મેટલ કાસ્ટિંગ પ્રક્રિયા

કાસ્ટિંગ એ માનવજાત માટે જાણીતી સૌથી પ્રાચીન ધાતુ-આકારની પદ્ધતિઓમાંની એક છે. તેનો સામાન્ય રીતે અર્થ થાય છે પીગળેલી ધાતુને પ્રત્યાવર્તન મોલ્ડમાં ઠાલવવી અને તેને નક્કર થવા દેવું. જ્યારેનક્કર, ઇચ્છિત ધાતુના પદાર્થને પ્રત્યાવર્તન ઘાટમાંથી બહાર કાઢવામાં આવે છે કાં તો ઘાટ તોડીને અથવા ઘાટને અલગ કરીને. નક્કર પદાર્થને કાસ્ટિંગ કહેવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયાને સ્થાપન પણ કહેવામાં આવે છે, અને આધુનિક ફેક્ટરી કે જે મેટલ ભાગોને કાસ્ટ કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે તેને કહેવામાં આવે છેફાઉન્ડ્રી.

1. કાસ્ટિંગ પ્રક્રિયાનો ઇતિહાસ
કાસ્ટિંગ પ્રક્રિયા કદાચ લગભગ 3500 બીસીની આસપાસ મેસોપોટેમીયામાં મળી આવી હતી. તે સમયગાળા દરમિયાન વિશ્વના ઘણા ભાગોમાં, તાંબાની કુહાડીઓ અને અન્ય સપાટ વસ્તુઓ પથ્થરમાંથી બનેલા ખુલ્લા મોલ્ડમાં અથવા શેકવામાં આવી હતી.માટી આ મોલ્ડ અનિવાર્યપણે એક ટુકડામાં હતા. પરંતુ પછીના સમયગાળામાં, જ્યારે ગોળ વસ્તુઓ બનાવવાની જરૂર હતી, ત્યારે આવા મોલ્ડને બે અથવા વધુ ભાગોમાં વિભાજિત કરવામાં આવ્યા હતા જેથી ગોળ વસ્તુઓને પાછી ખેંચી શકાય.કાંસ્ય યુગ (c 2000 BC) કાસ્ટિંગ પ્રક્રિયામાં વધુ શુદ્ધતા લાવ્યા. કદાચ પ્રથમ વખત, વસ્તુઓમાં હોલો પોકેટ્સ બનાવવા માટે કોરની શોધ કરવામાં આવી હતી. આ કોરો બેકડ માટીના બનેલા હતા.ઉપરાંત, સિર પરડ્યુ અથવા લોસ્ટ વેક્સ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ ઘરેણાં બનાવવા અને સુંદર કામ કરવા માટે કરવામાં આવતો હતો.

લગભગ 1500 બીસીથી ચાઈનીઝ દ્વારા કાસ્ટિંગ ટેકનોલોજીમાં ઘણો સુધારો કરવામાં આવ્યો છે. તે પહેલાં, ચીનમાં કાસ્ટિંગ પ્રવૃત્તિ મળી હોવાના કોઈ પુરાવા નથી. તેઓ મહાન હોય તેવું લાગતું નથીcire perdue પ્રક્રિયા સાથે પરિચિત અને તેનો બહોળો ઉપયોગ કર્યો નથી પરંતુ તેના બદલે અત્યંત જટિલ નોકરીઓ બનાવવા માટે મલ્ટી-પીસ મોલ્ડમાં વિશેષતા ધરાવે છે. તેઓએ ઘાટને છેલ્લી વિગત સુધી પૂર્ણ કરવામાં ઘણો સમય વિતાવ્યો જેથી ભાગ્યે જમોલ્ડમાંથી બનાવેલ કાસ્ટિંગ પર કોઈપણ અંતિમ કાર્ય જરૂરી હતું. તેઓએ સંભવતઃ ત્રીસ કે તેથી વધુની સંખ્યા ધરાવતા કાળજીપૂર્વક ફીટ કરેલા ટુકડાઓ ધરાવતા પીસ મોલ્ડ બનાવ્યા હતા. વાસ્તવમાં, આવા ઘણા મોલ્ડ શોધી કાઢવામાં આવ્યા છેચાઇનાના વિવિધ ભાગોમાં પુરાતત્વીય ખોદકામનો ઉપયોગ.

