साच्यामध्ये ओतलेला रस थंड होत जाईल तसतसे त्याचे आकारमान कमी होत जाते. हे आकुंचन भरून काढणे हा रायझर ठेवण्यामागचा प्रमुख उद्देश आहे. रायझर योग्य पद्धतीने कसे ठेवावेत हे समजण्यासाठी प्रथम बिडाची घनीभवनाची प्रक्रिया समजून घेणे आवश्यक आहे.
बिडाच्या घनीभवनाच्या प्रक्रियेची वैशिष्ट्ये : १) बीड घन होण्याची प्रक्रिया एका विशिष्ट तापमानास न होता दोन तापमानांच्या दरम्यान घडून येते. यापैकी वरच्या तापमानास द्रवाचे घन स्थितीत स्थित्यंतर होण्यास सुरुवात होते. या तापमानास लिक्विडस (Liquidus) असे म्हणतात. खालच्या तापमानास हे स्थित्यंतर पूर्ण होते. या खालच्या तापमानास सॉलिडस (Solidus) असे म्हणतात. त्यामुळे बिडाच्या घनीभवनाच्या प्रक्रियेत एक काळ असा असतो की, ज्यावेळेस साच्यामध्ये द्रव स्थितीत असलेला रस व घन स्थितीत गेलेले स्फटिक यांचे मिश्रण असते. परिणामी रायझरपासून दूर असलेला भाग थंड होताना जे आकुंचन होते ते भरून काढण्यासाठी रायझरला घन स्फटिकांच्या मधून उपलब्ध असलेल्या मार्गातून रस पुरवावा लागतो. त्यामुळे रायझरकडून रस पुरविण्याची क्रिया अवघड होते व योग्य पद्धतीने रायझर ठेवण्याखेरीज ती यशस्वी होऊ शकत नाही.
२) साच्यामध्ये रस भरल्यानंतर साच्याच्या भिंती, लगतच्या रसातून उष्णता शोषून घेतात. त्यामुळे घनीभवनाची क्रियेची सुरुवात साच्याच्या भिंतीपासून होते व त्या ठिकाणी घनस्थितीत गेलेल्या रसाचा एक पापुद्रा तयार होतो. बिडाच्या बाबतीत ही क्रिया लवकर होत नाही व अशा प्रकारचा पापुद्रा (skin) तयार होण्यास बराच वेळ लागतो.
३) बीड घन स्थितीत जात असताना साधारणपणे १११०-११३० अंश सेल्सियस या तापमानास रसामधील काही कार्बन ग्रॅफाइटच्या स्वरूपात वेगळा होतो. ग्रॅफाइट हा पदार्थ वजनाने हलका असल्याने तो जास्त जागा व्यापतो. या प्रसरणामुळे साच्याच्या भिंतीवर दाब येतो. वर उल्लेख केल्याप्रमाणे बिडाच्या बाबतीत भिंतीलगत पापुद्रा लवकर तयार होत नसल्याने येणाऱ्या दाबास विरोध होऊ शकत नाही. परिणामी साच्याचे आकारमान वाढते. साचा रसाने पूर्ण भरल्यानंतर हे प्रसारण होत असल्याने वाढलेल्या आकारमानासाठी लागणारा रस रायझरमधून पुरवला जावा लागतो. या गोष्टीचा विचार रायझर ठेवताना न केल्यास कास्टिंगमध्ये पोकळी (shrikage) निर्माण होते. वरील सर्व गोष्टी ध्यानात ठेवून रायझरची रचना करावी लागते.
रायझरची रचना : १) रायझरच्या मूलभूत गरजा : अ) रायझर कास्टिंगपेक्षा अधिक काळ द्रव स्थितीत राहिला पाहिजे, ब) कास्टिंगमध्ये होणारे आकुंचन भरून काढण्याएवढा रस रायझरमध्ये असला पाहिजे. तसेच ग्रॅफाइटच्या दाबामुळे साच्याच्या आकारमानात जी वाढ होईल त्यासाठी लागणाऱ्या रसाची तरतूदही रायझरमधून झाली पाहिजे. रायझर अशा जागी पाहिजे की, ज्यायोगे आकुंचन होत असलेल्या भागास सहजपणे रसाचा पुरवठा होईल.
रायझरचा आकार : कास्टिंग ज्या वेळी थंड होत असते त्याचवेळेस त्याच पद्धतीने रायझरही थंड होत असतो. लगतच्या मातीकडून रायझरमधील उष्णता काढून घेतली जाते. तसेच रायझरच्या वरच्या पृष्ठभागाकडून वातावरणात उष्णता उत्सर्जित होत असते. ही वाया जाणारी उष्णता जितकी वाचविता येईल तितकी रायझरची कार्यक्षमता वाढते. यासाठी रायझरच्या बाबतीत पृष्ठभाग/आकारमान हे गुणोत्तर कमीतकमी हवे. म्हणून रायझरचा आकार दंडगोलाकृती (Cylindrical) असावा. चौकौनी रायझर ठेवू नयेत.
रायझरचे प्रकार : रायझरचे अंगावरचा रायझर (Top riser), लगतचा रायझर (Side riser) व बंद रायझर (Blind Riser) असे प्रकार आहेत. बिडाच्या कास्टिंगच्या बाबतीत जास्त करून लगतच्या रायझरचा जास्त वापर केला जात होता, परंतु आता कास्टिंगच्या वरच्या पृष्ठभागावर थेट ओतकाम (Direct Pour Technology) हे तंत्र प्रचारात आल्याने अंगावरचे रायझरही बऱ्याच प्रमाणात वापरात येत आहेत. या पद्धतीसाठी लागणाऱ्या उष्णताक्षेपी (exothermic) व निरोधक (insulating) खोळ (sleeve) बाजारात उपलब्ध आहेत. या खोळींमध्ये गाळणीचा (filter) पण समावेश असतो. बंद रायझर साच्यामध्ये आतल्या आत ठेवले जातात. ते वातावरणाच्या प्रत्यक्ष सान्निध्यात नसतात. ही पद्धत मॅचप्लेट पद्धतीच्या कास्टिंगच्या बाबतीत विशेषेकरून वापरली जाते.
रायझर ठेवण्याची जागा (Location of Riser) : कास्टिंगची जाडी जिथे जास्तीतजास्त असेल तेथे रायझर ठेवावा. दोन जाड भाग पातळ भागाने जोडले गेले असतील तर दोन जाड भागांसाठी दोन वेगळेगळे रायझर ठेवावेत.
रायझर व कास्टिंगचा जोड (Riser Neck) : या जोडाची मापे योग्य पद्धतीने ठेवणे अत्यंत आवश्यक आहे. जोड लवकर थंड झाल्यास कास्टिंग व रायझर यामधील संबंध तुटेल व रायझरचा काहीही उपयोग होणार नाही. बिडाच्या कास्टिंगच्या बाबतीत हा जोड आवश्यकतेपेक्षा जास्त काळ गरम राहिल्यास मूर (shrinkage porosity ) येण्याची शक्यता असते.
संदर्भ : Richard W. Heine; Carl R. Loper, Philip, C. Rosenthal, Principles of Metal Casting, Tata McGraw-Hill Education, II edition, 2001.
समीक्षक : प्रवीण देशपांडे