আপনি কিভাবে হার্ডেন ইস্পাত কেস করবেন? পদ্ধতি, পদক্ষেপ এবং টিপস

কেস হার্ডনিং আসলে ইস্পাত কি করে

কেস হার্ডেনিং হল একটি তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া যা একটি ইস্পাত অংশের বাইরের পৃষ্ঠকে শক্ত করে যখন ভিতরের কোরকে শক্ত এবং নমনীয় রাখে। ফলাফলটি এমন একটি উপাদান যা বাইরের দিকে পরিধান এবং পৃষ্ঠের ক্লান্তি প্রতিরোধ করে, তবে ভিতরে ফাটল ছাড়াই শক এবং চাপ শোষণ করতে পারে। গিয়ার, ক্যামশ্যাফ্ট, অ্যাক্সেল এবং কাটিয়া টুলের মতো চাহিদাপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ইস্পাত ফোরজিং এবং মেশিনযুক্ত উপাদানগুলির জন্য এই সমন্বয়টি ঠিক যা প্রয়োজন।

শক্ত করা বাইরের স্তর — যাকে "কেস" বলা হয় — সাধারণত থেকে রেঞ্জ হয় 0.1 মিমি থেকে 3 মিমি গভীরতার মধ্যে , ব্যবহৃত পদ্ধতি এবং এক্সপোজার সময়ের উপর নির্ভর করে। কোর তুলনামূলকভাবে নরম থাকে, সাধারণত 20-40 HRC এর মধ্যে, যখন কেস পৌঁছাতে পারে 58-65 HRC ভাল-নিয়ন্ত্রিত প্রক্রিয়ায়। এই দ্বৈত-জোন কাঠামোটি একা শক্ত করার মাধ্যমে অর্জনযোগ্য নয়, কেস হার্ডনিংকে ইস্পাত ফোরজিং এবং উত্পাদনে একটি স্বতন্ত্র এবং অত্যন্ত ব্যবহারিক কৌশল তৈরি করে।

এটা বোঝার মতো যে সমস্ত ইস্পাত কেস শক্ত হওয়ার ক্ষেত্রে সমানভাবে সাড়া দেয় না। নিম্ন-কার্বন স্টিলগুলি (0.1%–0.3% কার্বন) সাধারণত শক্ত হয় কারণ তাদের কোরগুলি চিকিত্সার পরে নমনীয় থাকে। মাঝারি-কার্বন স্টিলগুলিও চিকিত্সা করা যেতে পারে, তবে উচ্চ-কার্বন স্টিলগুলি সাধারণত এর পরিবর্তে শক্ত হয়ে যায়, যেহেতু তাদের কোরগুলি ইতিমধ্যে উচ্চ কঠোরতা অর্জন করতে সক্ষম।

হার্ডেন স্টিলের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত প্রধান পদ্ধতি

কেস হার্ডনিং স্টিলের জন্য বেশ কয়েকটি প্রতিষ্ঠিত পদ্ধতি রয়েছে, প্রতিটি বিভিন্ন উপকরণ, কেস গভীরতার প্রয়োজনীয়তা এবং উত্পাদন পরিবেশের জন্য উপযুক্ত। সঠিকটি বেছে নেওয়া বেস স্টিলের খাদ, কাঙ্ক্ষিত পৃষ্ঠের কঠোরতা, মাত্রিক সহনশীলতা এবং উপলব্ধ সরঞ্জামের উপর নির্ভর করে।

কার্বারাইজিং

কার্বারাইজিং হল স্টিলের ফোরজিং উপাদানগুলির জন্য সর্বাধিক ব্যবহৃত কেস হার্ডনিং পদ্ধতি। প্রক্রিয়াটি উচ্চ তাপমাত্রায় কার্বন-সমৃদ্ধ পরিবেশে কম-কার্বন ইস্পাতকে উন্মুক্ত করা জড়িত - সাধারণত 850°C থেকে 950°C (1560°F থেকে 1740°F) কার্বন পৃষ্ঠে ছড়িয়ে পড়ার জন্য যথেষ্ট দীর্ঘ। পর্যাপ্ত কার্বন শোষিত হয়ে গেলে, অংশটি শক্ত হয়ে যাওয়া ক্ষেত্রে লক করার জন্য নিভে যায়।