સિંધુ ખીણની સંસ્કૃતિ આભૂષણો, શસ્ત્રો, સાધનો અને વાસણો માટે તાંબા અને કાંસાના કાસ્ટિંગના વ્યાપક ઉપયોગ માટે પણ જાણીતી છે. પરંતુ ટેક્નોલોજીમાં બહુ સુધારો જોવા મળ્યો ન હતો. વરી થીસિંધુ ખીણના સ્થળો પરથી ઉત્ખનન કરાયેલી વસ્તુઓ અને પૂતળાઓ, તેઓ તમામ જાણીતી કાસ્ટિંગ પદ્ધતિઓ જેમ કે ઓપન મોલ્ડ, પીસ મોલ્ડ અને સિર પરડ્યુ પ્રક્રિયાથી પરિચિત હોવાનું જણાય છે.

જો કે ક્રુસિબલ સ્ટીલની શોધનો શ્રેય ભારતને આપી શકાય તેમ હોવા છતાં, ભારતમાં લોખંડની વધુ સ્થાપના જોવા મળી નથી. એવા પુરાવા છે કે સીરિયા અને પર્શિયામાં 1000 બીસીની આસપાસ લોખંડની સ્થાપના શરૂ થઈ હતી. તે દેખાય છેકેઆયર્ન-કાસ્ટિંગ300 બીસીની આસપાસ એલેક્ઝાન્ડર ધ ગ્રેટના આક્રમણના સમયથી ભારતમાં ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરવામાં આવી રહ્યો છે.

હાલમાં દિલ્હીમાં કુતુબ મિનાર પાસે આવેલો પ્રખ્યાત લોખંડનો સ્તંભ પ્રાચીન ભારતીયોની ધાતુશાસ્ત્રની કુશળતાનું ઉદાહરણ છે. તે 7.2 મીટર લાંબુ છે અને તે શુદ્ધ નબળું આયર્નથી બનેલું છે. આનું હોવાનું મનાય છેગુપ્ત વંશના ચંદ્રગુપ્ત II (375-413 એડી)નો સમયગાળો. બહાર ખુલ્લી હવામાં ઉભેલા આ થાંભલા પર કાટ લાગવાનો દર વ્યવહારીક રીતે શૂન્ય છે અને દાટેલા ભાગ પર પણ કાટ લાગવાનો દર અત્યંત ધીમી ગતિએ છે. આપહેલા કાસ્ટ કરવામાં આવ્યો હોવો જોઈએ અને પછી અંતિમ આકારમાં હેમર કરવામાં આવ્યો હોવો જોઈએ.

