সিলিন্ডার হেড সিলস দহন চেম্বার, ভালভস এবং স্পার্ক প্লাগগুলি, শীতল প্যাসেজগুলি তৈরি করে, 200 বারের চাপ এবং 300 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রা সহ্য করে। ইসুজু সি...
অ্যালুমিনিয়াম ডাই ঢালাই ছাঁচ স্থায়ী ইস্পাত টুলিং হল উচ্চ চাপে গলিত অ্যালুমিনিয়াম খাদকে ইনজেক্ট করার জন্য ব্যবহৃত হয়—সাধারণত 1,500 থেকে 25,000 psi-একটি সুনির্দিষ্টভাবে মেশিনযুক্ত গহ্বরে, যা নেট-আকৃতি বা কাছাকাছি-নেট-আকৃতি তৈরি করে। অ্যালুমিনিয়াম ডাই ঢালাই টাইট মাত্রিক সহনশীলতা, মসৃণ পৃষ্ঠতল এবং চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য সহ। ছাঁচ একটি ভোগ্য নয়; একটি ভালভাবে রক্ষণাবেক্ষণ করা ডাই ঢালাই ছাঁচ 100,000 থেকে 500,000 এর বেশি শট তৈরি করতে পারে যা বড় সংস্কারের প্রয়োজন হয়, যা একটি অ্যালুমিনিয়াম ডাই কাস্টিং প্রোগ্রামে টুলিং বিনিয়োগকে প্রাধান্য দেয়।
ছাঁচের গুণমান এবং ঢালাই মানের মধ্যে সম্পর্ক অবিচ্ছেদ্য। গেটের অবস্থান, কুলিং চ্যানেল ডিজাইন, ভেন্টিং লেআউট এবং গহ্বরের পৃষ্ঠের ফিনিস সরাসরি নির্ধারণ করে যে অ্যালুমিনিয়াম ডাই কাস্টিংগুলি পোরোসিটি সীমা, মাত্রিক নির্ভুলতার প্রয়োজনীয়তা এবং প্রসাধনী মান পূরণ করে কিনা। মোটরগাড়ি, ইলেকট্রনিক্স, মহাকাশ, এবং শিল্প সরঞ্জাম তৈরিতে কাজ করা ইঞ্জিনিয়ার, ক্রেতা এবং মানসম্পন্ন দলগুলির জন্য এটি তৈরি করা ছাঁচ এবং কাস্টিং উভয়ই বোঝা অপরিহার্য।
একটি ডাই কাস্টিং মোল্ড - যাকে ডাই বা টুলও বলা হয় - একটি ডাই কাস্টিং মেশিনে মাউন্ট করা দুটি প্রাথমিক অর্ধেক নিয়ে গঠিত: স্থির অর্ধেক (কভার ডাই, বা স্থির ডাই) এবং ইজেক্টর অর্ধ (চলন্ত ডাই)। তারা একসাথে গহ্বর গঠন করে যা অ্যালুমিনিয়াম ডাই ঢালাইয়ের আকৃতি নির্ধারণ করে।
অ্যালুমিনিয়ামের জন্য ডাই কাস্টিং মোল্ডগুলি উত্পাদনের সবচেয়ে চাহিদাপূর্ণ তাপীয় পরিবেশে কাজ করে। প্রতিটি শট সাইকেলে, গহ্বরের পৃষ্ঠটি ছাঁচের তাপমাত্রা (সাধারণত 180-250 ডিগ্রি সেলসিয়াস) থেকে গলিত অ্যালুমিনিয়ামের যোগাযোগের তাপমাত্রায় (~680 ডিগ্রি সেলসিয়াস) থেকে উত্তপ্ত হয়, তারপরে আবার শীতল করা হয় - একটি তাপীয় ডেল্টা এক সেকেন্ডের নিচে 400-500°C . এই তাপীয় ক্লান্তি, উচ্চ-বেগ ধাতু থেকে ক্ষয় এবং অ্যালুমিনিয়াম খাদ রসায়ন থেকে ক্ষয়ের সাথে মিলিত, ইস্পাত নির্বাচনকে গুরুত্বপূর্ণ করে তোলে।
| ইস্পাত গ্রেড | কাজের কঠোরতা (HRC) | তাপ ক্লান্তি প্রতিরোধের | সাধারণ ছাঁচ জীবন (শট) | প্রাথমিক ব্যবহার |
