों पर एक साथ नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

  • अवशिष्ट एल्युमीनियम सामग्री को नियंत्रित करना: विऑक्सीकरण के लिए एल्यूमीनियम का उपयोग करते समय,अवशिष्ट एल्युमीनियम (Al_residual) ≤ 0.1%अत्यधिक अवशिष्ट एल्युमीनियम के कारण अल₂S₃ या एएलएन का निर्माण होता है, जिसके परिणामस्वरूप स्टील में चट्टान जैसा फ्रैक्चर होता है और कास्टिंग के गर्म दरार प्रतिरोध में भारी कमी आती है।

  • दरार प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए अनाज का शोधन: जोड़नादुर्लभ पृथ्वी + कैल्शियम-सिलिकॉनपिघले हुए स्टील में मिश्रित इनोक्युलेंट मिलाए जाते हैं। इससे न केवल डीऑक्सीडेशन और डीसल्फराइजेशन होता है, बल्कि विषमांगी न्यूक्लिएशन के माध्यम से कणों का शोधन भी होता है। NiCrMoV स्टील पर किए गए परीक्षणों से पता चलता है कि दुर्लभ मृदा + कैल्शियम-सिलिकॉन से उपचारित पिघले हुए स्टील मेंदरार प्रतिरोध दोगुना से अधिकअनुपचारित स्टील की तुलना में, क्योंकि परिष्कृत कण सिकुड़न तनाव को फैलाते हैं और अंतर-कणीय दरार को कम करते हैं।

2. कास्टिंग प्रक्रिया में सुधार: ठोसीकरण के दौरान तनाव सांद्रता को कम करना
ढलाई के पैरामीटर पिघले हुए स्टील की भराई और ठोसीकरण दर को सीधे प्रभावित करते हैं। उचित भराई सुनिश्चित करने के आधार पर, सिकुड़न तनाव को कम करने के लिए मापदंडों का अनुकूलन महत्वपूर्ण है:
  • डालने का तापमान कम करनाढलाई को पूरी तरह से भरते हुए पिघले हुए स्टील के ढलाई तापमान को न्यूनतम रखें। 0.19% कार्बन सामग्री वाले कार्बन स्टील के लिए, 1550°C पर गर्म दरार प्रतिरोध लगभगदोहरा1600°C पर अत्यधिक उच्च तापमान डालने से ठोसीकरण का समय बढ़ जाता है, उच्च तापमान भंगुर क्षेत्र में कास्टिंग का निवास समय बढ़ जाता है, और कास्टिंग और मोल्ड के बीच तापमान का अंतर बढ़ जाता है, जिससे सिकुड़न तनाव बढ़ जाता है।

  • पतली दीवार वाली ढलाई के लिए डालने की गति बढ़ानापतली दीवारों वाली ढलाई (जैसे, 15 मिमी दीवार मोटाई वाली 125 किग्रा स्टील ढलाई) के लिए, ठोसीकरण के दौरान अत्यधिक तापमान प्रवणता के कारण होने वाली दरारों से बचने के लिए तेज़ ढलाई की गति आवश्यक है। परीक्षणों से पता चलता है कि ढलाई का समय 14 सेकंड पर नियंत्रित करने पर कोई गर्म दरार नहीं पड़ती, जबकि 40 सेकंड तक बढ़ाने पर स्पष्ट दरारें दिखाई देती हैं।

  • दरार-रोकने वाली पसलियाँ लगानादरार पड़ने की संभावना वाले क्षेत्रों (जैसे, दीवार की मोटाई में बदलाव, कोने) पर दरार रोकने वाली पसलियाँ लगाएँ। ये पसलियाँ तनाव को पुनर्निर्देशित और फैलाती हैं, जो गर्म दरारों को रोकने का एक सीधा और प्रभावी तरीका है।

  • समय पर मोल्ड खोलनाकास्टिंग के ठोस हो जाने के तुरंत बाद रेत के सांचे को खोल दें, जिससे कास्टिंग पर लगे अवरोध हट जाएं, जिससे सीमित सिकुड़न के कारण उत्पन्न आंतरिक तनाव कम हो जाए और गर्म दरार का जोखिम कम हो जाए।