কার্বারাইজিংয়ের তিনটি সাধারণ রূপ রয়েছে:

• গ্যাস কার্বারাইজিং: অংশটি একটি কার্বন-বহনকারী গ্যাস বায়ুমণ্ডল সহ একটি চুল্লিতে স্থাপন করা হয়, সাধারণত প্রাকৃতিক গ্যাস বা প্রোপেন দ্বারা সমৃদ্ধ এন্ডোথার্মিক গ্যাস। এটি সবচেয়ে নিয়ন্ত্রণযোগ্য এবং মাপযোগ্য পদ্ধতি, স্বয়ংচালিত এবং ইস্পাত ফোরজিং শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
• প্যাক কার্বারাইজিং: ইস্পাতের অংশটি শক্ত কার্বোনেশিয়াস উপাদান (যেমন কাঠকয়লার সাথে বেরিয়াম কার্বনেট মিশ্রিত) সহ একটি পাত্রে প্যাক করা হয় এবং কয়েক ঘন্টার জন্য উত্তপ্ত করা হয়। এটি একটি নিম্ন-প্রযুক্তিগত পদ্ধতি যা এখনও ছোট কর্মশালায় বা অনিয়মিত আকারের জন্য ব্যবহৃত হয়।
• তরল (লবণ স্নান) কার্বারাইজিং: অংশটি একটি গলিত সায়ানাইড-ভিত্তিক লবণ স্নানে নিমজ্জিত হয়। এটি দ্রুত এবং কার্যকর কিন্তু বিপজ্জনক রাসায়নিক জড়িত, তাই পরিবেশগত এবং নিরাপত্তা উদ্বেগের কারণে এটি ব্যবহার হ্রাস পেয়েছে।

একটি অর্জনের জন্য একটি সাধারণ গ্যাস কার্বারাইজিং চক্র 1 মিমি কেস গভীরতা AISI 8620-এর মতো কম-কার্বন স্টিলে 930°C তাপমাত্রায় প্রায় 8-10 ঘণ্টা সময় লাগে। কার্বারাইজ করার পরে, অংশটিকে তেল বা জলে নিভিয়ে ফেলা হয়, তারপরে 150°C–200°C তাপমাত্রায় টেম্পার করা হয় যাতে 60 HRC-এর উপরে পৃষ্ঠের কঠোরতা ধরে রেখে চাপ কমানো যায়।

নাইট্রাইডিং

নাইট্রাইডিং কার্বনের পরিবর্তে ইস্পাত পৃষ্ঠে নাইট্রোজেন প্রবর্তন করে। এটি উল্লেখযোগ্যভাবে কম তাপমাত্রায় কাজ করে - 480°C থেকে 590°C (900°F থেকে 1095°F) - যার মানে বিকৃতি ন্যূনতম এবং কোন শমনের প্রয়োজন নেই। এটি নাইট্রাইডিংকে বিশেষভাবে নির্ভুল উপাদান এবং সমাপ্ত অংশগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে যেখানে মাত্রিক নির্ভুলতা গুরুত্বপূর্ণ।

ফলস্বরূপ কেস কার্বারাইজিংয়ের চেয়ে অগভীর হয় (সাধারণত 0.1 মিমি থেকে 0.6 মিমি ), কিন্তু পৃষ্ঠের কঠোরতা মান অতিক্রম করতে পারে 70 HRC সমতুল্য (1100 HV) ক্রোমিয়াম, মলিবডেনাম, অ্যালুমিনিয়াম এবং ভ্যানাডিয়ামের মতো নাইট্রাইড-গঠনকারী উপাদান ধারণকারী খাদ স্টিলের মধ্যে। সাধারণ নাইট্রাইডিং গ্রেডের মধ্যে রয়েছে AISI 4140, 4340, এবং নাইট্রালয় স্টিল।

