सिरेमिक रेत की रासायनिक संरचना मुख्य रूप से Al2O3 और SiO2 है, और सिरेमिक रेत का खनिज चरण मुख्य रूप से कोरंडम चरण और मुलाइट चरण है, साथ ही थोड़ी मात्रा में अनाकार चरण भी है। सिरेमिक रेत की अपवर्तकता आम तौर पर 1800 डिग्री सेल्सियस से अधिक होती है, और यह एक उच्च कठोरता एल्यूमीनियम-सिलिकॉन दुर्दम्य सामग्री है।
सिरेमिक रेत के लक्षण
● उच्च अपवर्तकता;
● थर्मल विस्तार का छोटा गुणांक;
● उच्च तापीय चालकता;
● अनुमानित गोलाकार आकार, छोटा कोण कारक, अच्छी तरलता और कॉम्पैक्ट क्षमता;
● चिकनी सतह, कोई दरार नहीं, कोई उभार नहीं;
● तटस्थ सामग्री, विभिन्न कास्टिंग धातु सामग्री के लिए उपयुक्त;
● कणों में उच्च शक्ति होती है और ये आसानी से टूटते नहीं हैं;
● कण आकार सीमा विस्तृत है, और मिश्रण को प्रक्रिया आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित किया जा सकता है।
इंजन कास्टिंग में सिरेमिक रेत का अनुप्रयोग
1. कच्चा लोहा सिलेंडर सिर की नसों, रेत चिपकने, टूटे हुए कोर और रेत कोर विरूपण को हल करने के लिए सिरेमिक रेत का उपयोग करें
● सिलेंडर ब्लॉक और सिलेंडर हेड इंजन की सबसे महत्वपूर्ण कास्टिंग हैं
● आंतरिक गुहा का आकार जटिल है, और आयामी सटीकता और आंतरिक गुहा की सफाई की आवश्यकताएं अधिक हैं
● बड़ा बैच
उत्पादन दक्षता और उत्पाद की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए,
● हरी रेत (मुख्य रूप से हाइड्रोस्टैटिक स्टाइलिंग लाइन) असेंबली लाइन उत्पादन का उपयोग आम तौर पर किया जाता है।
● सैंड कोर आमतौर पर कोल्ड बॉक्स और रेज़िन लेपित रेत (शेल कोर) प्रक्रिया का उपयोग करते हैं, और कुछ सैंड कोर हॉट बॉक्स प्रक्रिया का उपयोग करते हैं।
● सिलेंडर ब्लॉक और हेड कास्टिंग के रेत कोर के जटिल आकार के कारण, कुछ रेत कोर में एक छोटा क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र होता है, कुछ सिलेंडर ब्लॉक और सिलेंडर हेड वॉटर जैकेट कोर का सबसे पतला हिस्सा केवल 3-3.5 मिमी होता है, और रेत का आउटलेट संकीर्ण है, कास्टिंग के बाद रेत का कोर लंबे समय तक उच्च तापमान वाले पिघले हुए लोहे से घिरा रहता है, रेत को साफ करना मुश्किल होता है, और विशेष सफाई उपकरण की आवश्यकता होती है, आदि। अतीत में, सभी सिलिका रेत का उपयोग कास्टिंग में किया जाता था उत्पादन, जिसके कारण सिलेंडर ब्लॉक और सिलेंडर हेड की वॉटर जैकेट कास्टिंग में नसें और रेत चिपकने की समस्याएँ पैदा हुईं। कोर विकृति और टूटी हुई कोर समस्याएं बहुत आम हैं और इन्हें हल करना मुश्किल है।
ऐसी समस्याओं को हल करने के लिए, 2010 के आसपास से, कुछ प्रसिद्ध घरेलू इंजन कास्टिंग कंपनियों, जैसे कि FAW, वीचाई, शांगचाई, शांक्सी ज़िन्के, आदि ने सिलेंडर ब्लॉक बनाने के लिए सिरेमिक रेत के अनुप्रयोग पर शोध और परीक्षण करना शुरू किया। सिलेंडर हेड वॉटर जैकेट, और तेल मार्ग। समान रेत कोर आंतरिक गुहा सिंटरिंग, रेत चिपकने, रेत कोर विरूपण और टूटे हुए कोर जैसे दोषों को प्रभावी ढंग से खत्म या कम करते हैं।