2. ફાયદા અને મર્યાદાઓ
કાસ્ટિંગ પ્રક્રિયા તેના ઘણા ફાયદાઓને કારણે ઉત્પાદનમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. પીગળેલી સામગ્રી મોલ્ડ પોલાણમાં કોઈપણ નાના વિભાગમાં વહે છે અને જેમ કે, કોઈપણ જટિલ આકાર-આંતરિકઅથવા બાહ્ય–કાસ્ટિંગ પ્રક્રિયા સાથે બનાવી શકાય છે. વ્યવહારીક રીતે કોઈપણ સામગ્રીને કાસ્ટ કરવી શક્ય છે, ભલે તે ફેરસ હોય કે બિન-ફેરસ. આગળ, કાસ્ટિંગ મોલ્ડ માટે જરૂરી સાધનો ખૂબ જ સરળ છે અનેસસ્તું પરિણામે, અજમાયશ ઉત્પાદન અથવા નાના લોટના ઉત્પાદન માટે, તે એક આદર્શ પદ્ધતિ છે. કાસ્ટિંગ પ્રક્રિયામાં તે શક્ય છે, જ્યાં તે બરાબર જરૂરી હોય ત્યાં સામગ્રીનો જથ્થો મૂકવો. પરિણામેડિઝાઇનમાં વજનમાં ઘટાડો મેળવી શકાય છે.કાસ્ટિંગ્સસામાન્ય રીતે તમામ સિડમાંથી એકસરખી રીતે ઠંડુ કરવામાં આવે છે અને તેથી તેમની પાસે કોઈ દિશાત્મક ગુણધર્મો ન હોવાની અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે. ચોક્કસ ધાતુઓ અને મિશ્રધાતુઓ છેજે માત્ર કાસ્ટિંગ દ્વારા પ્રક્રિયા કરી શકાય છે અને ધાતુશાસ્ત્રની બાબતોને કારણે ફોર્જિંગ જેવી અન્ય કોઈપણ પ્રક્રિયા દ્વારા નહીં. કોઈપણ કદ અને વજનના કાસ્ટિંગ્સ, 200 ટન સુધી પણ બનાવી શકાય છે.

જો કે, પરિમાણીય ચોકસાઈ અને સપાટી પૂર્ણાહુતિ સામાન્ય દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છેરેતી-કાસ્ટિંગ પ્રક્રિયાઘણા કિસ્સાઓમાં અંતિમ અરજી માટે પર્યાપ્ત નથી. આ કિસ્સાઓને ધ્યાનમાં લેવા માટે, કેટલાક વિશિષ્ટ કાસ્ટિંગડાયકાસ્ટિંગ જેવી પ્રક્રિયાઓ વિકસાવવામાં આવી છે, જેની વિગતો પછીના પ્રકરણોમાં આપવામાં આવી છે. ઉપરાંત, રેતી-કાસ્ટિંગ પ્રક્રિયા અમુક અંશે શ્રમ-સઘન છે અને તેથી ઘણા સુધારાઓ તેને ધ્યાનમાં રાખીને કરવામાં આવે છે,જેમ કે મશીન મોલ્ડિંગ અને ફાઉન્ડ્રી યાંત્રીકરણ. કેટલીક સામગ્રીઓ સાથે તેમાં હાજર ભેજમાંથી ઉદ્ભવતા ખામીઓને દૂર કરવી ઘણીવાર મુશ્કેલ હોય છેરેતી કાસ્ટિંગ.

3. કાસ્ટિંગ શરતો
નીચેના પ્રકરણોમાં રેતી-કાસ્ટિંગની વિગતો જોવામાં આવશે, જે કાસ્ટિંગની મૂળભૂત પ્રક્રિયાને રજૂ કરે છે. પ્રક્રિયાની વિગતોમાં જતા પહેલા, સંખ્યાબંધ કાસ્ટિંગ શબ્દભંડોળના શબ્દોને વ્યાખ્યાયિત કરવું પડશેયોગ્ય

