ভ্যাকুয়াম হাই এর উপর গবেষণা-চাপ ডাই-অটোমোটিভ বডি স্ট্রাকচারের জন্য ঢালাই প্রযুক্তি

1. বাজার চালক
হাইব্রিড এবং ব্যাটারি{0}} বৈদ্যুতিক যান চীনের স্বয়ংচালিত বাজারে প্রভাবশালী শক্তি হয়ে উঠেছে। ব্যাটারি প্যাকগুলির অতিরিক্ত ভর শরীরকে-ইন-সাদা (BIW) হালকা ওজনের আগের চেয়ে আরও জরুরি করে তোলে৷ BIW ওজন হ্রাস দুটি সমান্তরাল রুট অনুসরণ করে:
ক উচ্চ-শক্তির রুট - গরম-ইস্পাত তৈরি করে এবং উন্নত উচ্চ-শক্তির ইস্পাত।
খ. কম-ঘনত্বের পথ - অ্যালুমিনিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়াম লাইট-ধাতু ঢালাই।

এই হালকা ধাতুগুলির জন্য প্রেসার ডাই-কাস্টিং হল প্রাথমিক উত্পাদন প্রক্রিয়া। এই প্রক্রিয়ায় গলিত ধাতু চাপের অধীনে একটি স্থায়ী ছাঁচে পরিণত হয়, কাছাকাছি-নেট-আকৃতির অংশগুলিতে শক্ত হয়ে যায়। স্বয়ংচালিত BIW উপাদানগুলির জন্য দুটি রূপ বিদ্যমান:
- কম-চাপ ডাই-কাস্টিং (0–0.2 MPa) - মোটা প্রাচীর বা ছোট সরল অংশগুলির জন্য উপযুক্ত; যেমন, পিছনের-সাসপেনশন বন্ধনীগুলি কম চাপের বালি ঢালাই দ্বারা উত্পাদিত{10}।
- উচ্চ-চাপ ডাই-কাস্টিং (HPDC) - বায়ুমণ্ডলের অনেক উপরে চাপে এবং খুব উচ্চ প্লাঞ্জার গতিতে পরিচালিত হয়, বড়, পাতলা-প্রাচীর, জটিল অংশগুলিকে সক্ষম করে এবং BIW অ্যালুমিনিয়াম অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য প্রধান গবেষণার দিক নির্দেশ করে৷

2. ডাই-কাস্টিং ম্যাটেরিয়ালস

 2.1 মূল ধাতুবিদ্যার পরামিতি
HPDC-তে তরল- থেকে- কঠিন রূপান্তর নিয়ন্ত্রণকারী জটিল প্যারামিটারগুলির মধ্যে রয়েছে তরল তাপমাত্রা, কঠিন তাপমাত্রা, স্ফটিককরণের ব্যবধান এবং সংকোচন।
- অক্সিডেশন এবং গ্যাস তোলা কমাতে লিকুইডাস যতটা সম্ভব কম হওয়া উচিত-।
- একটি সংকীর্ণ স্ফটিক ব্যবধান (<50 °C) improves fluidity and reduces hot-cracking tendency.
- সংকোচন তরল থেকে কঠিনে ভলিউমেট্রিক পরিবর্তন নির্ধারণ করে। সংকোচন Si বিষয়বস্তুর বিপরীতভাবে সমানুপাতিক; 25% এর থেকে বেশি বা সমানে সি সংকোচন শূন্যের কাছাকাছি। বর্তমান HPDC সংকর 0.5-0.6% সংকোচন প্রদর্শন করে।

 2.2 প্রথম-প্রজন্মের তাপ-চিকিত্সাযোগ্য খাদ: AlSi10MnMg
Rheinfelden Alloys (জার্মানি) দ্বারা বিকশিত, AlSi10MnMg হল কাজ-মাঝারি-আকারের ভ্যাকুয়ামের জন্য ঘোড়া-HPDC অংশগুলিকে সহায়তা করে যেমন সামনের শক টাওয়ারগুলি 3 500–4 500 টি মেশিনে উত্পাদিত হয়৷
- Si ≈10 %: তরলতা, ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং ডাই-রিলিজ আচরণ বাড়ায়; eutectic Si কে ক্রিটিক্যাল লেভেলের নিচে রাখে যা যন্ত্রের ক্ষমতাকে দুর্বল করে।
- Mg: T6/T7 তাপ চিকিত্সার পরে Mg₂Si অবক্ষেপণের মাধ্যমে শক্তিশালী হয়; কন্টেন্ট গরম ছিঁড়ে কমানোর জন্য আবদ্ধ করা হয়.
- Fe + Mn: Fe উন্নত করে ডাই-মুক্তি কিন্তু ভঙ্গুর সূঁচ তৈরি করে; Mn এই সূঁচগুলিকে কম ক্ষতিকারক চাইনিজ-স্ক্রিপ্ট পর্যায়ে রূপান্তর করে, একটি উচ্চ-Mn / কম-Fe ডিজাইন সক্ষম করে।
- Cu & Zn: নমনীয়তা এবং জারা জরিমানা এড়াতে ট্রেস স্তরে সীমাবদ্ধ।
- Ti & Sr: Ti শস্য পরিশোধন করে; Sr Spheroids-এ Si morphology পরিবর্তন করে, প্রসারণ বাড়ায়।