3. मोल्डिंग सामग्री अनुकूलन: मोल्ड्स के उच्च-तापमान कुशनिंग को बढ़ाना
रेज़िन रेत का उच्च-तापमान प्रदर्शन (जैसे, कुशनिंग, विस्तार, सल्फर प्रवेश) गर्म दरारों पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। सुधारों में सामग्री के चयन और संशोधन पर ध्यान केंद्रित किया जाना चाहिए:
  • रेज़िन के उच्च-तापमान प्रदर्शन में सुधार: रेजिन की खुराक कम करें या फ्यूरान रेजिन को संशोधित करेंथर्मोप्लास्टिसिटीउच्च तापमान पर, कोकिंग को न्यूनतम रखते हुए (कोकिंग से साँचा कठोर और भंगुर हो जाता है और उसमें कोई कुशनिंग नहीं रहती)। इससे यह सुनिश्चित होता है कि साँचा ढलाई के सिकुड़ने के लिए पर्याप्त "space" प्रदान करता है।

  • मोल्ड कुशनिंग को बढ़ानाफ्यूरान रेज़िन रेत में लकड़ी का आटा या फोम बीड्स जैसे एडिटिव्स मिलाएँ, या उच्च तापमान पर साँचे की संपीडन क्षमता को बेहतर बनाने के लिए उन जगहों पर प्लास्टिक कुशन ब्लॉक लगाएँ जहाँ ढलाई में सिकुड़न सबसे ज़्यादा सीमित होती है। उपयोगखोखले रेत कोररेत कोर (सांचों) की मोटाई कम करने के लिए, कास्टिंग पर सांचों की बाधाओं को कम करना। उदाहरण के लिए, एक खास तरह की वाल्व कास्टिंग में गर्म दरार को कोर रेत की मोटाई कम करके और कोर फ्रेम कनेक्शन में सुधार करके पूरी तरह से समाप्त किया गया।

  • सल्फर प्रवेश-प्रेरित सूक्ष्म दरारों से बचना: उपयोगफॉस्फोरिक एसिड क्यूरिंग एजेंटसल्फोनिक एसिड-आधारित क्योरिंग एजेंट के बजाय, सल्फोनिक एसिड-आधारित क्योरिंग एजेंट आसानी से ढलाई की सतह पर सल्फर के प्रवेश का कारण बनते हैं, जिससे सूक्ष्म दरारें (दरार आरंभ बिंदु) बन जाती हैं, जबकि फॉस्फोरिक एसिड क्योरिंग एजेंट सल्फर के प्रवेश को प्रभावी ढंग से रोकते हैं। इसके अतिरिक्त, ढलाई में सल्फर के प्रवेश को रोकने के लिए साँचे की सतह पर सल्फर-रोधी कोटिंग का उपयोग करें।

  • कम-विस्तार मोल्डिंग सामग्री का चयनक्वार्ट्ज रेत (जिसकी उच्च तापमान पर उच्च आयतन विस्तार दर होती है और जो आसानी से कास्टिंग पर संपीड़न तनाव डालती है) को कम विस्तार वाली सामग्री जैसे से बदलेंक्रोमाइट रेतकास्टिंग पर मोल्ड विस्तार बाधाओं को कम करने के लिए।

  • ठंडक के उपायों का उचित उपयोग: कास्टिंग के ठोसीकरण अनुक्रम को समायोजित करने के लिए दरार-प्रवण क्षेत्रों में चिलर रखें या अन्य शीतलन विधियों को अपनाएं, जिससे स्थानीय क्षेत्रों में धीमी गति से ठोसीकरण से उत्पन्न होने वाले संकेन्द्रित तनाव से बचा जा सके।

4. कास्टिंग संरचना अनुकूलन: डिज़ाइन में तनाव जोखिम को कम करना
जबकि कास्टिंग संरचना डिजाइनरों द्वारा निर्धारित की जाती है, कास्टिंग प्रक्रिया की कठिनाइयों को कम करने के लिए विवरण में समायोजन के लिए डिजाइन विभागों के साथ बातचीत की जा सकती है:
  • कोने के फ़िलेट्स को बड़ा करें: तीखे कोनों से बचें (जो आसानी से तनाव संकेन्द्रण का कारण बनते हैं और गर्म दरारों के लिए उच्च जोखिम वाले क्षेत्र होते हैं)। समकोण या छोटे फ़िलेट्स को R ≥ 3 मिमी वाले फ़िलेट्स से बदलें।

  • दीवार की मोटाई में बदलाव को अनुकूलित करेंदीवार की मोटाई में अचानक बदलाव से बचें (जैसे, मोटी से पतली दीवार में "चरणबद्ध संक्रमण)। मोटाई में अंतर और कम तनाव सांद्रता के कारण होने वाली असमान ठोसीकरण दरों को कम करने के लिए "क्रमिक संक्रमण संरचनाओं को अपनाएँ।


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