निम्नलिखित चित्र कोल्ड बॉक्स प्रक्रिया के साथ सिरेमिक रेत द्वारा बनाए गए हैं।
तब से, सिरेमिक रेत मिश्रित स्क्रबिंग रेत को धीरे-धीरे कोल्ड बॉक्स और हॉट बॉक्स प्रक्रियाओं में बढ़ावा दिया गया है, और सिलेंडर हेड वॉटर जैकेट कोर पर लागू किया गया है। यह 6 वर्षों से अधिक समय से स्थिर उत्पादन में है। कोल्ड बॉक्स रेत कोर का वर्तमान उपयोग है: रेत कोर के आकार और आकार के अनुसार, जोड़े गए सिरेमिक रेत की मात्रा 30% -50% है, जोड़े गए राल की कुल मात्रा 1.2% -1.8% है, और तन्यता ताकत 2.2-2.7 एमपीए है। (प्रयोगशाला नमूना परीक्षण डेटा)
सारांश
सिलेंडर ब्लॉक और हेड कास्ट आयरन भागों में कई संकीर्ण आंतरिक गुहा संरचनाएं होती हैं, और डालने का तापमान आम तौर पर 1440-1500 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है। रेत के कोर का पतला-दीवार वाला हिस्सा उच्च तापमान वाले पिघले हुए लोहे की कार्रवाई के तहत आसानी से पाप किया जाता है, जैसे कि पिघला हुआ लोहा रेत के कोर में घुसपैठ करता है, या चिपचिपी रेत बनाने के लिए इंटरफ़ेस प्रतिक्रिया उत्पन्न करता है। सिरेमिक रेत की अपवर्तकता 1800°C से अधिक है, इस बीच, सिरेमिक रेत का वास्तविक घनत्व अपेक्षाकृत अधिक है, समान व्यास और गति वाले रेत के कणों की गतिज ऊर्जा रेत की शूटिंग करते समय सिलिका रेत के कणों की 1.28 गुना है, जो कर सकते हैं रेत के कोर का घनत्व बढ़ाएँ।
ये फायदे ही कारण हैं कि सिरेमिक रेत के उपयोग से सिलेंडर हेड कास्टिंग की आंतरिक गुहा में रेत चिपकने की समस्या का समाधान हो सकता है।
सिलेंडर ब्लॉक और सिलेंडर हेड के वॉटर जैकेट, सेवन और निकास भागों में अक्सर वेनिंग दोष होते हैं। बड़ी संख्या में शोध और कास्टिंग प्रथाओं से पता चला है कि कास्टिंग सतह पर वेनिंग दोष का मूल कारण सिलिका रेत का चरण परिवर्तन विस्तार है, जिसके कारण थर्मल तनाव के कारण रेत कोर की सतह पर दरारें पड़ जाती हैं, जो पिघले हुए लोहे का कारण बनती हैं। दरारों में घुसने के लिए शिराओं की प्रवृत्ति विशेषकर कोल्ड बॉक्स प्रक्रिया में अधिक होती है। वास्तव में, सिलिका रेत की थर्मल विस्तार दर 1.5% जितनी अधिक है, जबकि सिरेमिक रेत की थर्मल विस्तार दर केवल 0.13% है (10 मिनट के लिए 1000 डिग्री सेल्सियस पर गर्म)। थर्मल विस्तार तनाव के कारण रेत कोर की सतह पर दरार पड़ने की संभावना बहुत कम है। सिलेंडर ब्लॉक और सिलेंडर हेड के रेत कोर में सिरेमिक रेत का उपयोग वर्तमान में नस की समस्या का एक सरल और प्रभावी समाधान है।