|---|---|---|---|---|
| H13 (AISI) | 44-48 | ভাল | 100,000–300,000 | স্ট্যান্ডার্ড গহ্বর সন্নিবেশ |
| প্রিমিয়াম H13 (ESR/VAR) | 44-48 | খুব ভালো | 200,000–500,000 | উচ্চ-ভলিউম অটোমোটিভ মারা যায় |
| DIN 1.2344 (H11 সমতুল্য) | 42-46 | ভাল | 100,000-250,000 | ইউরোপীয় টুলিং স্ট্যান্ডার্ড |
| Dievar / Orvar সুপ্রিম | 44-50 | চমৎকার | 300,000–600,000 | সমালোচনামূলক সন্নিবেশ, গেট এলাকা |
| বেরিলিয়াম তামা (BeCu) | 38-42 HRC | পরিমিত | 50,000-150,000 | কোর, সন্নিবেশ দ্রুত শীতল প্রয়োজন |
H13 টুল ইস্পাত বিশ্বব্যাপী অ্যালুমিনিয়াম ডাই কাস্টিং ছাঁচের জন্য শিল্পের মান হিসাবে রয়ে গেছে। ভ্যাকুয়াম আর্ক রিমেল্ট (VAR) বা ইলেক্ট্রোস্ল্যাগ রিমেল্ট (ESR) প্রিমিয়াম H13-এ স্থানান্তর এখন 300,000 শট লাইফকে লক্ষ্য করে স্বয়ংচালিত প্রোগ্রামগুলির জন্য আদর্শ অনুশীলন, কারণ প্রিমিয়াম-গ্রেড সামগ্রীতে অন্তর্ভুক্তির বিষয়বস্তু প্রচলিত H13-এর তুলনায় 60% পর্যন্ত হ্রাস পেয়েছে৷
একটি ডাই ঢালাই ছাঁচ উত্পাদন সাধারণত লাগে 8 থেকে 20 সপ্তাহ একটি উত্পাদন-উদ্দেশ্য সরঞ্জামের জন্য, জটিলতা এবং স্লাইডের সংখ্যার উপর নির্ভর করে। প্রক্রিয়াটি একটি সংজ্ঞায়িত ক্রম অনুসরণ করে:
অ্যালুমিনিয়াম খাদ পছন্দ ঢালাই তরলতা, যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, জারা প্রতিরোধের, এবং machinability প্রভাবিত করে। বেশিরভাগ অ্যালুমিনিয়াম ডাই ঢালাই আল-সি ফ্যামিলির অ্যালয় ব্যবহার করে তাদের চমৎকার কাস্টেবিলিটির কারণে-সিলিকন গলনাঙ্ক কমায় এবং তরলতা উন্নত করে, মিসরান এবং ঠান্ডা বন্ধ করে।
| খাদ (NADCA/ISO) | সি কন্টেন্ট (%) | UTS (MPa) | প্রসারণ (%) | সাধারণ আবেদন |
|---|---|---|---|---|
| A380 (ADC10) | 7.5-9.5 | 324 | 3.5 | সাধারণ উদ্দেশ্য, হাউজিং, বন্ধনী |
| A383 (ADC12) | 9.5-11.5 | 310 | 3.5 | জটিল পাতলা প্রাচীর অংশ, ইলেকট্রনিক্স |
| A360 | 9.0-10.0 | 317 | 3.5 | চাপ-আঁট অংশ, সামুদ্রিক |
| A413 | 11.0-13.0 | 296 | 2.5 | খুব পাতলা দেয়াল, জলবাহী সিলিন্ডার |
| Silafont-36 (AlSi10MnMg) | 9.5-11.5 | 320 (T7: 260) | 10-14 (T7) | কাঠামোগত স্বয়ংচালিত (ক্র্যাশ-প্রাসঙ্গিক) |
| Aural-2/ Castasil-37 | 9.0-11.0 | 280-320 | 10-15 | EV ব্যাটারি ট্রে, স্ট্রাকচারাল নোড |