গ্যাস নাইট্রাইডিং একটি চুল্লিতে বিচ্ছিন্ন অ্যামোনিয়া ব্যবহার করে। প্লাজমা (আয়ন) নাইট্রাইডিং নাইট্রোজেন প্রবর্তনের জন্য বৈদ্যুতিক গ্লো ডিসচার্জ ব্যবহার করে এবং জটিল জ্যামিতিকে আরও সমানভাবে চিকিত্সা করতে পারে। সল্ট বাথ নাইট্রাইডিং (ফেরিটিক নাইট্রোকারবুরাইজিং) দ্রুত এবং পরিধান প্রতিরোধ এবং জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা উভয়ই উন্নত করে।

ইন্ডাকশন হার্ডেনিং

আবেশ শক্তকরণ রাসায়নিক বিস্তার জড়িত না. পরিবর্তে, এটি একটি ইস্পাত অংশের পৃষ্ঠকে দ্রুত উত্তপ্ত করার জন্য ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশন ব্যবহার করে তার অস্টেনিটাইজিং তাপমাত্রার উপরে, তারপরে অবিলম্বে নিভে যায়। প্রক্রিয়াটি অত্যন্ত দ্রুত - পৃষ্ঠ গরম হতে পারে 1 থেকে 10 সেকেন্ড — এবং কোরকে প্রভাবিত না করে একটি হার্ড মার্টেনসিটিক কেস তৈরি করে।

এই পদ্ধতির জন্য মাঝারি-কার্বন স্টিল (0.35%–0.55% কার্বন) বা অ্যালয় স্টিলের প্রয়োজন হয় যেগুলির মধ্যে ইতিমধ্যেই পর্যাপ্ত কার্বন আছে যাতে নিভে যাওয়ার পরে মার্টেনসাইট তৈরি হয়। এটি সাধারণত স্টিল ফোরজিং এবং স্বয়ংচালিত সেক্টরে শ্যাফ্ট, গিয়ার, ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট এবং রেলের উপাদানগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়। কেস গভীরতা সাধারণত থেকে পরিসীমা 1 মিমি থেকে 6 মিমি ব্যবহৃত ফ্রিকোয়েন্সি এবং গরম করার সময় উপর নির্ভর করে।

উচ্চতর আনয়ন ফ্রিকোয়েন্সি অগভীর কেস তৈরি করে; নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সি আরও গভীরে প্রবেশ করে। একটি 10 ​​kHz ফ্রিকোয়েন্সি একটি 3-5 মিমি কেস অর্জন করতে পারে, যখন 200 kHz ফ্রিকোয়েন্সি শুধুমাত্র 0.5-1 মিমি পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। কঠোরতা সাধারণত পৌঁছায় 55-62 HRC সঠিকভাবে নির্বাচিত ইস্পাত উপর.

শিখা শক্ত করা

শিখা শক্তকরণ একটি সরাসরি অক্সি-অ্যাসিটিলিন বা অক্সি-প্রোপেন শিখা ব্যবহার করে ইস্পাত পৃষ্ঠকে দ্রুত উত্তপ্ত করে, তারপরে জল নিভিয়ে ফেলা হয়। এটি প্রাচীনতম নির্বাচনী পৃষ্ঠ শক্ত করার পদ্ধতিগুলির মধ্যে একটি এবং কোন বিশেষ চুল্লি সরঞ্জামের প্রয়োজন নেই। এই কৌশলটি মাঝারি-কার্বন এবং অ্যালয় স্টিলের উপর কাজ করে এবং প্রায়শই বড় বা অপ্রয়োজনীয় অংশগুলিতে প্রয়োগ করা হয় - যেমন বড় ফোরজিংস, মেশিনের উপায় এবং স্প্রোকেট - যেগুলি সহজেই চুল্লি বা ইন্ডাকশন কয়েলের ভিতরে মাপসই করা যায় না।

থেকে ব্যাপকভাবে শিখা কঠোর পরিসীমা সঙ্গে কেস গভীরতা 1.5 মিমি থেকে 6 মিমি , এবং 50-60 HRC এর কঠোরতা মান অর্জনযোগ্য। যাইহোক, প্রক্রিয়াটি ইন্ডাকশন শক্ত করার চেয়ে কম নিয়ন্ত্রণযোগ্য, এবং জটিল আকার জুড়ে সামঞ্জস্যপূর্ণ কেস গভীরতা অর্জনের জন্য দক্ষ অপারেটর প্রয়োজন।