जटिल, पतली दीवार वाली, लंबी और संकीर्ण सिलेंडर हेड वॉटर जैकेट रेत कोर और सिलेंडर तेल चैनल रेत कोर को उच्च शक्ति (उच्च तापमान शक्ति सहित) और क्रूरता की आवश्यकता होती है, और साथ ही कोर रेत की गैस पीढ़ी को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। परंपरागत रूप से, लेपित रेत प्रक्रिया का अधिकतर उपयोग किया जाता है। सिरेमिक रेत के उपयोग से राल की मात्रा कम हो जाती है और उच्च शक्ति और कम गैस उत्पादन का प्रभाव प्राप्त होता है। राल और कच्ची रेत के प्रदर्शन में निरंतर सुधार के कारण, हाल के वर्षों में कोल्ड बॉक्स प्रक्रिया ने लेपित रेत प्रक्रिया के हिस्से को तेजी से बदल दिया है, जिससे उत्पादन दक्षता में काफी सुधार हुआ है और उत्पादन वातावरण में सुधार हुआ है।
2. निकास पाइप के रेत कोर विरूपण की समस्या को हल करने के लिए सिरेमिक रेत का अनुप्रयोग
एग्जॉस्ट मैनिफोल्ड लंबे समय तक उच्च तापमान वाली वैकल्पिक परिस्थितियों में काम करते हैं, और उच्च तापमान पर सामग्रियों का ऑक्सीकरण प्रतिरोध सीधे एग्जॉस्ट मैनिफोल्ड के सेवा जीवन को प्रभावित करता है। हाल के वर्षों में, देश ने ऑटोमोबाइल निकास के उत्सर्जन मानकों में लगातार सुधार किया है, और उत्प्रेरक प्रौद्योगिकी और टर्बोचार्जिंग तकनीक के अनुप्रयोग ने निकास के कामकाजी तापमान को कई गुना बढ़ा दिया है, जो 750 डिग्री सेल्सियस से ऊपर पहुंच गया है। इंजन के प्रदर्शन में और सुधार के साथ, एग्जॉस्ट मैनिफोल्ड का कार्य तापमान भी बढ़ जाएगा। वर्तमान में, गर्मी प्रतिरोधी कास्ट स्टील का आमतौर पर उपयोग किया जाता है, जैसे ZG 40Cr22Ni10Si2 (JB/T 13044), आदि, जिसका गर्मी प्रतिरोधी तापमान 950°C-1100°C होता है।
एग्जॉस्ट मैनिफोल्ड की आंतरिक गुहा को आम तौर पर दरारों, कोल्ड शट, सिकुड़न गुहाओं, स्लैग समावेशन आदि से मुक्त होना आवश्यक है जो प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं, और आंतरिक गुहा की खुरदरापन Ra25 से अधिक नहीं होनी चाहिए। साथ ही, पाइप की दीवार की मोटाई के विचलन पर सख्त और स्पष्ट नियम हैं। लंबे समय से, असमान दीवार की मोटाई और एग्जॉस्ट मैनिफोल्ड पाइप की दीवार के अत्यधिक विचलन की समस्या ने कई एग्जॉस्ट मैनिफोल्ड फाउंड्री को परेशान किया है।
एक फाउंड्री ने पहली बार गर्मी प्रतिरोधी स्टील निकास मैनिफोल्ड का उत्पादन करने के लिए सिलिका रेत लेपित रेत कोर का उपयोग किया। उच्च डालने योग्य तापमान (1470-1550 डिग्री सेल्सियस) के कारण, रेत के कोर आसानी से विकृत हो गए, जिसके परिणामस्वरूप पाइप की दीवार की मोटाई में सहनशीलता से बाहर की घटना हुई। यद्यपि सिलिका रेत को उच्च तापमान चरण परिवर्तन के साथ इलाज किया गया है, विभिन्न कारकों के प्रभाव के कारण, यह अभी भी उच्च तापमान पर रेत कोर के विरूपण को दूर नहीं कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप पाइप की दीवार की मोटाई में उतार-चढ़ाव की एक विस्तृत श्रृंखला होती है। , और गंभीर मामलों में, इसे ख़त्म कर दिया जाएगा। रेत कोर की ताकत में सुधार करने और रेत कोर के गैस उत्पादन को नियंत्रित करने के लिए, सिरेमिक रेत लेपित रेत का उपयोग करने का निर्णय लिया गया। जब जोड़े गए राल की मात्रा सिलिका रेत लेपित रेत की तुलना में 36% कम थी, तो इसकी कमरे के तापमान पर झुकने की ताकत और थर्मल झुकने की ताकत 51%, 67% बढ़ गई, और गैस उत्पादन की मात्रा 20% कम हो गई, जो मिलती है उच्च शक्ति और कम गैस उत्पादन की प्रक्रिया आवश्यकताएँ।