A380 ভলিউম অনুসারে সমস্ত উত্তর আমেরিকার অ্যালুমিনিয়াম ডাই কাস্টিং উৎপাদনের প্রায় 50-60% জন্য দায়ী castability, শক্তি, এবং খরচ এর সুষম সমন্বয়ের কারণে। Silafont-36 এবং Aural-2-এর মতো উচ্চ-নমনীয়তার সংকর ধাতুগুলির দিকে প্রবণতা দ্রুত ত্বরান্বিত হচ্ছে, বৈদ্যুতিক গাড়ির কাঠামোগত ঢালাই দ্বারা চালিত যা ক্র্যাশ এনার্জি শোষণ করার জন্য ঢালাই বা তাপ-চিকিত্সা অবস্থায় 8-10% এর বেশি লম্বা হওয়া প্রয়োজন।
অ্যালুমিনিয়াম ডাই ঢালাই একচেটিয়াভাবে দ্বারা উত্পাদিত হয় উচ্চ-চাপ ডাই কাস্টিং (HPDC) বাণিজ্যিক উৎপাদন প্রক্রিয়া। ছাঁচ নির্ভরযোগ্যভাবে তৈরি করতে পারে এমন কাস্টিং ডিজাইন করার জন্য প্রক্রিয়া ক্রম বোঝা অপরিহার্য।
ইনজেকশন ক্রম তিনটি পর্যায় আছে. ইন ফেজ 1 (ধীর শট) , শট স্লিভে অশান্তি সৃষ্টি না করেই গলিত ধাতুকে গেটে ঠেলে দেওয়ার জন্য প্লাঞ্জার ধীরে ধীরে (0.1-0.5 m/s) চলে। ইন পর্যায় 2 (দ্রুত শট) , প্লাঞ্জার 10-80 মিলিসেকেন্ডে গহ্বরটি পূরণ করতে 2-6 মি/সেকেন্ডে ত্বরান্বিত হয়। ইন পর্যায় 3 (তীব্রতা) , চাপ 500-1,200 বারে স্পাইক করে দৃঢ়ীকরণ সংকোচনের জন্য ক্ষতিপূরণ দেয়, গুরুতর বিভাগে ছিদ্র হ্রাস করে।
একটি সম্পূর্ণ এইচপিডিসি চক্র - বন্ধ করা, ইনজেকশন দেওয়া, শক্ত করা, খোলা, বের করা এবং স্প্রে করা - সাধারণত লাগে ছোট-থেকে-মাঝারি অ্যালুমিনিয়াম কাস্টিংয়ের জন্য 30 থেকে 90 সেকেন্ড . একটি 1.2 কেজি স্বয়ংচালিত বন্ধনী উত্পাদনকারী একটি 400-টন মেশিন প্রতি ঘন্টায় 60-80 শট অর্জন করতে পারে, যা একটি একক শিফটে প্রতিদিন 1,440-1,920 কাস্টিং করতে অনুবাদ করে। কুলিং চ্যানেল ডিজাইন সরাসরি চক্র সময়ের দৃঢ়ীকরণ অংশ নিয়ন্ত্রণ করে, যা সাধারণত মোট চক্র সময়ের 40-60% প্রতিনিধিত্ব করে।
স্ট্যান্ডার্ড HPDC ফিল করার সময় বাতাসকে আটকে রাখে, ফলে আয়তনের ভিত্তিতে গ্যাসের ছিদ্রের মাত্রা 0.5-3% , যা বেশিরভাগ স্ট্যান্ডার্ড ঢালাইয়ের তাপ চিকিত্সা (T5/T6) প্রতিরোধ করে। ভ্যাকুয়াম-সহায়তা HPDC (VHPDC), যা ইনজেকশনের আগে গহ্বরকে 50 mbar-এর নীচে খালি করে, 0.1% এর নীচে ছিদ্রতা হ্রাস করে, T6 তাপ চিকিত্সা সক্ষম করে এবং 8-14% প্রসারিত মান অর্জন করে — কাঠামোগত EV উপাদানগুলির জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
ঢালাই ত্রুটিগুলি প্রায় সবসময়ই প্রথম শটের কয়েক সপ্তাহ বা মাস আগে তৈরি করা ছাঁচের নকশার সিদ্ধান্তে ফিরে আসে। নিম্নলিখিত পরামিতিগুলি অ্যালুমিনিয়াম ডাই কাস্টিং মানের উপর সর্বাধিক প্রভাব ফেলে:
