कास्टिंग सामग्रीउत्पादों को इस तरह आकार देता हैजबड़े कोल्हू मशीन or घूर्णी कोल्हूवे हर चीज़ बनाने में मदद करते हैंशंकु कोल्हू भागोंएक कोमैंगनीज स्टील हथौड़ासही चुनाव मायने रखता है। एक शीर्ष यूरोपीय फाउंड्री की यह तालिका देखें:
| वार्षिक कच्चा लोहा उत्पादन | 23,000 टन |
| दोष दर | 5–7% |
पदार्थ विज्ञान में धातु, सिरेमिक, पॉलिमर और कंपोजिट शामिल हैं। सही कास्टिंग सामग्री की जानकारी इंजीनियरों को गुणवत्ता बढ़ाने और अपशिष्ट कम करने में मदद करती है।
चाबी छीनना
- सही कास्टिंग सामग्री का चयन करना, जैसे लोहा, स्टील,अल्युमीनियम, या प्लास्टिक, उत्पाद की गुणवत्ता, लागत और प्रदर्शन को सीधे प्रभावित करता है।
- लौह पदार्थों में लोहा होता है और वे मजबूत होते हैं, लेकिन उनमें जंग लग सकता है, जबकि अलौह पदार्थ जैसे एल्युमीनियम और तांबा जंग प्रतिरोधी होते हैं और हल्के होते हैं।
- प्लास्टिक और सिरेमिक में संक्षारण प्रतिरोध और ताप सहनशीलता जैसे अनूठे लाभ होते हैं, जो उन्हें विशेष अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाते हैं।
कास्टिंग सामग्री के मुख्य प्रकार
लौह कास्टिंग सामग्री: लोहा और इस्पात
लौह ढलाई सामग्री में लोहा और इस्पात शामिल हैं। इन धातुओं में लोहा मुख्य तत्व होता है। भारी मशीनरी और निर्माण में इनकी महत्वपूर्ण भूमिका होती है। लोहे और इस्पात के गुण अलग-अलग होते हैं। नीचे दी गई तालिका में इनकी तुलना दी गई है:
| संपत्ति / विशेषता | कच्चा लोहा | स्टील (मृदु और कार्बन स्टील सहित) |
|---|---|---|
| कार्बन सामग्री | 2–4.5% | 0.16–2.1% |
| यांत्रिक विशेषताएं | उच्च संपीड़न शक्ति; भंगुर | तन्य; तन्य शक्ति भिन्न होती है |
| संक्षारण प्रतिरोध | प्रदूषित हवा में बेहतर | तेजी से जंग लगना |
| मशीन की | आसान (ग्रे आयरन); कठिन (सफेद आयरन) | अच्छा, प्रकार के अनुसार भिन्न होता है |
| अनुप्रयोग | इंजन ब्लॉक, ब्रेक रोटर्स | गियर, स्प्रिंग, ऑटोमोटिव पार्ट्स |
लौह कास्टिंग सामग्री इंजन ब्लॉक और पंप हाउसिंग के लिए अच्छी तरह से काम करती है।स्टील कास्टिंग सामग्रीगियर, स्प्रिंग और कार के कई पुर्ज़ों में फिट बैठता है। हर प्रकार की अपनी खूबियाँ होती हैं।
अलौह कास्टिंग सामग्री: एल्युमिनियम, तांबा, मैग्नीशियम, जस्ता
अलौह ढलाई सामग्री में लोहा मुख्य तत्व नहीं होता। एल्युमीनियम, तांबा, मैग्नीशियम और जस्ता इसी समूह में आते हैं। ये धातुएँ लोहे और स्टील से हल्की होती हैं। एल्युमीनियम ढलाई सामग्री कार के पुर्जों और हवाई जहाज के फ्रेम के लिए लोकप्रिय है। तांबे की ढलाई सामग्री विद्युत पुर्जों में काम आती है क्योंकि यह विद्युत का अच्छा संचालन करती है। मैग्नीशियम और जस्ता ढलाई सामग्री इलेक्ट्रॉनिक्स और उपकरणों के लिए हल्के पुर्जे बनाने में मदद करती हैं। अलौह धातुएँ जंग प्रतिरोधी होती हैं और अपने वजन के हिसाब से अच्छी मजबूती प्रदान करती हैं।
