वाल्व ढलाई प्रक्रिया का परिचय

वाल्व बॉडी की ढलाई वाल्व निर्माण प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, और वाल्व ढलाई की गुणवत्ता ही वाल्व की गुणवत्ता निर्धारित करती है। निम्नलिखित में वाल्व उद्योग में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली कई ढलाई प्रक्रिया विधियों का परिचय दिया गया है:

सैंड कास्टिंग:

वाल्व उद्योग में आमतौर पर इस्तेमाल होने वाली रेत ढलाई को विभिन्न बाइंडरों के आधार पर हरी रेत, सूखी रेत, वाटर ग्लास रेत और फुरान रेजिन सेल्फ-हार्डनिंग रेत में विभाजित किया जा सकता है।

(1) ग्रीन सैंड एक मोल्डिंग प्रक्रिया है जिसमें बेंटोनाइट को बाइंडर के रूप में उपयोग किया जाता है।

इसकी विशेषताएं इस प्रकार हैं:तैयार रेत के सांचे को सुखाने या सख्त करने की आवश्यकता नहीं होती है, रेत के सांचे में एक निश्चित गीली मजबूती होती है, और रेत के कोर और सांचे के खोल की उपज अच्छी होती है, जिससे ढलाई को साफ करना और निकालना आसान हो जाता है। सांचे की उत्पादन क्षमता उच्च है, उत्पादन चक्र छोटा है, सामग्री की लागत कम है, और असेंबली लाइन उत्पादन को व्यवस्थित करना सुविधाजनक है।

इसके नुकसान इस प्रकार हैं:ढलाई में छिद्र, रेत की अशुद्धियाँ और रेत का चिपकना जैसी कमियाँ होने की संभावना रहती है, और ढलाई की गुणवत्ता, विशेष रूप से आंतरिक गुणवत्ता, आदर्श नहीं होती है।

इस्पात ढलाई के लिए हरी रेत के अनुपात और प्रदर्शन की तालिका:

(2) सूखी रेत एक मोल्डिंग प्रक्रिया है जिसमें मिट्टी को बाइंडर के रूप में उपयोग किया जाता है। थोड़ी मात्रा में बेंटोनाइट मिलाने से इसकी गीली मजबूती में सुधार हो सकता है।

इसकी विशेषताएं इस प्रकार हैं:रेत के सांचे को सुखाना आवश्यक है, इसमें हवा का अच्छा संवहन होता है, यह रेत के धुलने, रेत के चिपकने और छिद्रों जैसे दोषों से ग्रस्त नहीं होता है, और ढलाई की अंतर्निहित गुणवत्ता अच्छी होती है।

इसके नुकसान इस प्रकार हैं:इसके लिए रेत सुखाने वाले उपकरणों की आवश्यकता होती है और उत्पादन चक्र लंबा होता है।

(3) वाटर ग्लास रेत एक मॉडलिंग प्रक्रिया है जिसमें वाटर ग्लास को बाइंडर के रूप में उपयोग किया जाता है। इसकी विशेषताएँ हैं: वाटर ग्लास में CO2 के संपर्क में आने पर स्वतः कठोर होने का गुण होता है, और मॉडलिंग और कोर बनाने के लिए गैस कठोरता विधि के कई लाभ होते हैं, लेकिन इसमें मोल्ड शेल की खराब ढहने की क्षमता, कास्टिंग की रेत की सफाई में कठिनाई और पुरानी रेत की कम पुनर्जनन और पुनर्चक्रण दर जैसी कमियाँ हैं।

वाटर ग्लास सीओ2 हार्डनिंग सैंड की अनुपात और प्रदर्शन तालिका:

(4) फुरान राल स्व-कठोरता रेत मोल्डिंग एक ढलाई प्रक्रिया है जिसमें फुरान राल का उपयोग बाइंडर के रूप में किया जाता है। कमरे के तापमान पर क्यूरिंग एजेंट की क्रिया के तहत बाइंडर की रासायनिक प्रतिक्रिया के कारण मोल्डिंग रेत ठोस हो जाती है। इसकी विशेषता यह है कि रेत के सांचे को सुखाने की आवश्यकता नहीं होती है, जिससे उत्पादन चक्र छोटा हो जाता है और ऊर्जा की बचत होती है। राल मोल्डिंग रेत को आसानी से संकुचित किया जा सकता है और इसमें अच्छे विघटन गुण होते हैं। ढलाई की मोल्डिंग रेत को साफ करना आसान होता है। ढलाई में उच्च आयामी सटीकता और अच्छी सतह फिनिश होती है, जिससे ढलाई की गुणवत्ता में काफी सुधार होता है। इसके नुकसान हैं: कच्ची रेत के लिए उच्च गुणवत्ता की आवश्यकताएं, उत्पादन स्थल पर हल्की तीखी गंध और राल की उच्च लागत।