গেট ক্রস-বিভাগীয় এলাকা গেট প্রবেশদ্বারে ধাতব বেগ নিয়ন্ত্রণ করে। NADCA নির্দেশিকা সুপারিশ বেশিরভাগ অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির জন্য গেটের বেগ 25-50 মি/সেকেন্ড . 25 মিটার/সেকেন্ডের নিচে, ধাতব প্রবাহ সঠিকভাবে পরমাণু নাও হতে পারে, ঠান্ডা বন্ধ করে দেয়। 55 m/s এর উপরে, গেট এবং সংলগ্ন গহ্বরের পৃষ্ঠের ক্ষয় দ্রুত ত্বরান্বিত হয় - উচ্চ-উৎপাদনে অকাল ছাঁচ ব্যর্থতার একটি সাধারণ কারণ মারা যায়।
খসড়া কোণগুলি কাস্টিংকে পরিষ্কারভাবে মুক্তি দিতে দেয়। স্ট্যান্ডার্ড সুপারিশ হয় বাহ্যিক দেয়ালে 1–3° এবং অভ্যন্তরীণ দেয়ালে 2-5° (কোর) . টেক্সচারযুক্ত পৃষ্ঠতলের অতিরিক্ত খসড়া প্রয়োজন—সাধারণত প্রতি 0.025 মিমি টেক্সচার গভীরতায় 1°। অপর্যাপ্ত খসড়া টেনে চিহ্ন, ছেঁড়া পৃষ্ঠ, এবং অকাল ইজেক্টর পিন পরিধানের কারণ হয়।
অ্যালুমিনিয়াম ডাই ঢালাই জন্য ন্যূনতম প্রস্তাবিত প্রাচীর বেধ হয় ছোট অংশের জন্য 1.0-1.5 মিমি এবং বড় কাঠামোগত ঢালাইয়ের জন্য 1.5-2.5 মিমি . 1 মিমি নীচের দেয়ালগুলি ভ্যাকুয়াম-সহায়তা প্রক্রিয়া এবং অপ্টিমাইজ করা গেট ডিজাইনের সাথে সম্ভব, তবে এর জন্য উল্লেখযোগ্যভাবে শক্ত ছাঁচ সহনশীলতা এবং উচ্চতর ইনজেকশন বেগ প্রয়োজন।
প্রচলিত স্ট্রেইট-ড্রিল্ড কুলিং চ্যানেল জটিল গহ্বর জ্যামিতি অনুসরণ করতে পারে না। ধাতব সংযোজন উত্পাদন (DMLS/SLM) দ্বারা উত্পাদিত কনফর্মাল কুলিং ইনসার্ট যেকোন জ্যামিতিতে গহ্বরের প্রাচীরের 5-15 মিমি মধ্যে শীতলকরণ চ্যানেলগুলি স্থাপন করুন, জটিল গহ্বর অঞ্চলে হট স্পট তাপমাত্রা 30-60 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং চক্রের সময় 15-30% কমিয়ে দিন। স্বয়ংচালিত ডাই কাস্টিংয়ে কনফর্মাল কুলিং গ্রহণ দ্রুত বাড়ছে।
অ্যালুমিনিয়াম ডাই কাস্টিংগুলি বালি ঢালাই বা স্থায়ী ছাঁচ ঢালাইয়ের তুলনায় ঢালাইয়ের মতো শক্ত সহনশীলতা অফার করে, প্রায়শই অ-গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যগুলিতে সেকেন্ডারি মেশিনিং বাদ দেয়। NADCA পণ্যের মান নিম্নরূপ অর্জনযোগ্য সহনশীলতা সংজ্ঞায়িত করে:
| মাত্রা পরিসীমা (মিমি) | স্ট্যান্ডার্ড সহনশীলতা (± মিমি) | যথার্থ সহনশীলতা (± মিমি) | নোট |
|---|---|---|---|
| 25 পর্যন্ত | ±0.13 | ±0.08 | এক অর্ধেক মরার মধ্যে |
| 25-63 | ±0.18 | ±0.10 | এক অর্ধেক মরার মধ্যে |
| 63-160 | ±0.25 | ±0.15 | এক অর্ধেক মরার মধ্যে |
| 160-400 | ±0.36 | ±0.20 | এক অর্ধেক মরার মধ্যে |