अन्य कास्टिंग सामग्री: प्लास्टिक और सिरेमिक
कुछ ढलाई सामग्री धातु नहीं होतीं। प्लास्टिक और सिरेमिक अद्वितीय लाभ प्रदान करते हैं। प्लास्टिक जटिल आकृतियाँ बना सकता है और संक्षारण का प्रतिरोध कर सकता है। सिरेमिक उच्च ताप को सहन कर सकते हैं। प्राचीन लोग तांबे को पिघलाने के लिए सिरेमिक ढलाई सामग्री का उपयोग करते थे। नैनो-ज़िरकोनिया जैसे आधुनिक सिरेमिक और भी बेहतर प्रदर्शन करते हैं। इनमें उच्च झुकने की शक्ति, कठोरता और खरोंच प्रतिरोध होता है। ये सिरेमिक फ़ोन और घड़ियों के लिए पतले, मज़बूत पुर्जे बनाने में मदद करते हैं।
प्लास्टिक और सिरेमिक कास्टिंग सामग्री के लिए नए दरवाजे खोलते हैं, विशेष रूप से जहां ताप प्रतिरोध या विशेष आकार मायने रखते हैं।
कास्टिंग सामग्री के प्रकार के गुण और उपयोग
लोहे की ढलाई सामग्री
लोहे की ढलाई सामग्री संपीड़न में अपनी मज़बूती के लिए जानी जाती है। लोग अक्सर इसका इस्तेमाल स्तंभों, इंजन ब्लॉकों और भारी मशीनों के लिए करते हैं। ग्रे कास्ट आयरन में कार्बन के गुच्छे होते हैं, जो इसे मशीनिंग में आसान बनाते हैं, लेकिन भंगुर भी होते हैं। आयरन कार्बाइड के रूप में कार्बन युक्त सफ़ेद कास्ट आयरन बेहतर तन्य शक्ति और आघातवर्धनीयता प्रदान करता है।
- ताकत:
- भारी भार को अच्छी तरह संभालता है।
- उन भागों के लिए अच्छा है जो अधिक नहीं मुड़ते।
- कमजोरियां:
- भंगुर और तनाव में टूट सकता है।
- जंग लगने की संभावना, विशेष रूप से आर्द्र स्थानों में।
सिलिकॉन, निकल या क्रोमियम जैसे तत्वों को मिलाने से संक्षारण प्रतिरोध और स्थायित्व बढ़ सकता है। नियमित पेंटिंग और निरीक्षण जंग को रोकने और लोहे की ढलाई को अच्छी स्थिति में रखने में मदद करते हैं।
परीक्षणों से पता चलता है कि ढलाई के लोहे में इस्तेमाल होने वाली रेत उच्च ताप को सहन कर सकती है, लेकिन सतह की बनावट रेत के कणों के आकार और आकृति पर निर्भर करती है। इससे यह प्रभावित होता है कि अंतिम उत्पाद कितना चिकना या खुरदरा लगेगा।
स्टील कास्टिंग सामग्री
स्टील कास्टिंग सामग्री में मज़बूती, लचीलापन और कठोरता का मिश्रण होता है। लोग गियर, स्प्रिंग और ऑटोमोटिव पार्ट्स के लिए स्टील चुनते हैं क्योंकि यह तनाव और संपीड़न दोनों को झेल सकता है। विभिन्न मिश्र धातुओं और उपचारों के साथ स्टील के गुण बदल जाते हैं।
| स्टील मिश्र धातु प्रकार | उपज शक्ति (एमपीए) | तन्य शक्ति (एमपीए) | बढ़ाव (%) | संक्षारण प्रतिरोध |
|---|---|---|---|---|
| कार्बन स्टील (A216 WCB) | 250 | 450-650 | 22 | गरीब |
| निम्न-मिश्र धातु इस्पात (A217 WC6) | 300 | 550-750 | 18 | गोरा |
| उच्च-मिश्र धातु इस्पात (A351 CF8M) | 250 | 500-700 | 30 | उत्कृष्ट |