ફ્લાસ્ક- મોલ્ડિંગ ફ્લાસ્ક એ છે જે રેતીના ઘાટને અકબંધ રાખે છે. મોલ્ડ સ્ટ્રક્ચરમાં ફ્લાસ્કની સ્થિતિના આધારે, તેને ડ્રેગ, કોપ અને ચીક જેવા વિવિધ નામોથી ઓળખવામાં આવે છે. તે લાકડાનું બનેલું છેકામચલાઉ એપ્લિકેશન માટે અથવા વધુ સામાન્ય રીતે લાંબા ગાળાના ઉપયોગ માટે મેટલની.
ખેંચો- લોઅર મોલ્ડિંગ ફ્લાસ્ક
કોપ- ઉપલા મોલ્ડિંગ ફ્લાસ્ક
ગાલ- થ્રી-પીસ મોલ્ડિંગમાં વપરાતો મધ્યવર્તી મોલ્ડિંગ ફ્લાસ્ક.
પેટર્ન- પેટર્ન એ કેટલાક ફેરફારો સાથે બનાવવામાં આવનાર અંતિમ ઑબ્જેક્ટની પ્રતિકૃતિ છે. ઘાટની પોલાણ પેટર્નની મદદથી બનાવવામાં આવે છે.
વિદાય રેખા- આ બે મોલ્ડિંગ ફ્લાસ્ક વચ્ચેની વિભાજન રેખા છે જે રેતીના ઘાટ બનાવે છે. વિભાજિત પેટર્નમાં તે પેટર્નના બે ભાગો વચ્ચેની વિભાજન રેખા પણ છે
બોટમ બોર્ડ– આ સામાન્ય રીતે લાકડાનું બનેલું બોર્ડ છે, જેનો ઉપયોગ ઘાટ બનાવવાની શરૂઆતમાં થાય છે. પેટર્ન પ્રથમ તળિયે બોર્ડ પર રાખવામાં આવે છે, તેના પર રેતી છાંટવામાં આવે છે અને પછી ડ્રેગમાં રેમિંગ કરવામાં આવે છે.
રેતીનો સામનો કરવો- કાસ્ટિંગને વધુ સારી સપાટી પૂરી પાડવા માટે મોલ્ડિંગ કેવિટીની અંદરની સપાટી પર થોડી માત્રામાં કાર્બોનેસીયસ સામગ્રીનો છંટકાવ કરવામાં આવે છે.
મોલ્ડિંગ રેતી- તે મોલ્ડ કેવિટી બનાવવા માટે વપરાતી તાજી રીતે તૈયાર કરેલી પ્રત્યાવર્તન સામગ્રી છે. તે ઇચ્છિત પરિણામો મેળવવા માટે યોગ્ય પ્રમાણમાં સિલિકા માટી અને ભેજનું મિશ્રણ છે અને તે આસપાસઘાટ બનાવતી વખતે પેટર્ન.
બેકિંગ રેતી- તે તે છે જે મોલ્ડમાં જોવા મળતી મોટાભાગની પ્રત્યાવર્તન સામગ્રીનું નિર્માણ કરે છે. આ વપરાયેલી અને બળેલી રેતીથી બનેલું છે.
કોર- તેનો ઉપયોગ કાસ્ટિંગમાં હોલો કેવિટી બનાવવા માટે થાય છે.
બેસિન રેડવું- મોલ્ડની ટોચ પર એક નાનું ફનલ આકારનું પોલાણ જેમાં પીગળેલી ધાતુ રેડવામાં આવે છે.
સ્પુર- તે માર્ગ કે જેના દ્વારા રેડતા બેસિનમાંથી પીગળેલી ધાતુ મોલ્ડ કેવિટી સુધી પહોંચે છે. ઘણા કિસ્સાઓમાં તે ઘાટમાં ધાતુના પ્રવાહને નિયંત્રિત કરે છે.
દોડવીર- વિભાજન પ્લેનમાં પેસેજવેઝ કે જેના દ્વારા પીગળેલા ધાતુના પ્રવાહને તે ઘાટની પોલાણ સુધી પહોંચે તે પહેલાં નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે.
દરવાજો- વાસ્તવિક પ્રવેશ બિંદુ કે જેના દ્વારા પીગળેલી ધાતુ મોલ્ડ કેવિટીમાં પ્રવેશે છે.
ચૅપલેટ- ચૅપલેટ્સનો ઉપયોગ તેના પોતાના વજનની કાળજી લેવા અને મેટાલોસ્ટેટિક દળોને દૂર કરવા માટે મોલ્ડ કેવિટીની અંદર કોરોને ટેકો આપવા માટે થાય છે.
ચિલ- ચિલ્સ એ ધાતુની વસ્તુઓ છે, જે એકસમાન અથવા ઇચ્છિત ઠંડક દર પ્રદાન કરવા માટે કાસ્ટિંગના ઠંડક દરને વધારવા માટે ઘાટમાં મૂકવામાં આવે છે.
રાઈઝર- તે કાસ્ટિંગમાં પૂરા પાડવામાં આવેલ પીગળેલી ધાતુનો એક જળાશય છે જેથી જ્યારે ઘનકરણને કારણે ધાતુના જથ્થામાં ઘટાડો થાય ત્યારે ગરમ ધાતુ મોલ્ડ કેવિટીમાં પાછી ફરી શકે.