फ्यूरान रेजिन नो-बेक सैंड मिक्सचर का अनुपात और मिश्रण प्रक्रिया:

फुरान रेजिन सेल्फ-हार्डनिंग सैंड बनाने की प्रक्रिया: रेजिन सेल्फ-हार्डनिंग सैंड बनाने के लिए निरंतर सैंड मिक्सर का उपयोग करना सर्वोत्तम है। कच्ची रेत, रेजिन, क्यूरिंग एजेंट आदि को क्रम से डालकर तेजी से मिलाया जाता है। इसे किसी भी समय मिलाकर उपयोग किया जा सकता है।

रेजिन रेत मिलाते समय विभिन्न कच्चे माल को मिलाने का क्रम इस प्रकार है:

कच्ची रेत + उपचारक (पी-टोल्यूएनसल्फोनीक अम्ल का जलीय घोल) – (120 ~ 180°C) – रेज़िन + सिलान – (60 ~ 90°C) – रेत उत्पादन

(5) विशिष्ट रेत ढलाई उत्पादन प्रक्रिया:

परिशुद्ध ढलाई:

हाल के वर्षों में, वाल्व निर्माताओं ने ढलाई की दिखावट की गुणवत्ता और आयामी सटीकता पर अधिक ध्यान देना शुरू कर दिया है। अच्छी दिखावट बाजार की मूलभूत आवश्यकता है, और यही मशीनिंग के पहले चरण के लिए स्थिति निर्धारण का मानदंड भी है।

वाल्व उद्योग में आमतौर पर इस्तेमाल होने वाली सटीक ढलाई विधि इन्वेस्टमेंट कास्टिंग है, जिसका संक्षिप्त परिचय निम्नलिखित है:

(1) विलयन ढलाई की दो प्रक्रिया विधियाँ:

① निम्न तापमान मोम आधारित मोल्ड सामग्री (स्टीयरिक एसिड + पैराफिन), निम्न दबाव मोम इंजेक्शन, वाटर ग्लास शेल, गर्म पानी डीवैक्सिंग, वायुमंडलीय पिघलने और डालने की प्रक्रिया का उपयोग करते हुए, मुख्य रूप से सामान्य गुणवत्ता आवश्यकताओं के साथ कार्बन स्टील और निम्न मिश्र धातु इस्पात कास्टिंग के लिए उपयोग किया जाता है, कास्टिंग की आयामी सटीकता राष्ट्रीय मानक CT7~9 तक पहुंच सकती है।

2. मध्यम तापमान राल-आधारित मोल्ड सामग्री, उच्च दबाव मोम इंजेक्शन, सिलिका सोल मोल्ड शेल, भाप डीवैक्सिंग, तीव्र वायुमंडलीय या वैक्यूम पिघलने वाली कास्टिंग प्रक्रिया का उपयोग करके, कास्टिंग की आयामी सटीकता CT4-6 परिशुद्धता कास्टिंग तक पहुंच सकती है।

(2) निवेश ढलाई की विशिष्ट प्रक्रिया प्रवाह:

(3) निवेश ढलाई की विशेषताएँ:

① ढलाई में उच्च आयामी सटीकता, चिकनी सतह और अच्छी दिखावट गुणवत्ता है।

2. अन्य प्रक्रियाओं से जिन जटिल संरचनाओं और आकृतियों वाले भागों को संसाधित करना मुश्किल होता है, उन्हें ढालना संभव है।

③ ढलाई सामग्री सीमित नहीं है, विभिन्न मिश्र धातु सामग्री जैसे: कार्बन स्टील, स्टेनलेस स्टील, मिश्र धातु स्टील, एल्यूमीनियम मिश्र धातु, उच्च तापमान मिश्र धातु और कीमती धातुएं, विशेष रूप से मिश्र धातु सामग्री जिन्हें गढ़ना, वेल्ड करना और काटना मुश्किल होता है।