| বিভাজন লাইন জুড়ে (যে কোনো) | ±0.25 যোগ করুন | ±0.13 যোগ করুন | বিভাজন লাইন ভাতা |
বিভাজন রেখা অতিক্রম করার বৈশিষ্ট্যগুলি (দুটি ডাই অর্ধের মধ্যে ইন্টারফেস) অতিরিক্ত সহনশীলতা বহন করে কারণ ডাই ক্লোজার বৈচিত্র্য, তাপীয় প্রসারণ এবং পরিধান এই ইন্টারফেসে পরিবর্তনে অবদান রাখে। শক্ত ক্রস-পার্টিং সহনশীলতার জন্য, সেকেন্ডারি মেশিনিং সাধারণত প্রয়োজন হয়।
অ্যালুমিনিয়াম ডাই কাস্টিং ত্রুটিগুলি দুটি বিস্তৃত বিভাগে পড়ে: যেগুলি প্রক্রিয়া প্যারামিটার দ্বারা চালিত হয় (শট বেগ, ধাতুর তাপমাত্রা, ডাই তাপমাত্রা) এবং যেগুলি ছাঁচ নকশা দ্বারা চালিত হয়৷ নিম্নলিখিত ত্রুটিগুলি প্রধানত ছাঁচ-সম্পর্কিত:
একটি ডাই ঢালাই ছাঁচ একটি মূলধন বিনিয়োগ প্রতিনিধিত্ব করে $50,000 থেকে $500,000 USD আকার এবং জটিলতার উপর নির্ভর করে। সুশৃঙ্খল রক্ষণাবেক্ষণের মাধ্যমে সেই বিনিয়োগকে রক্ষা করা ছাঁচের জীবনের উপর প্রতি-অংশ খরচকে সরাসরি প্রভাবিত করে।
লাইভ অ্যালুমিনিয়াম শট দিয়ে সরাসরি অপারেটিং তাপমাত্রায় কোল্ড ডাই আনা অকাল তাপ পরীক্ষা করার একটি প্রধান কারণ। সেরা অনুশীলন প্রয়োজন প্রথম শটের আগে একটি গ্যাস বা বৈদ্যুতিক ডাই হিটার ব্যবহার করে ডাইটিকে 150-200 ডিগ্রি সেলসিয়াসে প্রিহিটিং করা , কম ইনজেকশন চাপ সহ একটি 20-30 শট ওয়ার্ম-আপ ক্রম অনুসরণ করে। এই থার্মাল কন্ডিশনার প্রোটোকল একাই উচ্চ-ভলিউম উৎপাদনে ক্যাভিটি ইনসার্ট লাইফ 30-50% বাড়িয়ে দিতে পারে।
যেহেতু টেসলা 2020 সালে গিগা প্রেস প্রযুক্তি চালু করেছে, ডাই কাস্টিং শিল্পটি অত্যন্ত বড়, একক-পিস স্ট্রাকচারাল কাস্টিংয়ের দিকে একটি দৃষ্টান্ত পরিবর্তন করেছে যা কয়েক ডজন স্ট্যাম্পড এবং ঢালাই উপাদান প্রতিস্থাপন করে।
মেগা-কাস্টিং (গিগা-কাস্টিংও বলা হয়) এর সাথে মেশিন ব্যবহার করে ক্ল্যাম্পিং ফোর্স 6,000 থেকে 16,000 টন , একটি একক শটে 40-80 কেজি ওজনের পিছনের আন্ডারবডি বা সামনের কাঠামোর কাস্টিং তৈরি করা। এই ঢালাইয়ের ছাঁচগুলি অনুরূপভাবে বিশাল - ডাই সেটগুলির ওজন হতে পারে৷ 60-100 মেট্রিক টন এবং বিকাশ এবং উত্পাদন করতে $8-20 মিলিয়ন USD খরচ হয়েছে।
মেগা-কাস্টিং ছাঁচের মূল প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে রয়েছে:
ভলভো, জেনারেল মোটরস, টয়োটা এবং NIO সহ একাধিক OEM প্রকাশ্যে মেগা-কাস্টিং প্রোগ্রামের প্রতিশ্রুতিবদ্ধ, নিশ্চিত করে যে এই উত্পাদন পদ্ধতি টেসলা-এক্সক্লুসিভ উদ্ভাবন থেকে শিল্পের মানদণ্ডে চলে যাচ্ছে।