সায়ানাইডিং এবং কার্বনিট্রাইডিং

কার্বনিট্রাইডিং একই সাথে কার্বন এবং নাইট্রোজেন উভয়ই ইস্পাত পৃষ্ঠের তাপমাত্রায় প্রবর্তন করে 700°C থেকে 900°C . এটি প্রায়শই কার্বারাইজিং এবং নাইট্রাইডিংয়ের একটি হাইব্রিড হিসাবে বিবেচিত হয়। নাইট্রোজেনের উপস্থিতি প্রয়োজনীয় নির্গমনের তীব্রতা কমিয়ে দেয়, বিকৃতি কমায় এবং কঠোরতা উন্নত করে। কেসের গভীরতা সাধারণত সম্পূর্ণ কার্বারাইজিংয়ের চেয়ে অগভীর হয় - 0.07 মিমি থেকে 0.75 মিমি — এবং এটি পাতলা-সেকশনের অংশ, ফাস্টেনার এবং ছোট গিয়ারের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

সায়ানাইডিং একই সাথে কার্বন এবং নাইট্রোজেন প্রবর্তন করতে একটি তরল সোডিয়াম সায়ানাইড স্নান ব্যবহার করে। কার্যকরী এবং দ্রুত, সায়ানাইড লবণের বিষাক্ত প্রকৃতি পরিবেশগত বিধিগুলির কারণে বেশিরভাগ দেশে এই পদ্ধতিটিকে মূলত অপ্রচলিত করে তুলেছে।

বাড়িতে বা দোকানে স্টিল কার্বারাইজ করার জন্য ধাপে ধাপে প্রক্রিয়া

যারা ইন্ডাস্ট্রিয়াল সেটিং এর বাইরে কাজ করেন — কামারের দোকানে, ছোট মেশিনের দোকানে, বা হোম ফরজে — প্যাক কার্বারাইজিং হল সবচেয়ে অ্যাক্সেসযোগ্য পদ্ধতি৷ এখানে প্রক্রিয়াটির একটি ব্যবহারিক ওয়াকথ্রু রয়েছে।