4. રેતીના ઘાટ બનાવવાની પ્રક્રિયા
લાક્ષણિક રેતીનો ઘાટ બનાવવા માટેની પ્રક્રિયા નીચેના પગલાંઓમાં વર્ણવેલ છે:

પ્રથમ, નીચેનું બોર્ડ કાં તો મોલ્ડિંગ પ્લેટફોર્મ પર અથવા ફ્લોર પર મૂકવામાં આવે છે, જે સપાટીને સમાન બનાવે છે. ડ્રેગ મોલ્ડિંગ ફ્લાસ્કને ડ્રેગ ભાગ સાથે તળિયે બોર્ડ પર ઊંધું રાખવામાં આવે છેબોર્ડ પર ફ્લાસ્કની મધ્યમાં પેટર્ન. પેટર્ન અને ફ્લાસ્કની દિવાલો વચ્ચે પૂરતી ક્લિયરન્સ હોવી જોઈએ જે 50 થી 100 મીમીના ક્રમમાં હોવી જોઈએ. સુકા સામનો રેતી ઉપર છાંટવામાં આવે છેનોનસ્ટીકી લેયર આપવા માટે બોર્ડ અને પેટર્ન. જરૂરી ગુણવત્તાની તાજી તૈયાર મોલ્ડિંગ રેતી હવે ડ્રેગમાં અને પેટર્ન પર 30 થી 50 મીમીની જાડાઈમાં રેડવામાં આવે છે. બાકીનું ડ્રેગ ફ્લાસ્ક છેસંપૂર્ણપણે બેકઅપ રેતીથી ભરેલું છે અને રેતીને કોમ્પેક્ટ કરવા માટે એકસરખી રીતે રેમ કરવામાં આવે છે. રેતીની રેમિંગ યોગ્ય રીતે થવી જોઈએ જેથી તે ખૂબ સખત કોમ્પેક્ટ ન થાય, જે વાયુઓનું બહાર નીકળવું મુશ્કેલ બનાવે છે,અથવા ખૂબ ઢીલું પણ નહીં, જેથી ઘાટમાં પૂરતી તાકાત ન હોય. રેમિંગ સમાપ્ત થયા પછી, ફ્લાસ્કમાં વધારાની રેતી ફ્લાસ્કની કિનારીઓના સ્તર સુધી ફ્લેટ બારનો ઉપયોગ કરીને સંપૂર્ણપણે સ્ક્રેપ કરવામાં આવે છે.

હવે, વેન્ટ વાયર સાથે, જે પોઈન્ટેડ છેડા સાથે 1-થી 2-મીમી વ્યાસનો વાયર છે, વેન્ટ છિદ્રો ફ્લાસ્કની સંપૂર્ણ ઊંડાઈ સુધી ખેંચવામાં આવે છે તેમજ વાયુઓને દૂર કરવાની સુવિધા માટે પેટર્નમાં બનાવવામાં આવે છે. કાસ્ટિંગ દરમિયાનમજબૂતીકરણ આ ડ્રેગની તૈયારી પૂર્ણ કરે છે.