फैक्ट्री एक साथ ढलाई के लिए सिलिका रेत-लेपित रेत कोर और सिरेमिक रेत-लेपित रेत कोर का उपयोग करती है, कास्टिंग की सफाई के बाद, वे संरचनात्मक निरीक्षण करते हैं।
यदि कोर सिलिका रेत लेपित रेत से बना है, तो कास्टिंग में असमान दीवार की मोटाई और पतली दीवार होती है, और दीवार की मोटाई 3.0-6.2 मिमी होती है; जब कोर सिरेमिक रेत लेपित रेत से बना होता है, तो कास्टिंग की दीवार की मोटाई एक समान होती है, और दीवार की मोटाई 4.4-4.6 मिमी होती है। चित्र का पालन करें के रूप में
सिलिका रेत लेपित रेत
सिरेमिक रेत लेपित रेत
सिरेमिक रेत लेपित रेत का उपयोग कोर बनाने के लिए किया जाता है, जो रेत कोर टूटने को समाप्त करता है, रेत कोर विरूपण को कम करता है, निकास मैनिफोल्ड के आंतरिक गुहा प्रवाह चैनल की आयामी सटीकता में काफी सुधार करता है, और आंतरिक गुहा में रेत चिपकने को कम करता है, जिससे गुणवत्ता में सुधार होता है कास्टिंग और तैयार उत्पादों की दर और महत्वपूर्ण आर्थिक लाभ हासिल किया।
3. टर्बोचार्जर हाउसिंग में सिरेमिक रेत का अनुप्रयोग
टर्बोचार्जर शेल के टरबाइन सिरे पर काम करने का तापमान आम तौर पर 600°C से अधिक होता है, और कुछ तो 950-1050°C तक भी पहुंच जाता है। शेल सामग्री को उच्च तापमान के प्रति प्रतिरोधी होना चाहिए और उसका कास्टिंग प्रदर्शन अच्छा होना चाहिए। खोल की संरचना अधिक कॉम्पैक्ट है, दीवार की मोटाई पतली और एक समान है, और आंतरिक गुहा साफ है, आदि, अत्यधिक मांग है। वर्तमान में, टर्बोचार्जर आवास आम तौर पर गर्मी प्रतिरोधी स्टील कास्टिंग (जैसे कि जर्मन मानक DIN EN 10295 के 1.4837 और 1.4849) से बना होता है, और गर्मी प्रतिरोधी नमनीय लोहे का भी उपयोग किया जाता है (जैसे कि जर्मन मानक GGG SiMo, अमेरिकी) मानक उच्च-निकल ऑस्टेनिटिक गांठदार लोहा D5S, आदि)।
1.8 टी इंजन टर्बोचार्जर हाउसिंग, सामग्री: 1.4837, अर्थात् GX40CrNiSi 25-12, मुख्य रासायनिक संरचना (%): C: 0.3-0.5, Si: 1-2.5, Cr: 24-27, Mo: अधिकतम 0.5, Ni: 11 -14, डालने का तापमान 1560 ℃। मिश्र धातु में एक उच्च पिघलने बिंदु, एक बड़ी संकोचन दर, एक मजबूत गर्म क्रैकिंग प्रवृत्ति और उच्च कास्टिंग कठिनाई होती है। कास्टिंग की मेटलोग्राफिक संरचना में अवशिष्ट कार्बाइड और गैर-धातु समावेशन पर सख्त आवश्यकताएं हैं, और कास्टिंग दोषों पर भी विशिष्ट नियम हैं। कास्टिंग की गुणवत्ता और उत्पादन दक्षता सुनिश्चित करने के लिए, मोल्डिंग प्रक्रिया फिल्म-लेपित रेत शैल कोर (और कुछ ठंडे बॉक्स और गर्म बॉक्स कोर) के साथ कोर कास्टिंग को अपनाती है। प्रारंभ में, AFS50 स्क्रबिंग रेत का उपयोग किया गया था, और फिर भुनी हुई सिलिका रेत का उपयोग किया गया था, लेकिन रेत के चिपकने, गड़गड़ाहट, थर्मल दरारें और आंतरिक गुहा में छिद्र जैसी समस्याएं अलग-अलग डिग्री में दिखाई दीं।
