डाई कास्टिंग क्या है?
डाई कास्टिंग एक विनिर्माण प्रक्रिया है जिसका उपयोग उच्च आयामी सटीकता और सतह परिष्करण वाले धातु के पुर्जों के निर्माण के लिए किया जाता है। इसमें पिघली हुई धातु को उच्च दबाव में एक साँचे की गुहा में डाला जाता है। साँचे की गुहा दो कठोर स्टील की डाई द्वारा बनाई जाती है जिन्हें वांछित आकार में मशीनिंग करके बनाया जाता है।
यह प्रक्रिया धातु, आमतौर पर एल्युमीनियम, ज़िंक या मैग्नीशियम, को भट्टी में पिघलाने से शुरू होती है। फिर पिघली हुई धातु को हाइड्रोलिक प्रेस का उपयोग करके उच्च दबाव पर साँचे में डाला जाता है। धातु साँचे के अंदर तेज़ी से जम जाती है, और साँचे के दोनों हिस्सों को खोलकर तैयार भाग निकाला जाता है।
डाई कास्टिंग का व्यापक रूप से जटिल आकार और पतली दीवारों वाले पुर्जों, जैसे इंजन ब्लॉक, ट्रांसमिशन हाउसिंग, और विभिन्न ऑटोमोटिव एवं एयरोस्पेस घटकों के उत्पादन में उपयोग किया जाता है। यह प्रक्रिया उपभोक्ता वस्तुओं, जैसे खिलौने, रसोई के बर्तन और इलेक्ट्रॉनिक्स के उत्पादन में भी लोकप्रिय है।
दबाव डाई कास्टिंग
डाई कास्टिंग एक विशिष्ट प्रक्रिया है जिसका विकास 20वीं शताब्दी में अधिक हुआ। इसकी मूल प्रक्रिया में शामिल हैं: पिघली हुई धातु को एक स्टील के साँचे में डाला/इंजेक्ट किया जाता है और उच्च वेग, स्थिर और तीव्र दाब (प्रेशर डाई कास्टिंग में) के माध्यम से पिघला हुआ धातु ठोस ढलाई में परिवर्तित हो जाता है। आमतौर पर, इस प्रक्रिया में केवल कुछ सेकंड लगते हैं और यह कच्चे माल से धातु उत्पाद बनाने का एक त्वरित तरीका है। डाई कास्टिंग टिन, सीसा, जस्ता, एल्युमीनियम, मैग्नीशियम से लेकर तांबे की मिश्रधातुओं और यहाँ तक कि स्टेनलेस स्टील जैसी लौह मिश्रधातुओं के लिए भी उपयुक्त है। आज प्रेशर डाई कास्टिंग में उपयोग की जाने वाली मुख्य मिश्रधातुएँ एल्युमीनियम, जस्ता और मैग्नीशियम हैं। प्रारंभिक डाई कास्ट मशीनों से, जो डाई उपकरणों को ऊर्ध्वाधर अभिविन्यास में रखती थीं, अब क्षैतिज अभिविन्यास और संचालन के सामान्य मानक, चार टाई बार टेंशनिंग और पूरी तरह से कंप्यूटर नियंत्रित प्रक्रिया चरणों तक, यह प्रक्रिया वर्षों में उन्नत हुई है।
यह उद्योग एक विश्वव्यापी विनिर्माण मशीन के रूप में विकसित हो चुका है, जो विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए घटक बनाता है, जिनमें से कई स्वयं की पहुंच में होंगे क्योंकि डाई कास्टिंग का उत्पाद अनुप्रयोग बहुत विविध है।
प्रेशर डाई कास्टिंग के लाभ
उच्च दबाव डाई कास्टिंग के कुछ लाभ:
• यह प्रक्रिया उच्च मात्रा उत्पादन के लिए उपयुक्त है।
• अन्य धातु निर्माण प्रक्रियाओं (जैसे मशीनिंग) की तुलना में काफी जटिल कास्टिंग का उत्पादन जल्दी करें।
• उच्च शक्ति वाले घटक, ढली हुई स्थिति में उत्पादित (घटक डिजाइन के अधीन)।
• आयामी दोहराव.
• पतली दीवार वाले खंड संभव हैं (जैसे 1-2.5 मिमी).
• अच्छी रैखिक सहनशीलता (जैसे 2 मिमी/मी).
• अच्छी सतह फिनिश (जैसे 0.5-3 µm).