ફિનિશ્ડ ડ્રેગ ફ્લાસ્ક હવે ફોટોમાં બતાવ્યા પ્રમાણે પેટર્નને ખુલ્લું પાડતા નીચેના બોર્ડ પર ફેરવવામાં આવે છે. સ્લિકનો ઉપયોગ કરીને, પેટર્નની આસપાસની રેતીની કિનારીઓનું સમારકામ કરવામાં આવે છે અને પેટર્નનો અડધો ભાગ મુકવામાં આવે છે.ડ્રેગ પેટર્ન, તેને ડોવેલ પિનની મદદથી સંરેખિત કરો. ડ્રેગની ટોચ પર કોપ ફ્લાસ્ક પિનની મદદથી ફરીથી સંરેખિત થાય છે. સૂકી વિદાય કરતી રેતી ડ્રેગ પર અને પેટર્ન પર છાંટવામાં આવે છે.

સ્પ્રુ પેસેજ બનાવવા માટે સ્પ્રુ પિન પેટર્નથી લગભગ 50 મીમીના નાના અંતરે સ્થિત છે. ઉપરાંત, જો જરૂરી હોય તો એરાઇઝર પિનને યોગ્ય જગ્યાએ અને તેના જેવી જ તાજી તૈયાર કરેલી મોલ્ડિંગ રેતી પર રાખવામાં આવે છેબેકિંગ રેતી સાથે ખેંચીને છાંટવામાં આવે છે. રેતીને સારી રીતે ઘસવામાં આવે છે, વધારાની રેતીને સ્ક્રેપ કરવામાં આવે છે અને ડ્રેગની જેમ કોપમાં વેન્ટ છિદ્રો બનાવવામાં આવે છે.

સ્પ્રુ પિન અને ઇ રાઇઝર પિન કાળજીપૂર્વક ફ્લાસ્કમાંથી પાછી ખેંચી લેવામાં આવે છે. બાદમાં, રેડતા બેસિનને સ્પ્રુની ટોચની નજીક કાપવામાં આવે છે. કોપ અને ડ્રેગ ઇન્ટરફેસ પર ડ્રેગ અને કોઈપણ છૂટક રેતીથી કોપને અલગ કરવામાં આવે છેઘૂંટણની મદદથી ખેંચીને ઉડાડી દેવામાં આવે છે. હવે, કોપ અને ડ્રેગ પેટર્નના અર્ધભાગને ડ્રો સ્પાઇક્સનો ઉપયોગ કરીને અને પેટર્નને ચારેબાજુ રેપ કરીને મોલ્ડ કેવિટીને સહેજ મોટું કરીને પાછી ખેંચી લેવામાં આવે છે જેથીમોલ્ડની દિવાલો ઉપાડવાની પેટર્નથી બગડતી નથી. દોડવીરો અને દરવાજાઓ બીબામાં બગાડ્યા વિના કાળજીપૂર્વક કાપવામાં આવે છે. દોડવીરો અને મોલ્ડ પોલાણમાં જોવા મળતી કોઈપણ વધારાની અથવા છૂટક રેતી ફૂંકાય છેઘંટડીનો ઉપયોગ કરીને દૂર. હવે, મોલ્ડ કેવિટી અને રનર્સ પર પેસ્ટના રૂપમાં ફેસિંગ રેતી લાગુ કરવામાં આવે છે, જે ફિનિશ્ડ કાસ્ટિંગને સારી સપાટી પૂરી પાડશે.

કોર બોક્સનો ઉપયોગ કરીને સૂકી રેતીની કોર તૈયાર કરવામાં આવે છે. યોગ્ય પકવવા પછી, તેને ફોટોમાં બતાવ્યા પ્રમાણે મોલ્ડ કેવિટીમાં મૂકવામાં આવે છે. ના માધ્યમથી બેની ગોઠવણીની કાળજી લેતા ડ્રેગ પર કોપને બદલવામાં આવે છેપિન પીગળેલી ધાતુને રેડતી વખતે ઉપરની તરફના મેટાલોસ્ટેટિક બળની કાળજી લેવા માટે કોપ પર યોગ્ય વજન રાખવામાં આવે છે. ફોટોમાં બતાવ્યા પ્રમાણે હવે મોલ્ડ રેડવા માટે તૈયાર છે.