| स्टेनलेस स्टील (A351 CF8) | 200 | 450-650 | 35 | उत्कृष्ट |
स्टील का प्रदर्शन इस बात पर निर्भर करता है कि वह कैसे बना है। तेज़ शीतलन से उसके दाने छोटे हो जाते हैं, जिससे स्टील ज़्यादा मज़बूत हो जाता है। ताप उपचार और सावधानीपूर्वक ढलाई के तरीके भी उसकी मज़बूती बढ़ा सकते हैं और छिद्रों जैसे दोषों को कम कर सकते हैं।
एल्यूमीनियम कास्टिंग सामग्री
एल्युमीनियम कास्टिंग सामग्री अपने हल्के वजन और लचीलेपन के लिए लोकप्रिय है। यह कार के पुर्जों, हवाई जहाज के फ्रेम और इलेक्ट्रॉनिक्स में आम है। एल्युमीनियम अपने अच्छे शक्ति-भार अनुपात और उत्कृष्ट जंग प्रतिरोध के लिए जाना जाता है।
| संपत्ति/पहलू | कास्ट एल्यूमीनियम | कास्ट स्टील | ग्रे आयरन |
|---|---|---|---|
| घनत्व | 2.7 ग्राम/सेमी³ | 7.7–7.85 ग्राम/सेमी³ | 7.1–7.3 ग्राम/सेमी³ |
| तन्यता ताकत | 100–400 MPa (कुछ मिश्र धातुओं के लिए 710 MPa तक) | 340–1800 एमपीए | 150–400 एमपीए |
| गलनांक | 570–655° सेल्सियस | 1450–1520° सेल्सियस | 1150–1250° सेल्सियस |
| ऊष्मीय चालकता | 120–180 W/m·K | मध्यम | ~46 W/m·K |
| इलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटी | अच्छा | गरीब | गरीब |
| मशीन की | आसान | मध्यम | अच्छा लेकिन भंगुर |
| संक्षारण प्रतिरोध | उत्कृष्ट | मध्यम | गरीब |
| कंपन अवमंदन | मध्यम | अच्छा | उत्कृष्ट |
| लागत | बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए कम | उच्च | मध्यम |
- फ़ायदे:
- उच्च परिशुद्धता के साथ जटिल आकृतियाँ बनाता है।
- कम गलनांक के कारण ऊर्जा की बचत होती है।
- यह जंग से बचाता है, इसलिए यह बाहर अधिक समय तक टिकता है।
- उच्च मात्रा उत्पादन के लिए अच्छा.
- सीमाएँ:
- स्टील जितना मजबूत नहीं.
- कुछ मिश्रधातुओं में भंगुरता हो सकती है।
- छिद्र जैसे दोषों से बचने के लिए सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता है।
सांख्यिकीय विश्लेषण से पता चलता है कि एल्युमीनियम के पिघलने की गुणवत्ता और उसमें मौजूद दोषों का उसकी मजबूती और कठोरता पर गहरा प्रभाव पड़ता है। ढलाई की गुणवत्ता की जाँच और सुधार के लिए इंजीनियर विशेष परीक्षणों और सॉफ़्टवेयर का उपयोग करते हैं।
तांबे की ढलाई सामग्री
तांबे की ढलाई सामग्री अपनी विद्युत और तापीय चालकता के लिए प्रसिद्ध है। लोग तांबे की ढलाई का उपयोग विद्युत पुर्जों, प्लंबिंग और सजावटी वस्तुओं में करते हैं। कांस्य और पीतल जैसे तांबे के मिश्र धातु अतिरिक्त मजबूती और बेहतर संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करते हैं।
| मिश्र धातु का नमूना | विद्युत चालकता (% IACS) | सूक्ष्म कठोरता (विकर्स) | उपज शक्ति (एमपीए) |
|---|---|---|---|
| ईएमएल-200 | 80% | EMI-10 के बराबर | 614 ± 35 |
| ईएमआई-10 | 60% | EML-200 से तुलनीय | 625 ± 17 |