T7 টেম্পারের পরে, শক-টাওয়ার কাস্টিংগুলি YS 120 MPa-এর থেকে বৃহত্তর বা সমান, UTS 180 MPa-এর থেকে বড় বা সমান এবং প্রসারণ 10%-সেলফ-পিয়ার্সিং রিভেট (SPR) সমাবেশের জন্য উপযুক্ত। তবুও তাপ চিকিত্সা বড় একটি-পিস কাস্টিংয়ে অগ্রহণযোগ্য বিকৃতি ঘটায়, যা দ্বিতীয়-প্রজন্মের অ{10}}তাপ-চিকিত্সাযোগ্য অ্যালয়গুলির বিকাশকে চালিত করে৷

 2.3 সেকেন্ড-প্রজন্মের অ-তাপ-চিকিত্সাযোগ্য মিশ্রণ
এগুলি আল-সি এবং আল-এমজি পরিবারের মধ্যে পড়ে; Al-Mg উচ্চতর শক্তি প্রদান করে তবে একটি বিস্তৃত হিমাঙ্ক পরিসীমা এবং শক্তিশালী গরম-ক্র্যাকিং প্রবণতা, তাই Al-সি গ্রেডগুলি প্রাধান্য পায়৷
- Castasil-37 (AlSi9MnMoZr): উচ্চ-উচ্চ-তাপমাত্রার শক্তির জন্য Mo & Zr সহ Si ভেরিয়েন্ট; অতি-নিম্ন Mg (0.06%) বয়স শক্ত হওয়া এড়ায়।
- C611 (AlSi4-7Mg): Tesla's rear-floor alloy. Low Si improves elongation and cuts cost by omitting Mo/Zr. Mg (0.15–0.25 %) provides modest bake-hardening. The lower Si reduces fluidity, demanding larger draft angles (>3 ডিগ্রী)। সাম্প্রতিক কাজ দেখায় যে V যোগ করা ইউটেটিক সিকে পরিমার্জিত করে এবং প্রবাহযোগ্যতা পুনরুদ্ধার করে।

এক-পিস কাস্টিংয়ের জন্য লক্ষ্য বৈশিষ্ট্যগুলি হল YS 120 MPa-এর চেয়ে বড় বা সমান, UTS 250 MPa-এর থেকে বড় বা সমান এবং প্রসারণ 9.5%-প্রথম-প্রথম প্রজন্মের কার্যক্ষমতার চেয়ে বেশি বা সমান তাপ চিকিত্সা ছাড়াই৷ খরচ-চালিত, কম-সি, নন-তাপ-চিকিত্সাযোগ্য আল-সি অ্যালয়েস তাই কাস্টিং বড় হওয়ার সাথে সাথে উজ্জ্বল দৃষ্টিভঙ্গি রয়েছে।

3. ভ্যাকুয়াম হাই-চাপ মারা-কাস্টিং প্রক্রিয়া

 3.1 প্রক্রিয়া প্রবাহ এবং লাইন বিন্যাস
ক ডাই-কাস্টিং আইল্যান্ড: 6 600 টি (বা বড়) মেশিনের উপর কেন্দ্রীভূত, এতে ছাঁচ-তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ এবং স্বয়ংক্রিয় ডাই-স্প্রে রোবট রয়েছে। প্রাক-তাপ 150-230 ডিগ্রিতে মারা যায়; 40-50 স্বাধীন জল/তেল সার্কিটগুলি ±10 ডিগ্রি অভিন্নতা বজায় রাখে, ইনফ্রারেড সেন্সর দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা হয়।
খ. জল নিভিয়ে ফেলা: ঢালাইগুলি ~300 ডিগ্রিতে ডাই থেকে প্রস্থান করে এবং দ্রুত শীতল করার জন্য (দ্রুত-অ্যানেলের সমতুল্য), যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির উন্নতির জন্য 20-30 ডিগ্রি জলে নিমজ্জিত হয়।
গ. ডি-গেটিং: জটিল প্রোফাইলের জন্য প্লাজমা কাটা; ফ্ল্যাট অংশের জন্য ছাঁটাই মারা যায়; নির্বাচিত ওভারফ্লোগুলির জন্য-ডাই নক-অফ৷
d সোজা করা: ঠান্ডা বা উষ্ণ ক্রমাঙ্কন সঠিক বিকৃতি প্রেস করে, যদিও যখনই সম্ভব এড়িয়ে যাওয়া হয়।
e মেশিনিং: 5-অক্ষ সিএনসি ড্রিলস হোল এবং মিলগুলি উচ্চ-নির্ভুল পৃষ্ঠ; সাইকেল টাইম 3-5 সেকেন্ড প্রতি গর্ত, প্রায়শই লাইনের বাধা।