अनुसंधान और परीक्षण के आधार पर, कारखाने ने सिरेमिक रेत का उपयोग करने का निर्णय लिया। शुरुआत में तैयार लेपित रेत (100% सिरेमिक रेत) खरीदी, और फिर पुनर्जनन और कोटिंग उपकरण खरीदे, और उत्पादन प्रक्रिया के दौरान प्रक्रिया को लगातार अनुकूलित किया, कच्ची रेत को मिलाने के लिए सिरेमिक रेत और स्क्रबिंग रेत का उपयोग किया। वर्तमान में, लेपित रेत को मोटे तौर पर निम्नलिखित तालिका के अनुसार कार्यान्वित किया जाता है:
| टर्बोचार्जर हाउसिंग के लिए सिरेमिक रेत-लेपित रेत प्रक्रिया | ||||
| रेत का आकार | सिरेमिक रेत की दर % | राल अतिरिक्त % | झुकने की शक्ति एमपीए | गैस आउटपुट एमएल/जी |
| एएफएस50 | 30-50 | 1.6-1.9 | 6.5-8 | ≤12 |
पिछले कुछ वर्षों में, इस संयंत्र की उत्पादन प्रक्रिया स्थिर रूप से चल रही है, कास्टिंग की गुणवत्ता अच्छी है, और आर्थिक और पर्यावरणीय लाभ उल्लेखनीय हैं। सारांश इस प्रकार है:
एक। सिरेमिक रेत का उपयोग करना, या कोर बनाने के लिए सिरेमिक रेत और सिलिका रेत के मिश्रण का उपयोग करना, रेत चिपकने, सिंटरिंग, वेनिंग और कास्टिंग के थर्मल क्रैकिंग जैसे दोषों को समाप्त करता है, और स्थिर और कुशल उत्पादन का एहसास करता है;
बी। कोर कास्टिंग, उच्च उत्पादन दक्षता, कम रेत-लोहे का अनुपात (आम तौर पर 2:1 से अधिक नहीं), कम कच्ची रेत की खपत, और कम लागत;
सी। कोर डालना अपशिष्ट रेत के समग्र पुनर्चक्रण और पुनर्जनन के लिए अनुकूल है, और पुनर्जनन के लिए थर्मल पुनर्ग्रहण को समान रूप से अपनाया जाता है। पुनर्जीवित रेत का प्रदर्शन रेत को साफ़ करने के लिए नई रेत के स्तर तक पहुंच गया है, जिससे कच्ची रेत की खरीद लागत को कम करने और ठोस अपशिष्ट निर्वहन को कम करने का प्रभाव प्राप्त हुआ है;
डी। नई सिरेमिक रेत की मात्रा निर्धारित करने के लिए पुनर्जीवित रेत में सिरेमिक रेत की सामग्री की बार-बार जांच करना आवश्यक है;
ई. सिरेमिक रेत में गोल आकार, अच्छी तरलता और बड़ी विशिष्टता होती है। जब सिलिका रेत के साथ मिलाया जाता है, तो अलगाव पैदा करना आसान होता है। यदि आवश्यक हो, तो रेत शूटिंग प्रक्रिया को समायोजित करने की आवश्यकता है;
एफ। फिल्म को कवर करते समय, उच्च गुणवत्ता वाले फेनोलिक राल का उपयोग करने का प्रयास करें, और विभिन्न एडिटिव्स का सावधानी से उपयोग करें।
4. इंजन एल्यूमीनियम मिश्र धातु सिलेंडर हेड में सिरेमिक रेत का अनुप्रयोग