1. সঠিক ইস্পাত নির্বাচন করুন. একটি কম কার্বন ইস্পাত ব্যবহার করুন যেমন 1018, 1020, বা A36। উচ্চ-কার্বন স্টিলগুলি একইভাবে কার্বারাইজিং থেকে উপকৃত হয় না। নিম্ন-কার্বন গ্রেড থেকে তৈরি ইস্পাত ফোরজিং বিলেটগুলি সাধারণ শুরুর উপকরণ।
2. অংশটি ভালোভাবে পরিষ্কার করুন। পৃষ্ঠ থেকে সমস্ত তেল, স্কেল, মরিচা এবং দূষণ সরান। দূষকগুলি কার্বন ছড়িয়ে দেওয়ার বাধা হিসাবে কাজ করে এবং অসম কেস গভীরতা তৈরি করে।
3. কার্বারাইজিং যৌগ প্রস্তুত করুন। একটি কার্বনেট এনার্জাইজারের সাথে শক্ত কাঠের কাঠকয়লা (6-12 মিমি টুকরা চূর্ণ) মেশান — ওজনে 10-20% হারে বেরিয়াম কার্বনেট ঐতিহ্যগত, যদিও ক্যালসিয়াম কার্বনেট (চুনাপাথর পাউডার) একটি নিরাপদ বিকল্প হিসাবে কাজ করে। কার্বনেট কার্বন মনোক্সাইডের সাথে পাত্রে বিক্রিয়া করে CO₂ উৎপন্ন করে, যা চক্রাকারে ফিরে আসে এবং কার্বন সমৃদ্ধ বায়ুমণ্ডল বজায় রাখে।
4. পাত্রে প্যাক করুন। অংশটি একটি ধাতব বাক্স বা সিল করা পাত্রের (ঢালাই লোহা বা পুরু ইস্পাত) ভিতরে রাখুন। চারকোল যৌগটি অংশের চারপাশে প্যাক করুন, সমস্ত দিকে কমপক্ষে 25 মিমি যৌগ নিশ্চিত করুন। গ্যাস এস্কেপ কমাতে অবাধ্য সিমেন্ট বা ফায়ার ক্লে দিয়ে ঢাকনা সিল করুন।
5. একটি চুল্লিতে তাপ। প্যাক করা পাত্রটি একটি চুল্লিতে রাখুন এবং এটি নিয়ে আসুন 900°C–950°C (1650°F–1740°F) . ভিজানোর প্রয়োজনীয় সময়ের জন্য এই তাপমাত্রা বজায় রাখুন। একটি মোটামুটি গাইড হিসাবে, 900°C তাপমাত্রায় 1 ঘন্টা প্রায় 0.25 মিমি কেস গভীরতা তৈরি করে; 8 ঘন্টা প্রায় 1 মিমি উত্পাদন করে।
6. অংশ নিভিয়ে. এখনও গরম থাকা অবস্থায় বাক্স থেকে অংশটি সরান এবং তত্ক্ষণাত তেলে (মোটর অয়েল বা নিভেন তেল) নিভিয়ে দিন। জল নির্গমন দ্রুত কিন্তু ফাটল ঝুঁকি বাড়ায়. তেল নিভানো বেশিরভাগ কম-কার্বন স্টিলের জন্য উপযুক্ত এবং কেস হার্ডনেস 58-63 HRC তৈরি করে।
7. নিভে যাওয়ার পর মেজাজ। 150°C–200°C (300°F–390°F) তে অংশটিকে 1-2 ঘন্টার জন্য পুনরায় গরম করুন যাতে অভ্যন্তরীণ চাপ নিভে যাওয়া থেকে মুক্তি পাওয়া যায়। এটি পৃষ্ঠের কঠোরতা বজায় রাখার সময় ভঙ্গুরতা হ্রাস করে। এই ধাপটি এড়িয়ে গেলে মাইক্রোক্র্যাকিংয়ের ঝুঁকি থাকে।

কেস হার্ডনেসের জন্য একটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত ফিল্ড টেস্ট হল ফাইল টেস্ট: কেসটি সম্পূর্ণ শক্ত হয়ে গেলে একটি নতুন, তীক্ষ্ণ ফাইলটি কাটা ছাড়াই পৃষ্ঠ থেকে স্কেটিং করা উচিত। আরও সুনির্দিষ্ট পরিমাপের জন্য, রকওয়েল হার্ডনেস টেস্টিং (এইচআরসি স্কেল) বা ক্রস-সেকশনে ভিকারস মাইক্রোহার্ডনেস টেস্টিং হল আদর্শ পদ্ধতি।

কেস শক্ত করার পদ্ধতির তুলনা: একটি ব্যবহারিক ওভারভিউ

নীচের সারণীটি একটি প্রদত্ত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সঠিক প্রক্রিয়া নির্বাচন করতে সাহায্য করার জন্য সবচেয়ে সাধারণ কেস হার্ডনিং পদ্ধতির মধ্যে মূল পার্থক্যগুলিকে সংক্ষিপ্ত করে৷

কেস শক্ত করার জন্য ইস্পাত গ্রেড সেরা উপযুক্ত

প্রতিটি ইস্পাত গ্রেড একইভাবে কেস শক্ত হওয়ার ক্ষেত্রে সাড়া দেয় না। বেস উপাদানের পছন্দ উল্লেখযোগ্যভাবে অর্জনযোগ্য কেস গভীরতা, মূল বলিষ্ঠতা এবং চিকিত্সার পরে মাত্রিক স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করে। ইস্পাত ফোরজিং অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, কেস হার্ডনিং প্রক্রিয়ার সাথে সঠিক গ্রেডের মিল করা অংশের কার্যকারিতার জন্য মৌলিক।

