साचा बनविण्यासाठी वाळूचे जे मिश्रण केले जाते त्यामध्ये वाळू हा एक महत्त्वाचा घटक आहे. वाळू वापरास योग्य आहे किंवा नाही हे ठरविण्यासाठी तिचे पुढील गुणधर्म तपासावे लागतात. १) सिलिकाचे प्रमाण : द्रव धातू ओतल्यानंतर वाळू गरम होत असते. त्यामुळे वाळूत उत्ताप सह्यता (Refractoriness) हा गुणधर्म असावा लागतो. सिलिकाचे प्रमाण जितके जास्त तितकी उत्ताप सह्यता चांगली असते. यासाठी सिलिकाचे (Sio2) प्रमाण ९८ % किंवा अधिक पाहिजे. सिलिकाचे प्रमाण कमी असल्यास वाळू अति तप्त होऊन कास्टिंगला चिकटते, कास्टिंगचा पृष्ठभाग खराब होतो व कास्टिंग स्वच्छ करण्यास (Fettling) अधिक श्रम पडतात. पोलादाचे ओतकाम करताना ही काळजी जास्तच घ्यावी लागते. कारण पोलादाचे तापमान, काळे बीड किंवा तन्य बीड यांच्या तापमानापेक्षा जास्त असते.
२) ए.एफ.एस. क्ले (AFS; American Foundry Men`s Society) : ए.एफ.एस. क्ले म्हणजे २० मायक्रॉनपेक्षा कमी आकाराचे कण; जे एका मिनिटास 25 mm या गतीने तळाशी जाऊ शकत नाहीत. ए. एफ. एस क्लेचे प्रमाण जितके कमी असेल तितके चांगले (< 1 %). क्ले जास्त असल्यास बंधकांचे प्रमाण व त्यासाठी लागणारा खर्च वाढतो.
ओतकामादरम्यान वायू तयार होण्याचे प्रमाण वाढते व उत्ताप सह्यता कमी होते. साचा जर शेल, नो बेक, co2 या पद्धतीपैकी असेल तर क्लेचे प्रमाण ०.५० % यापेक्षा कमी असावे. ए. एफ. एस क्लेमुळे मिश्रणाची ताकद वाढण्यास काहीही मदत होत नाही, हेही लक्षात ठेवावे.
३) चाळणीवर राहणाऱ्या वाळू कणांचे प्रमाण (Sieve Grading) व ए.एफ.एस. नंबर (फाइननेस नंबर) : यासाठी चाळण्यांचा एक संच असतो. त्यामध्ये विविध आकारांची छिद्रे (Aperture) असणाऱ्या चाळण्या असतात. वरची मोठी छिद्रे असलेली चाळण व त्याखाली छिद्रे लहान होत गेलेल्या चाळण्या या पद्धतीने उतरंड रचलेली असते. वरच्या चाळणीवर वाळू टाकून ती चाळली जाते व विविध चाळण्यांवर किती वाळू राहिली आहे, याचे मोजमाप केले जाते. ८० % वाळू लगतच्या तीन किंवा चार चाळण्यांवर राहावी. उरलेल्या २० % वाळूची शिखराच्या (Peak) दोन्ही बाजूस विभागणी व्हावी. चाळणीतील छिद्रांचा आकार व चाळणीवर शिल्लक राहिलेली वाळू यांचा आलेख काढला तर तो एकशिखर (Single Peak) या पद्धतीचा असावा. द्विशिखर (Double peak) या पद्धतीचा नसावा.
४) फाइननेस नंबर : ही एक संकल्पना आहे. तो वाळूचा सरासरी आकार दाखवतो. वाळूमधील सगळे कण एका आकाराचे आहेत, अशी कल्पना केली तर ज्या चाळणीमधून ते जेमतेम खाली जातील त्या चाळणीचा आकार म्हणजे फाइननेस नंबर. प्रत्यक्षात कणांची विभागणी (Sieve Grading) ही जास्त महत्त्वाची आहे. फाइननेस नंबरला अति महत्त्व देऊ नये. सर्वसाधारणपणे ऑटोमोबाईल कास्टिंगचे काम करणाऱ्या फौंड्रीत वापरल्या जाणाऱ्या वाळूचा ए. एफ. एस नंबर ५० ते ६० दरम्यान असावा.
५) वाळू कणांचा आकार : हा आकार गोलाकार (Round), अणकुचीदार (Angular) किंवा गोल अणकुचीदार (Sub Angular) यापैकी एक प्रकारचा असतो. सर्व कण गोलाकार असतील तर चांगली ताकद मिळत नाही. सर्व कण अणकुचीदार असतील तर मिश्रणाची सच्छिद्रता (Permeability) कमी होते व बंधके (Binder) जास्त प्रमाणात लागतात. त्यामुळे दोन्हींचा सुवर्णमध्य असणारी गोल अणकुचीदार वाळू निवडावी.
६) धुरळा : १५० मायकॉनच्या चाळणीतून खाली जाणाऱ्या वाळूस धुरळा (Fines) असे म्हणता येईल. हे प्रमाण कमी (< 3%) असावे.
७) आम्ल मागणी गुणांक (Acid Demand Value) : हा गुणांक वाळूमध्ये असणाऱ्या अल्कली घटकांवर अवलंबून असतो. बंधके किंवा उत्प्रेरक (Catalyst) आम्लधर्मीय असतील तर हा गुणांक कमी पाहिजे. अन्यथा बंधकांची गरज वाढते. ADV ची किंमत < 6 ml/100 gm of sand इतकी असावी. ही किंमत जितकी कमी तितके चांगले.
८) बाष्पाचे प्रमाण : शेल, नो बेक या पद्धतीत वापरल्या जाणाऱ्या वाळूत बाष्प असून चालत नाही. बाष्पाचे प्रमाण ०.५० % पेक्षा कमी असलेली वाळू निवडावी. बाष्प जास्त असेल तर वाळू सुकवून घ्यावी.
संदर्भ : Richard W. Heine; Carl R. Loper, Philip, C. Rosenthal, Principles of Metal Casting, Tata McGraw-Hill Education, II edition, 2001.
समीक्षक : प्रवीण देशपांडे