④ उत्पादन में अच्छी लचीलता और मजबूत अनुकूलन क्षमता। इसका बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जा सकता है, और यह एकल इकाई या छोटे बैच उत्पादन के लिए भी उपयुक्त है।

⑤ निवेश ढलाई की भी कुछ सीमाएँ हैं, जैसे: जटिल प्रक्रिया प्रवाह और लंबा उत्पादन चक्र। उपयोग की जा सकने वाली ढलाई तकनीकों की सीमितता के कारण, दबाव-सहनशील पतले खोल वाले वाल्व ढलाई के लिए इसका उपयोग करते समय इसकी दबाव-सहन क्षमता बहुत अधिक नहीं हो सकती है।

ढलाई दोषों का विश्लेषण

किसी भी ढलाई में आंतरिक दोष हो सकते हैं, इन दोषों की मौजूदगी ढलाई की आंतरिक गुणवत्ता के लिए गंभीर खतरे पैदा करती है, और उत्पादन प्रक्रिया में इन दोषों को दूर करने के लिए वेल्डिंग मरम्मत भी उत्पादन प्रक्रिया पर भारी बोझ डालती है। विशेष रूप से, वाल्व पतली परत वाली ढलाई होती हैं जो दबाव और तापमान को सहन करती हैं, और उनकी आंतरिक संरचनाओं की सघनता बहुत महत्वपूर्ण होती है। इसलिए, ढलाई के आंतरिक दोष ढलाई की गुणवत्ता को प्रभावित करने वाला निर्णायक कारक बन जाते हैं।

वाल्व कास्टिंग के आंतरिक दोषों में मुख्य रूप से छिद्र, स्लैग समावेशन, संकुचन छिद्र और दरारें शामिल हैं।

(1) छिद्र:गैस के कारण छिद्र उत्पन्न होते हैं, छिद्रों की सतह चिकनी होती है, और वे ढलाई की सतह के अंदर या उसके पास उत्पन्न होते हैं, और उनका आकार अधिकतर गोल या आयताकार होता है।

छिद्र उत्पन्न करने वाली गैसों के मुख्य स्रोत निम्नलिखित हैं:

① ढलाई के दौरान धातु में घुली हुई नाइट्रोजन और हाइड्रोजन धातु में समाहित हो जाती हैं, जिससे धात्विक चमक वाली बंद गोलाकार या अंडाकार आंतरिक दीवारें बनती हैं।

② मोल्डिंग सामग्री में मौजूद नमी या वाष्पशील पदार्थ गर्म होने के कारण गैस में परिवर्तित हो जाएंगे, जिससे गहरे भूरे रंग की आंतरिक दीवारों वाले छिद्र बन जाएंगे।

③ धातु को डालने की प्रक्रिया के दौरान, अस्थिर प्रवाह के कारण, हवा छिद्रों के निर्माण में शामिल हो जाती है।

स्टोमेटल दोष की रोकथाम विधि:

① धातु गलाने की प्रक्रिया में, जंग लगे धातु के कच्चे माल का उपयोग यथासंभव कम से कम या बिल्कुल भी नहीं किया जाना चाहिए, और औजारों और करछुल को पकाकर सुखाया जाना चाहिए।

2. पिघले हुए स्टील को उच्च तापमान पर डाला जाना चाहिए और कम तापमान पर डाला जाना चाहिए, और गैस के तैरने में सुविधा के लिए पिघले हुए स्टील को उचित रूप से ठंडा किया जाना चाहिए।

③ पोरिंग राइजर की प्रक्रिया डिजाइन में पिघले हुए स्टील के दबाव शीर्ष को बढ़ाना चाहिए ताकि गैस फंसने से बचा जा सके और उचित निकास के लिए एक कृत्रिम गैस पथ स्थापित किया जा सके।

④ मोल्डिंग सामग्री में पानी की मात्रा और गैस की मात्रा को नियंत्रित किया जाना चाहिए, वायु पारगम्यता को बढ़ाया जाना चाहिए, और रेत के सांचे और रेत के कोर को जितना संभव हो उतना पकाया और सुखाया जाना चाहिए।

(2) संकुचन गुहा (ढीला):ढलाई के भीतर (विशेषकर गर्म स्थान पर) पाई जाने वाली यह एक सुसंगत या असंगत वृत्ताकार या अनियमित गुहा (कैविटी) होती है, जिसकी भीतरी सतह खुरदरी और रंग गहरा होता है। इसमें मोटे क्रिस्टलीय कण, अधिकतर डेंड्राइट के रूप में, एक या अधिक स्थानों पर एकत्रित होते हैं, जिससे हाइड्रोलिक परीक्षण के दौरान रिसाव होने की संभावना रहती है।