কার্বারাইজিংয়ের জন্য কম-কার্বন ইস্পাত

• AISI 1018/1020: সবচেয়ে সাধারণ এবং অর্থনৈতিক পছন্দ। শ্যাফ্ট, পিন এবং সাধারণ ইস্পাত ফোরজিং উপাদানগুলির জন্য ব্যবহৃত হয় যেখানে পৃষ্ঠ পরিধান প্রতিরোধের প্রয়োজন হয় তবে খরচ নিয়ন্ত্রণ করা আবশ্যক। চিকিত্সার আগে মেশিনে সহজ।
• AISI 8620: একটি নিকেল-ক্রোমিয়াম-মলিবডেনাম খাদ ইস্পাত ব্যাপকভাবে গিয়ার এবং শ্যাফ্ট উত্পাদনে ব্যবহৃত হয়। এটি নির্ভরযোগ্যভাবে কার্বারাইজ করে এবং তাপ চিকিত্সার পরে দুর্দান্ত কোর শক্ততা প্রদান করে, এটিকে ড্রাইভট্রেনের উপাদানগুলির ইস্পাত তৈরির জন্য একটি বেঞ্চমার্ক গ্রেড তৈরি করে।
• AISI 9310: উচ্চ-কর্মক্ষমতা মহাকাশ এবং ভারী-শুল্ক গিয়ার অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত। উচ্চ নিকেল সামগ্রীর কারণে ব্যতিক্রমী মূল শক্তি এবং কেস হার্ডনেবিলিটি অফার করে।
• AISI 4118/4320: ক্রোমিয়াম-মলিবিডেনাম গ্রেডগুলি ভাল কঠোরতা সহ। ট্রান্সমিশন গিয়ার এবং ফোরজিংসে ব্যবহৃত হয় যার জন্য আরও গভীর কেস গভীরতা এবং আরও ভাল ক্লান্তি প্রতিরোধের প্রয়োজন হয়।

নাইট্রাইডিংয়ের জন্য খাদ ইস্পাত

• AISI 4140: একটি বহুমুখী ক্রোমিয়াম-মলিবডেনাম ইস্পাত যা গ্যাস নাইট্রাইডিংয়ে ভাল সাড়া দেয়। ইস্পাত ফোরজিং সরঞ্জামগুলিতে টুল হোল্ডার, স্পিন্ডেল এবং নির্ভুল শ্যাফ্টের জন্য প্রায়শই ব্যবহৃত হয়।
• AISI 4340: একটি উচ্চ-শক্তির নিকেল-ক্রোমিয়াম-মলিবডেনাম খাদ ইস্পাত। নাইট্রাইডিংয়ের পরে, এটি পৃষ্ঠের কঠোরতা এবং মূল শক্ততার একটি চমৎকার সমন্বয় অর্জন করে। মহাকাশ ফোরজিংস এবং কাঠামোগত উপাদানগুলিতে সাধারণ।
• নাইট্রালয় 135M: বিশেষত নাইট্রাইডিংয়ের জন্য তৈরি করা হয়েছে, নাইট্রাইড-গঠনকারী উপাদান হিসাবে অ্যালুমিনিয়াম ধারণকারী। নাইট্রাইডিংয়ের মাধ্যমে অর্জনযোগ্য কিছু সর্বোচ্চ পৃষ্ঠের কঠোরতা মান তৈরি করে, প্রায়শই 1000 HV ছাড়িয়ে যায়।

আনয়ন এবং শিখা শক্ত করার জন্য মাঝারি-কার্বন ইস্পাত

• AISI 1045: আনয়ন শক্ত করার জন্য একটি বহুল ব্যবহৃত মাঝারি কার্বন ইস্পাত। শ্যাফ্ট, অ্যাক্সেল এবং কৃষি উপকরণ ফোরজিংসে সাধারণ। আনয়ন চিকিত্সার পরে পৃষ্ঠে 55-60 HRC অর্জন করে।
• AISI 4140/4340: উচ্চ পৃষ্ঠ তাপমাত্রা থেকে quenched যখন আনয়ন শক্ত করার জন্য উপযুক্ত. ক্র্যাঙ্ক পিন, ড্রিল কলার ফোরজিংস এবং ভারী ইঞ্জিনিয়ারিং উপাদানগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
• AISI 1060/1080: উচ্চতর কার্বন সামগ্রী এইগুলিকে রেল এবং বসন্ত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে যেখানে উচ্চ পরিধানের যোগাযোগের পৃষ্ঠগুলিতে শিখা শক্ত করার অনুশীলন করা হয়।