 3.2 ডাই এবং গেটিং ডিজাইন
- গেটিং দর্শন: শক টাওয়ার এবং অনুদৈর্ঘ্য রেল সাইড গেটিং ব্যবহার করে; পিছনের-মেঝে চাকা-খিলান জ্যামিতির কারণে কেন্দ্রীয় গেটিং গ্রহণ করে (Z-উচ্চতা 780 মিমি)।
- কেন্দ্রীয় গেটের প্রস্থ 420 মিমি এর চেয়ে বেশি বা সমান, অভিন্ন ভরাট দৈর্ঘ্য নিশ্চিত করে; ঠান্ডা ধাতু এবং অক্সাইড ক্যাপচার করার জন্য ওভারফ্লো এবং ভেন্ট চ্যানেলগুলি সবচেয়ে দূরবর্তী প্রান্তে অবস্থিত।
- বিভাজনের সাথে যুক্ত ভ্যাকুয়াম সিস্টেম-লাইন ভেন্টগুলি অর্জন করে<0.005 MPa cavity pressure. The vacuum valve closes <100 ms after metal reaches the gate, preventing metal ingress while exhaust plates continue venting to the end of fill.

 3.3 ভরাট এবং দৃঢ়ীকরণ পর্যায়
পর্যায় 1 - ধীর শট (4-5 সেকেন্ড): প্লাঞ্জার কম গতিতে অগ্রসর হয়, গেট সিল করে এবং আটকে পড়া বাতাসকে বের করে দেয়।
পর্যায় 2 - দ্রুত শট (100-150 ms): ধাতু 30-60 m/s গেট বেগে গহ্বর পূরণ করে।
পর্যায় 3 - তীব্রতা: চাপ তাত্ক্ষণিকভাবে শিখর; ইনটেনসিফায়ার ফিড সঙ্কোচনের জন্য 60-90 MPa প্রদান করে।
পর্যায় 4 – হোল্ডিং: ঢালাই শক্ত হওয়ার সময় স্থির চাপে 3-8 সেকেন্ড; ইজেকশনের আগে 10-20 s dwell demolding এর জন্য পর্যাপ্ত শক্তি নিশ্চিত করে।

 3.4 মূল প্রক্রিয়া পরামিতি (পিছনের-তলার উদাহরণ)
- ধাতব তাপমাত্রা: 670–690 ডিগ্রি (লম্বা অংশগুলি পূরণ করতে সর্বনিম্ন)।
- ডাই তাপমাত্রা: 200 ± 20 ডিগ্রি।
- গেটের বেগ: 35-50 মি/সেকেন্ড।
- তীব্রতা চাপ: 75 MPa।
- ভ্যাকুয়াম:<5 kPa.
ইটারেটিভ শপ-ফ্লোর টিউনিং এর সাথে প্রাথমিক CFD একত্রিত করে সর্বোত্তম মান লক করা হয়।