सिकुड़न के कारण गुहा (ढीलापन) का कारण:धातु के तरल अवस्था से ठोस अवस्था में बदलने पर आयतन में कमी आती है। यदि इस समय पर्याप्त मात्रा में पिघला हुआ इस्पात न डाला जाए, तो संकुचन गुहा बनना तय है। इस्पात ढलाई में संकुचन गुहा का मुख्य कारण क्रमिक ठोसकरण प्रक्रिया का ठीक से नियंत्रण न होना है। इसके कारणों में राइज़र की गलत सेटिंग, पिघले हुए इस्पात का अत्यधिक उच्च प्रक्षेपण तापमान और धातु का अधिक संकुचन शामिल हो सकते हैं।

सिकुड़न के कारण होने वाली गुहाओं (ढीलेपन) को रोकने के तरीके:① पिघले हुए स्टील के क्रमिक जमने को सुनिश्चित करने के लिए ढलाई की ढलाई प्रणाली को वैज्ञानिक रूप से डिज़ाइन करें, और जो भाग पहले जमते हैं उन्हें पिघले हुए स्टील से पुनः भरते रहें। ② क्रमिक जमने को सुनिश्चित करने के लिए राइज़र, सब्सिडिज़, आंतरिक और बाहरी कोल्ड आयरन को सही और उचित रूप से सेट करें। ③ पिघले हुए स्टील को डालते समय, राइज़र से ऊपर से इंजेक्शन लगाने से पिघले हुए स्टील का तापमान और फीडिंग सुनिश्चित होती है, और सिकुड़न के कारण बनने वाली गुहाओं की संभावना कम हो जाती है। ④ ढलाई की गति के संदर्भ में, धीमी गति से ढलाई करना तेज़ गति से ढलाई करने की तुलना में क्रमिक जमने के लिए अधिक अनुकूल है। ⑸ ढलाई का तापमान बहुत अधिक नहीं होना चाहिए। पिघले हुए स्टील को भट्टी से उच्च तापमान पर निकालकर जमने के बाद डाला जाता है, जिससे सिकुड़न के कारण बनने वाली गुहाओं की संभावना कम हो जाती है।

(3) रेत के कण (स्लैग):रेत के कण (स्लैग), जिन्हें आमतौर पर फफोले कहा जाता है, ढलाई के अंदर दिखाई देने वाले असंतत गोलाकार या अनियमित छेद होते हैं। ये छेद ढलाई की रेत या स्टील स्लैग से मिश्रित होते हैं, जिनका आकार अनियमित होता है और वे इनमें एकत्रित होते हैं। ये एक या अधिक स्थानों पर, अक्सर ऊपरी भाग पर अधिक संख्या में पाए जाते हैं।

रेत (स्लैग) के समावेशन के कारण:ढलाई या ढलाई प्रक्रिया के दौरान पिघले हुए स्टील के साथ अलग-अलग स्टील स्लैग के सांचे में प्रवेश करने से स्लैग समावेशन होता है। मोल्डिंग के दौरान सांचे की गुहा की अपर्याप्त जकड़न के कारण रेत समावेशन होता है। जब पिघला हुआ स्टील सांचे की गुहा में डाला जाता है, तो मोल्डिंग रेत पिघले हुए स्टील के साथ बहकर ढलाई के अंदरूनी हिस्से में प्रवेश कर जाती है। इसके अलावा, ट्रिमिंग और बॉक्स बंद करने के दौरान अनुचित संचालन और रेत के गिरने की घटना भी रेत समावेशन के कारण हैं।

रेत के कणों (स्लैग) को रोकने के तरीके:① पिघले हुए स्टील को पिघलाते समय, निकलने वाली गैस और स्लैग को यथासंभव पूरी तरह से बाहर निकाल देना चाहिए। ② पिघले हुए स्टील को डालने वाले बैग को पलटने की कोशिश न करें, बल्कि स्लैग को पिघले हुए स्टील के साथ सांचे में जाने से रोकने के लिए टीपॉट बैग या बॉटम पोरिंग बैग का उपयोग करें। ③ पिघले हुए स्टील को डालते समय, यह सुनिश्चित करने के उपाय किए जाने चाहिए कि स्लैग पिघले हुए स्टील के साथ सांचे के अंदर न जाए। ④ रेत के प्रवेश की संभावना को कम करने के लिए, सांचे को बनाते समय रेत के सांचे की जकड़न सुनिश्चित करें, ट्रिमिंग करते समय रेत न गिरने का ध्यान रखें, और सांचे को बंद करने से पहले उसे अच्छी तरह से साफ कर लें।

