304 और 316 स्टेनलेस स्टील और सिलिका सोल प्रक्रिया का निवेश कास्टिंग ज्ञान
निवेश कास्टिंग के क्षेत्र में, 304 और 316 स्टेनलेस स्टील अपने उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध, अच्छे यांत्रिक गुणों और समग्र लागत दक्षता के कारण सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील में से एक हैं। इनका उपयोग आम तौर पर सिलिका सोल शेल के माध्यम से जटिल आकार, चिकनी {5}सतह परिशुद्धता कास्टिंग का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। निवेश कास्टिंग के भीतर बिल्डिंग प्रक्रिया, रासायनिक पंप वाल्व, खाद्य मशीनरी, चिकित्सा उपकरणों और वास्तुशिल्प हार्डवेयर में अनुप्रयोगों को ढूंढने के लिए उपयोग किया जाता है।
I. 304 और 316 स्टेनलेस स्टील की कास्टिंग विशेषताएँ
यद्यपि 304 और 316 दोनों ही उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध के लिए प्रसिद्ध हैं, उनकी संरचनागत भिन्नताएं सीधे उनके कास्टिंग प्रदर्शन और अंतिम अनुप्रयोगों को प्रभावित करती हैं।
· 304 स्टेनलेस स्टील: इसकी विशिष्ट संरचना सी 0.08% से कम या उसके बराबर, सीआर 18{5}}20%, नी 8-10.5% है। यह बेंचमार्क "एंट्री-लेवल" स्टेनलेस स्टील है, जो अच्छा संक्षारण प्रतिरोध (वायुमंडल, ताजे पानी और अधिकांश कार्बनिक एसिड के खिलाफ) और कास्टेबिलिटी प्रदान करता है। ढलाई के दौरान, इसकी जमने की तापमान सीमा अपेक्षाकृत व्यापक होती है, जिससे "मशी सॉलिडीफिकेशन" की प्रवृत्ति होती है, जिससे इसमें इंटरडेंड्रिटिक सिकुड़न सरंध्रता का खतरा होता है। नतीजतन, यह प्रक्रिया डिजाइन पर उच्च मांग रखता है।
· 316 स्टेनलेस स्टील: 304 के उन्नयन के रूप में, इसका सबसे महत्वपूर्ण अंतर 2-3% मोलिब्डेनम (एमओ) जोड़ना है। यह तत्व क्लोराइड वातावरण (उदाहरण के लिए, समुद्री जल, नमकीन पानी) में गड्ढों और दरारों के क्षरण के प्रति अपने प्रतिरोध को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है। इसकी विशिष्ट संरचना C 0.08% से कम या उसके बराबर, Cr 16-18%, Ni 10-14%, Mo 2-3% है। मोलिब्डेनम मिलाने से पिघली हुई चिपचिपाहट थोड़ी बढ़ जाती है और ढलाई के दौरान सूक्ष्म पृथक्करण बढ़ सकता है। हालाँकि, इसका बेहतर संक्षारण प्रतिरोध इसे कठोर वातावरण के लिए पसंदीदा विकल्प बनाता है।
सामान्य कास्टिंग चुनौतियाँ और प्रतिउपाय:
1. ऑक्सीकरण और स्लैग समावेशन: स्टील पिघल में क्रोमियम एक Cr₂O₃ फिल्म बनाने के लिए आसानी से ऑक्सीकरण करता है, जो स्लैग समावेशन के रूप में कास्टिंग के भीतर फंस सकता है। जवाबी उपायों में तेजी से पिघलना, आर्गन संरक्षण और गेटिंग सिस्टम डिज़ाइन में प्रभावी स्लैग ट्रैप को शामिल करना शामिल है।
2. गर्म फटने की प्रवृत्ति: ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स में खराब तापीय चालकता और उच्च रैखिक संकोचन होता है, जिससे वे मोटे और पतले वर्गों के बीच जंक्शनों पर या गर्म स्थानों पर गर्म टूटने के प्रति संवेदनशील हो जाते हैं। थर्मल तनाव को कम करने के लिए तर्कसंगत गेटिंग और राइजिंग डिजाइन और नियंत्रित शीतलन दरों की आवश्यकता होती है।