डीप अंडरकूलिंग जैसे उपचार, बिना अपनी मज़बूती खोए चालकता बढ़ा सकते हैं। ज़िंक या टिन जैसे तत्वों को मिलाने से भी घिसाव प्रतिरोध और टिकाऊपन में सुधार हो सकता है। तांबे की ढलाई कठोर वातावरण में भी अच्छी तरह काम करती है क्योंकि ये जंग का प्रतिरोध करती है, खासकर जब इन्हें अन्य धातुओं के साथ मिलाया जाता है।
मैग्नीशियम कास्टिंग सामग्री
मैग्नीशियम कास्टिंग सामग्री सभी संरचनात्मक धातुओं में सबसे हल्की होती है। यह उन पुर्जों के लिए एकदम सही है जिन्हें मज़बूत तो होना चाहिए, लेकिन भारी नहीं, जैसे कार, हवाई जहाज और इलेक्ट्रॉनिक्स। मैग्नीशियम मिश्र धातुओं का शक्ति-भार अनुपात उच्च होता है और इन्हें मशीनिंग में आसानी होती है।
- प्रमुख विशेषताऐं:
- बहुत हल्का, जो वाहनों में ईंधन बचाने में मदद करता है।
- अच्छी कठोरता और ढलाई.
- उच्च विशिष्ट सामर्थ्य, विशेष रूप से ढली मिश्रधातुओं में।
प्रायोगिक परीक्षणों से पता चलता है कि छेद या विशेष आकृतियाँ बनाने से मैग्नीशियम को बिना ज़्यादा मज़बूती खोए और भी हल्का बनाया जा सकता है। हालाँकि, मैग्नीशियम आसानी से जंग खा सकता है, इसलिए इसे बचाने के लिए अक्सर कोटिंग या मिश्रधातु तत्वों का इस्तेमाल किया जाता है।
जिंक कास्टिंग सामग्री
जिंक कास्टिंग सामग्री का उपयोग अक्सर छोटे, विस्तृत पुर्जों के लिए किया जाता है। इसे ढालना आसान है और यह सांचों में अच्छी तरह भर जाता है, जिससे यह गियर, खिलौनों और हार्डवेयर के लिए बेहतरीन है। जिंक मिश्र धातुएँ अपने वजन के हिसाब से अच्छी मजबूती और मजबूती प्रदान करती हैं।
- लाभ:
- जटिल आकृतियाँ बनाने के लिए उत्कृष्ट.
- अच्छा संक्षारण प्रतिरोध.
- कम गलनांक के कारण ढलाई के दौरान ऊर्जा की बचत होती है।
- चुनौतियाँ:
- स्टील या एल्युमीनियम जितना मजबूत नहीं।
- समय के साथ भंगुर हो सकता है, विशेष रूप से ठण्डी परिस्थितियों में।
ऑटोमोटिव और इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योगों में जिंक कास्टिंग आम है क्योंकि वे लागत-प्रभावशीलता के साथ परिशुद्धता का संयोजन करते हैं।
प्लास्टिक कास्टिंग सामग्री
प्लास्टिक कास्टिंग सामग्री कई डिज़ाइन विकल्पों के द्वार खोलती है। यह हल्की होती है, जंग प्रतिरोधी होती है, और लगभग किसी भी आकार में ढल सकती है। लोग चिकित्सा उपकरणों, उपभोक्ता वस्तुओं और ऑटोमोटिव पुर्जों में प्लास्टिक कास्टिंग का उपयोग करते हैं।
- यांत्रिक विशेषताएं:
- ताकत, कठोरता और मजबूती प्लास्टिक के प्रकार और उसके निर्माण की विधि पर निर्भर करती है।
- कार्बन या ग्लास जैसे फाइबर जोड़ने से प्लास्टिक अधिक मजबूत हो सकता है।
| संपत्ति / सामग्री | वुडकास्ट® | सिंथेटिक कास्टिंग सामग्री | प्लास्टर ऑफ पेरिस (पीओपी) |
|---|---|---|---|
| संपीड़न ताकत | उच्च | निचला | नाज़ुक |
| तन्यता ताकत | निचला | उच्च | नाज़ुक |