ऑटोमोबाइल की शक्ति में सुधार करने, ईंधन की खपत कम करने, निकास प्रदूषण को कम करने और पर्यावरण की रक्षा के लिए, हल्के ऑटोमोबाइल ऑटोमोबाइल उद्योग के विकास की प्रवृत्ति हैं। वर्तमान में, ऑटोमोटिव इंजन (डीजल इंजन सहित) कास्टिंग, जैसे कि सिलेंडर ब्लॉक और सिलेंडर हेड, आमतौर पर एल्यूमीनियम मिश्र धातु के साथ डाले जाते हैं, और सिलेंडर ब्लॉक और सिलेंडर हेड की कास्टिंग प्रक्रिया, जब रेत कोर, धातु मोल्ड गुरुत्वाकर्षण कास्टिंग और कम दबाव का उपयोग किया जाता है कास्टिंग (एलपीडीसी) सबसे अधिक प्रतिनिधि हैं।
एल्यूमीनियम मिश्र धातु सिलेंडर ब्लॉक और हेड कास्टिंग की रेत कोर, लेपित रेत और कोल्ड बॉक्स प्रक्रिया अधिक सामान्य है, जो उच्च-परिशुद्धता और बड़े पैमाने पर उत्पादन विशेषताओं के लिए उपयुक्त है। सिरेमिक रेत का उपयोग करने की विधि कच्चा लोहा सिलेंडर हेड के उत्पादन के समान है। एल्यूमीनियम मिश्र धातु के कम डालने के तापमान और छोटे विशिष्ट गुरुत्व के कारण, आमतौर पर कम ताकत वाली कोर रेत का उपयोग किया जाता है, जैसे कि किसी कारखाने में कोल्ड बॉक्स रेत कोर, जोड़े गए राल की मात्रा 0.5-0.6% होती है, और तन्य शक्ति होती है 0.8-1.2 एमपीए. कोर रेत की आवश्यकता है, इसमें अच्छी तरह से बंधने की क्षमता है। सिरेमिक रेत के उपयोग से राल की मात्रा कम हो जाती है और रेत कोर के पतन में काफी सुधार होता है।
हाल के वर्षों में, उत्पादन वातावरण को बेहतर बनाने और कास्टिंग की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए, अकार्बनिक बाइंडर्स (संशोधित वॉटर ग्लास, फॉस्फेट बाइंडर्स इत्यादि सहित) के अधिक से अधिक शोध और अनुप्रयोग हो रहे हैं। नीचे दी गई तस्वीर सिरेमिक रेत अकार्बनिक बाइंडर कोर रेत एल्यूमीनियम मिश्र धातु सिलेंडर हेड का उपयोग करने वाले कारखाने की कास्टिंग साइट है।
फैक्ट्री कोर बनाने के लिए सिरेमिक रेत अकार्बनिक बाइंडर का उपयोग करती है, और जोड़े गए बाइंडर की मात्रा 1.8 ~ 2.2% है। सिरेमिक रेत की अच्छी तरलता के कारण, रेत का कोर घना होता है, सतह पूर्ण और चिकनी होती है, और साथ ही, गैस उत्पादन की मात्रा छोटी होती है, यह कास्टिंग की उपज में काफी सुधार करती है, कोर रेत की ढहने की क्षमता में सुधार करती है। , उत्पादन वातावरण में सुधार करता है, और हरित उत्पादन का एक मॉडल बन जाता है।
इंजन कास्टिंग उद्योग में सिरेमिक रेत के अनुप्रयोग ने उत्पादन क्षमता में सुधार किया है, काम के माहौल में सुधार किया है, कास्टिंग दोषों को हल किया है, और महत्वपूर्ण आर्थिक लाभ और अच्छे पर्यावरणीय लाभ प्राप्त किए हैं।
इंजन फाउंड्री उद्योग को कोर रेत के पुनर्जनन को बढ़ाना जारी रखना चाहिए, सिरेमिक रेत की उपयोग दक्षता में और सुधार करना चाहिए और ठोस अपशिष्ट उत्सर्जन को कम करना चाहिए।
उपयोग प्रभाव और उपयोग के दायरे के दृष्टिकोण से, सिरेमिक रेत वर्तमान में इंजन कास्टिंग उद्योग में सर्वोत्तम व्यापक प्रदर्शन और सबसे बड़ी खपत के साथ कास्टिंग विशेष रेत है।
पोस्ट समय: मार्च-27-2023