3. सिकुड़न सरंध्रता: विस्तृत ठोसीकरण तापमान सीमा के कारण, भोजन करना मुश्किल है। दिशात्मक ठोसकरण के सिद्धांत का पालन करना आवश्यक है, धातु के जमने को क्रमिक रूप से ढलाई के सबसे दूर के बिंदुओं से राइजर की ओर निर्देशित करने के लिए, खुले फीडिंग चैनलों को सुनिश्चित करने के लिए, ठंडा करने या इन्सुलेट करने वाले राइजर का उपयोग करना।
द्वितीय. सिलिका सोल शैल-निर्माण प्रक्रिया: सटीक सतहों को प्राप्त करने की कुंजी
सिलिका सोल प्रक्रिया वर्तमान में उच्च गुणवत्ता वाले 304/316 स्टेनलेस स्टील कास्टिंग के उत्पादन के लिए सबसे मुख्यधारा मोल्ड बनाने की विधि है। इसका मूल उच्च शक्ति, स्थिरता और प्रतिकृति सटीकता के साथ एक सिरेमिक शेल के निर्माण में निहित है।
विस्तृत प्रक्रिया प्रवाह:
1. पैटर्न असेंबली:
· मोम के पैटर्न, अंतिम भाग के आकार के समान, एल्यूमीनियम साँचे का उपयोग करके इंजेक्ट किए जाते हैं।
· बैच उत्पादन के लिए "क्लस्टर" या "ट्री" बनाने के लिए इन पैटर्न को एक केंद्रीय मोम गेटिंग सिस्टम (डाल कप, स्प्रू, रनर) पर इकट्ठा किया जाता है।
2. प्राथमिक (चेहरा) कोट प्लास्टरिंग (सबसे महत्वपूर्ण कदम):
· सिलिका सोल: बाइंडर के रूप में उपयोग किया जाता है, यह पानी या विलायक में नैनो-आकार के SiO₂ कणों का कोलाइडल निलंबन है, जो गैर विषैले और पर्यावरण के अनुकूल होने के लिए जाना जाता है।
· आग रोक सामग्री: प्राथमिक कोट में आमतौर पर बहुत महीन जिरकोन आटा (ZrSiO₄) या एल्यूमिना आटा (Al₂O₃) का उपयोग किया जाता है। ये उच्च अपवर्तकता, कम तापीय विस्तार प्रदान करते हैं, और बहुत चिकनी कास्टिंग सतहों की नकल करते हैं।
· संचालन: पूर्ण कवरेज सुनिश्चित करते हुए, क्लस्टर को तैयार सिलिका सोल - जिरकोन आटे के घोल में डुबोया जाता है। अतिरिक्त घोल निकालने के बाद तुरंत प्लास्टर किया जाता है। प्राथमिक कोट को आमतौर पर कोटिंग को मजबूत करने और एक अच्छी सतह बनावट प्राप्त करने के लिए महीन दानेदार जिरकोन रेत या फ़्यूज्ड सिलिका रेत से प्लास्टर किया जाता है।
3. सुखाना और ठीक करना:
· सिलिका सोल का उपचार एक भौतिक सुखाने की प्रक्रिया है। नियंत्रित वातावरण में (उदाहरण के लिए, तापमान 23±2 डिग्री, आर्द्रता 40{7}}60%), कोटिंग से पानी धीरे-धीरे और समान रूप से वाष्पित हो जाता है। जैसे ही पानी का वाष्पीकरण होता है, नैनो {{8}SiO₂ कण करीब आते हैं और सिलानॉल समूहों (-SiOH) के संघनन के माध्यम से मजबूत सिलोक्सेन (Si {9}O -Si) नेटवर्क बनाते हैं, जिससे दुर्दम्य समुच्चय कसकर बंध जाते हैं। प्राथमिक कोट को पूरी तरह से और दरार-मुक्त इलाज सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त लंबे सुखाने के समय (अक्सर कई घंटे) की आवश्यकता होती है।
4. बैक अप कोट स्टुकोइंग:
· प्राथमिक कोट पूरी तरह से ठीक हो जाने के बाद, डुबाने और प्लास्टर करने की प्रक्रिया दोहराई जाती है। बैकअप कोट अभी भी बाइंडर के रूप में सिलिका सोल का उपयोग करते हैं लेकिन मुलाइट या चामोट आटा और रेत जैसे अधिक लागत प्रभावी रेफ्रेक्ट्रीज़ पर स्विच करते हैं। रेत के दाने का आकार इंक