हॉट चैंबर प्रेशर डाई कास्टिंग की प्रक्रिया में डाई कास्टिंग मशीन के स्थिर अर्ध-प्लेटन के निकट/अभिन्न स्थित एक भट्टी में धातु पिंड को पिघलाना और पिघली हुई धातु को एक जलमग्न प्लंजर के माध्यम से सीधे गूज़नेक और नोजल के माध्यम से डाई टूल में प्रविष्ट कराना शामिल है। डाई गुहा में पहुँचने से पहले धातु को जमने से रोकने के लिए गूज़नेक और नोजल को गर्म करने की आवश्यकता होती है। इस प्रक्रिया का संपूर्ण तापन और पिघली हुई धातु ही वह तत्व है जिससे हॉट चैंबर का नामकरण होता है। कास्टिंग शॉट का भार प्लंजर के स्ट्रोक, लंबाई और व्यास के साथ-साथ स्लीव/कक्ष के आकार से निर्धारित होता है और नोजल भी एक भूमिका निभाता है जिसे डाई डिज़ाइन करते समय ध्यान में रखा जाना चाहिए। डाई गुहा में धातु के जम जाने पर (केवल कुछ सेकंड लगते हैं), मशीन का गतिशील अर्ध-प्लेटन, जिस पर डाई का गतिशील अर्ध-प्लेटन स्थिर होता है, खुल जाता है और कास्टिंग डाई फेस से बाहर निकलकर टूल से अलग हो जाती है। फिर डाई फेस को एक स्प्रे सिस्टम के माध्यम से लुब्रिकेट किया जाता है, डाई बंद हो जाती है और प्रक्रिया फिर से चक्रित होती है।
इस "बंद" धातु गलन/इंजेक्शन प्रणाली और न्यूनतम यांत्रिक गति के कारण, हॉट चैंबर डाई कास्टिंग उत्पादन के लिए बेहतर किफ़ायती विकल्प प्रदान कर सकती है। जिंक धातु मिश्र धातु का उपयोग मुख्यतः हॉट चैंबर प्रेशर डाई कास्टिंग में किया जाता है, जिसका गलनांक काफी कम होता है, जिससे मशीनों (पॉट, गूज़नेक, स्लीव, प्लंजर, नोजल) पर कम घिसाव और डाई टूल्स पर भी कम घिसाव होता है (इसलिए एल्युमीनियम डाई कास्टिंग टूल्स की तुलना में टूल लाइफ ज़्यादा होती है - कास्टिंग गुणवत्ता स्वीकृति के अधीन)।
कोल्ड चैंबर नाम पिघली हुई धातु को एक कोल्ड चैंबर/शॉट स्लीव में डालने की प्रक्रिया से आया है, जो फिक्स्ड हाफ डाई प्लेटन के माध्यम से फिक्स्ड हाफ डाई टूल के पीछे जुड़ा होता है। पिघली हुई धातु धारण/पिघलने वाली भट्टियाँ आमतौर पर डाई कास्टिंग मशीन के शॉट सिरे के यथासंभव करीब स्थित होती हैं ताकि एक मैनुअल ऑपरेटर या एक स्वचालित पोरिंग लैडल प्रत्येक शॉट/चक्र के लिए आवश्यक पिघली हुई धातु को लैडल से निकाल सके और पिघली हुई धातु को स्लीव/शॉट चैंबर के भीतर एक पोरिंग होल में डाल सके। मशीन के रैम से जुड़ा एक प्लंजर टिप (जो एक पहनने योग्य और बदलने योग्य भाग है, जिसे शॉट स्लीव के आंतरिक व्यास के अनुसार तापीय प्रसार के लिए अनुमति के साथ सटीक रूप से मशीन किया गया है) पिघली हुई धातु को शॉट चैंबर से होते हुए डाई कैविटी में धकेलता है। संकेत मिलने पर डाई कास्टिंग मशीन पिघली हुई धातु को स्लीव के पोरिंग होल से आगे धकेलने के लिए पहला चरण चलाएगी। आगे के चरण रैम से बढ़े हुए हाइड्रोलिक दबाव के तहत पिघली हुई धातु को डाई कैविटी में इंजेक्ट करने के लिए होते हैं। पूरी प्रक्रिया में कुछ ही सेकंड लगते हैं, तेज़ और तीव्र दबाव के साथ-साथ धातु के तापमान में गिरावट के कारण धातु डाई कैविटी में जम जाती है। डाई कास्टिंग मशीन का चल आधा प्लेटन (जिस पर डाई टूल का चल आधा हिस्सा लगा होता है) खुल जाता है और जमी हुई कास्टिंग को टूल के डाई फेस से बाहर निकाल देता है। कास्टिंग को हटा दिया जाता है, डाई फेस को स्प्रे सिस्टम से लुब्रिकेट किया जाता है और फिर यह चक्र दोहराया जाता है।
कोल्ड चैंबर मशीनें एल्युमीनियम डाई कास्टिंग के लिए उपयुक्त होती हैं, मशीन के पुर्जों (शॉट स्लीव, प्लंजर टिप) को समय के साथ बदला जा सकता है, और स्लीव्स को उनकी टिकाऊपन बढ़ाने के लिए धातु उपचारित किया जा सकता है। एल्युमीनियम के अपेक्षाकृत उच्च गलनांक और लौह पिकअप के जोखिम को कम करने की आवश्यकता के कारण, जो कि फेरस क्रूसिबल में एक जोखिम है, एल्युमीनियम मिश्र धातु को सिरेमिक क्रूसिबल में पिघलाया जाता है। चूँकि एल्युमीनियम एक अपेक्षाकृत हल्का धातु मिश्र धातु है, इसलिए यह बड़ी और भारी डाई कास्टिंग की ढलाई के लिए उपयुक्त है, या जहाँ डाई कास्टिंग में अधिक मजबूती और हल्कापन आवश्यक हो।