(4) दरारें:ढलाई में पाई जाने वाली अधिकांश दरारें गर्म दरारें होती हैं, जिनका आकार अनियमित होता है, जो धातु में प्रवेश कर सकती हैं या नहीं कर सकती हैं, निरंतर या रुक-रुक कर हो सकती हैं, और दरारों पर धातु का रंग गहरा होता है या उस पर सतही ऑक्सीकरण होता है।

दरारों के कारणयानी उच्च तापमान तनाव और तरल फिल्म विरूपण।

उच्च तापमान पर पिघले हुए इस्पात के संकुचन और विरूपण से उत्पन्न उच्च-तापमान तनाव कहलाता है। जब यह तनाव इस तापमान पर धातु की सामर्थ्य या प्लास्टिक विरूपण सीमा से अधिक हो जाता है, तो दरारें उत्पन्न हो जाती हैं। द्रव परत विरूपण पिघले हुए इस्पात के जमने और क्रिस्टलीकरण की प्रक्रिया के दौरान क्रिस्टल कणों के बीच द्रव परत का निर्माण है। जमने और क्रिस्टलीकरण की प्रक्रिया के साथ-साथ द्रव परत विकृत हो जाती है। जब विरूपण की मात्रा और गति एक निश्चित सीमा से अधिक हो जाती है, तो दरारें उत्पन्न हो जाती हैं। तापीय दरारों का तापमान लगभग 1200 से 1450 डिग्री सेल्सियस होता है।

दरारों को प्रभावित करने वाले कारक:

① इस्पात में मौजूद एस और पी तत्व दरारों के लिए हानिकारक कारक हैं, और लोहे के साथ उनकी यूटेक्टिक्स उच्च तापमान पर ढले हुए इस्पात की ताकत और प्लास्टिसिटी को कम कर देती है, जिसके परिणामस्वरूप दरारें पड़ जाती हैं।

2. स्टील में स्लैग का समावेश और पृथक्करण तनाव सांद्रता को बढ़ाता है, जिससे गर्म दरार पड़ने की प्रवृत्ति बढ़ जाती है।

③ इस्पात के प्रकार का रैखिक संकुचन गुणांक जितना अधिक होगा, गर्म दरार पड़ने की प्रवृत्ति उतनी ही अधिक होगी।

④ इस्पात के प्रकार की तापीय चालकता जितनी अधिक होगी, पृष्ठ तनाव उतना ही अधिक होगा, उच्च तापमान पर यांत्रिक गुण उतने ही बेहतर होंगे, और गर्म दरार पड़ने की प्रवृत्ति उतनी ही कम होगी।

⑤ ढलाई की संरचनात्मक डिजाइन निर्माण क्षमता में खराब है, जैसे कि बहुत छोटे गोल कोने, दीवार की मोटाई में बड़ी असमानता और गंभीर तनाव एकाग्रता, जिससे दरारें पड़ सकती हैं।

⑥रेत के सांचे की सघनता बहुत अधिक है, और कोर की कम उपज ढलाई के संकुचन में बाधा डालती है और दरारों की प्रवृत्ति को बढ़ाती है।

⑦अन्य कारक, जैसे कि राइजर की अनुचित व्यवस्था, ढलाई का बहुत तेजी से ठंडा होना, राइजर की कटाई और ऊष्मा उपचार के कारण होने वाला अत्यधिक तनाव आदि भी दरारों के निर्माण को प्रभावित करेंगे।

उपरोक्त दरारों के कारणों और उन्हें प्रभावित करने वाले कारकों के आधार पर, दरार दोषों की घटना को कम करने और उनसे बचने के लिए उपयुक्त उपाय किए जा सकते हैं।

ढलाई दोषों के कारणों के उपरोक्त विश्लेषण के आधार पर, मौजूदा समस्याओं का पता लगाकर और तदनुसार सुधार के उपाय करके, हम ढलाई दोषों का समाधान ढूंढ सकते हैं, जो ढलाई की गुणवत्ता में सुधार के लिए सहायक होगा।