| फ्लेक्सुरल स्ट्रेंथ (एमपीए) | 14.24 | 12.93–18.96 | लागू नहीं |
| पानी प्रतिरोध | अच्छा | भिन्न | गरीब |
प्लास्टिक की ढलाईयाँ, सामग्री के आधार पर, पानी और गर्मी को अच्छी तरह सहन कर सकती हैं। कुछ ढलाईयाँ विषाक्त नहीं होतीं और चिकित्सा उपयोग के लिए सुरक्षित होती हैं। अन्य ढलाईयों में ऐसे रसायन हो सकते हैं जिनके साथ सावधानी से काम करना ज़रूरी है।
सिरेमिक कास्टिंग सामग्री
सिरेमिक कास्टिंग सामग्री उच्च तापमान को सहन करने की अपनी क्षमता के लिए जानी जाती है। सिरेमिक कठोर, घिसाव प्रतिरोधी होते हैं और उनमें जंग नहीं लगता। लोग इनका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स, एयरोस्पेस और यहाँ तक कि आभूषणों में भी करते हैं।
- थर्मल विशेषताएं:
- 1300°C तक तापमान सहन कर सकता है।
- इन्सुलेशन और गर्मी ढाल के लिए उत्कृष्ट।
- लचीलापन:
- लचीले सिरेमिक फाइबर का उपयोग अंतरिक्ष यान के लिए पुन: प्रयोज्य इन्सुलेशन में किया जा सकता है।
- उन्नत सिरेमिक में उच्च शक्ति के साथ कम तापीय चालकता का संयोजन होता है।
शोधकर्ताओं ने नई सिरेमिक सामग्री विकसित की है जो मजबूत और लचीली है, जिससे वे अंतरिक्ष या उच्च तकनीक विनिर्माण जैसे चरम वातावरण के लिए आदर्श हैं।
सिरेमिक कास्टिंग सामग्री तीव्र ताप में भी अपना आकार और मजबूती बनाए रखती है, जो उन्हें कई आधुनिक अनुप्रयोगों के लिए मूल्यवान बनाती है।
सही कास्टिंग सामग्री का चयन उत्पाद की गुणवत्ता, लागत और प्रदर्शन को आकार देता है। इंजीनियर प्रत्येक सामग्री को उसके सर्वोत्तम उपयोग के लिए उपयुक्त बनाने हेतु तालिकाओं और वास्तविक दुनिया के केस स्टडीज़ का उपयोग करके कास्टिंग विधियों और गुणों की तुलना करते हैं। इन विवरणों को जानने से टीमों को बेहतर पुर्जे डिज़ाइन करने, पैसे बचाने और महंगी गलतियों से बचने में मदद मिलती है।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
लौह और अलौह कास्टिंग सामग्री के बीच मुख्य अंतर क्या है?
लौह पदार्थों में लोहा होता है। अलौह पदार्थों में नहीं। लौह प्रकार अक्सर ज़्यादा भारी होते हैं और जल्दी जंग खा जाते हैं। अलौह प्रकार जंग नहीं लगाते और हल्के लगते हैं।
इंजीनियर कास्टिंग के लिए एल्युमीनियम का चयन क्यों करते हैं?
एल्युमीनियम का वज़न स्टील से कम होता है। यह जंग नहीं लगाता और आसानी से आकार ले लेता है। इंजीनियर इसे कार के पुर्जों, हवाई जहाज़ के फ्रेम और इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए पसंद करते हैं।
क्या प्लास्टिक और सिरेमिक उच्च ताप को सहन कर सकते हैं?
सिरेमिक बहुत तेज़ तापमान को सहन कर लेते हैं। प्लास्टिक आमतौर पर कम तापमान पर पिघल जाता है। इंजीनियर ओवन या इंजन के लिए सिरेमिक चुनते हैं, जबकि प्लास्टिक ठंडे कामों के लिए उपयुक्त होता है।
पोस्ट करने का समय: 17 जून 2025