 3.5 ছাঁচ-প্রবাহ অন্তর্দৃষ্টি
- ফ্লো ট্র্যাকিং: সিমুলেশনগুলি ল্যামিনার সামনের প্রসারণ এবং গহ্বরের অভিন্ন ঝাড়ু যাচাই করে, ঠান্ডা বন্ধ এবং অক্সাইড আটকানো প্রতিরোধ করে।
- Thermal mapping: temperature drop >ঠাণ্ডা প্রবাহের ঝুঁকি-ফিল ফ্ল্যাগগুলির-ম্যাডল এবং প্রান্তের মধ্যে 30 ডিগ্রি; স্থানীয় তেল গরম বা গেট স্থানান্তর তারপর প্রয়োজন হয়.
- দৃঢ়ীকরণ: শেষ-থেকে-নিথর পুরু অঞ্চলগুলি শীতলকরণ নির্দেশ করে-চ্যানেল স্থাপন; 3.5 মিমি এর চেয়ে বেশি বা সমান গেটের পুরুত্ব বজায় রাখার মাধ্যমে অকাল গেট ফ্রিজ এড়ানো যায়।
- গ্যাস এবং ছিদ্র: ম্যাক্রো-চাপ<3 MPa and micro-gas content <2 µg are used as thresholds; deviations trigger redesign of vents or overflow volumes.
বর্তমান CFD সরঞ্জামগুলি নির্ভরযোগ্যভাবে ভরাট এবং ত্রুটির প্রবণতাগুলির পূর্বাভাস দেয় কিন্তু এখনও সক্রিয় বিকাশের -অনুমান বিকৃতি এবং চূড়ান্ত মাত্রাগত নির্ভুলতার-ক্ষেত্রের অধীনে।

4. বর্তমান ব্যথা পয়েন্ট

 4.1 যান্ত্রিক সম্পত্তির ঘাটতি
অ-তাপ-চিকিত্সাযোগ্য কাস্টিংগুলি YS 120 MPa-এর থেকে বেশি বা সমান, UTS 250 MPa-এর থেকে বেশি বা সমান, প্রসারণ 9.5%-এর বেশি বা সমান হবে বলে আশা করা হচ্ছে৷ অনুশীলনে, জটিল অংশগুলির প্রত্যন্ত অঞ্চলগুলি (যেমন, চাকা-আর্ক টপস) কম পড়ে: শক্তি 10-20% কমে যায় এবং প্রসারণ 3%-এ নেমে যেতে পারে। এই অঞ্চলগুলি ঠান্ডা, দূষিত ধাতু গ্রহণ করে যা শেষ পর্যন্ত শক্ত করে, ছিদ্র এবং অক্সাইডকে আশ্রয় দেয়।
প্রশমন: সেন্ট্রাল গেটিং প্লাস সিলেক্টিভ ওয়াল-মোটা হওয়া উচ্চ-লোড জোনকে গেটের কাছাকাছি নিয়ে যায়। ভবিষ্যতের মাল্টি-গেট প্রযুক্তি বা অনুক্রমিক ভালভ গেটিং সমস্যার সমাধান করতে পারে; আপাতত, পণ্য ডিজাইন Z-উচ্চতা রাখা উচিত<500 mm and draft angles ≥15 ° where feasible.

In summary, driven by China's dual-carbon strategy and rapid vehicle electrification, lightweighting has evolved from an option to an imperative. Vacuum high-pressure die casting-thanks to its short process chain, near-net-shape capability, and high material utilization-has become the dominant route for large aluminium and magnesium body components. On the material side, second-generation low-silicon, non-heat-treatable Al-Si alloys now balance strength, ductility, and cost more effectively than ever. On the process side, the integration of >6 000 টি ডাই-কাস্টিং আইল্যান্ডস, হাই-ভ্যাকুয়াম সিস্টেম, 3-ডি কনফর্মাল কুলিং, এবং রিয়েল-টাইম মোল্ড-ফ্লো অ্যানালাইসিস "কাস্ট{-এর পরিবর্তে--ওয়েল্ড" ধারণাকে বাস্তবে পরিণত করেছে৷ তবুও, জটিল অংশগুলির প্রত্যন্ত অঞ্চলে সম্পত্তি ড্রপ-অফ, ডাই লাইফ, এবং ডাইমেনশনাল অ্যাকুরেসি রয়ে গেছে সাধারণ চ্যালেঞ্জ যা ক্রমাগত সহ{12}}সামগ্রী, সরঞ্জাম, টুলিং, সিমুলেশন এবং দোকান-ফ্লোর অনুশীলনের অপ্টিমাইজেশানের দাবি রাখে৷ সামনের দিকে তাকালে, মাল্টি-গেট ডায়নামিক কন্ট্রোলের পরিপক্কতা, AI-লাইন গুণমান পরিদর্শন ভিত্তিক-এবং কম-কার্বন পুনর্ব্যবহৃত আল-Mg অ্যালয়েস ভ্যাকুয়াম HPDC পিছনের মেঝে থেকে পুরো শরীরে প্রসারিত করতে সেট করা হয়েছে, আগামী পাঁচ বছরের মধ্যে{20}} এটিকে নতুন-শক্তির যানবাহনের জন্য লাইটওয়েট উত্পাদনের ভিত্তিপ্রস্তর হিসাবে প্রতিষ্ঠা করা।