কেস হার্ডনিং এর সাথে কীভাবে মিথস্ক্রিয়া করে ইস্পাত Forging প্রক্রিয়া

ইন্ডাস্ট্রিয়াল ম্যানুফ্যাকচারিংয়ে, কেস হার্ডনিং প্রায় সবসময়ই পোস্ট-ফার্জিং অপারেশন। স্টিল ফোরজিং — খোলা ডাই, ক্লোজড ডাই (ইমপ্রেশন ডাই) বা রোল ফোরজিং — ইস্পাতের শস্য কাঠামোকে পরিমার্জিত করে এবং অংশ জ্যামিতির সাথে শস্য প্রবাহকে সারিবদ্ধ করে। এই শস্য পরিশোধন কোনো তাপ চিকিত্সা প্রয়োগ করার আগে ইস্পাত যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য উন্নত.

ইস্পাত ফোরজিংয়ের পরে, অংশগুলি সাধারণত ফোরজিংয়ের চাপ থেকে মুক্তি দেওয়ার জন্য স্বাভাবিক করা হয় বা অ্যানিল করা হয়, তারপরে প্রায় চূড়ান্ত মাত্রায় রুক্ষ মেশিন করা হয়। এই পর্যায়ে কেস শক্তকরণ প্রয়োগ করা হয়। ক্রমটি গুরুত্বপূর্ণ: কেস শক্ত হওয়ার আগে যদি একটি অংশ ফিনিস করা হয়, তবে শক্ত করার প্রক্রিয়াটি ছোট মাত্রিক পরিবর্তন (বিকৃতি) ঘটাতে পারে যা অংশটিকে সহনশীলতার বাইরে ঠেলে দেয়। বেশিরভাগ নির্মাতারা শক্ত হওয়ার পরে চূড়ান্ত পদক্ষেপ হিসাবে নাকাল বা ফিনিস মেশিনিং ছেড়ে দেয়।

ফোরজিংসের কার্বারাইজিংয়ে, ইস্পাত ফোরজিংয়ের সময় উৎপন্ন সূক্ষ্ম শস্যের কাঠামো কার্বনের বিচ্ছুরণ পরিবর্তনশীলতাকে সীমিত করতে সাহায্য করে এবং জটিল জ্যামিতি জুড়ে আরও অভিন্ন কেস গভীরতা সমর্থন করে। টাইট গ্রেইন স্ট্রাকচার সহ ফোরজিংস কেস-কোর ট্রানজিশন জোনে আরও ভাল ক্লান্তি প্রতিরোধের দেখায়, যেখানে ক্লান্তি ফাটলগুলি সাধারণত চক্রাকার লোডিংয়ের অধীনে শুরু হয়।

উদাহরণস্বরূপ, 8620 ইস্পাতে ক্লোজড ডাই স্টিল ফোরজিংয়ের মাধ্যমে উত্পাদিত স্বয়ংচালিত ট্রান্সমিশন গিয়ারগুলি নিয়মিতভাবে কেস গভীরতায় কার্বারাইজ করা হয় 0.8-1.2 মিমি , quenched, মেজাজ, এবং তারপর স্থল শেষ. ফোরজিং এবং কার্বারাইজিংয়ের এই সংমিশ্রণটি এমন উপাদান তৈরি করে যা যোগাযোগের চাপকে অতিক্রম করতে সক্ষম। 1500 MPa লক্ষ লক্ষ লোডিং চক্র — পারফরম্যান্স যা একা কোনো প্রক্রিয়াই অর্জন করতে পারে না।

কেস গভীরতা এবং কঠোরতা সামঞ্জস্য নিয়ন্ত্রণ

কেস শক্ত হওয়ার ক্ষেত্রে সবচেয়ে সাধারণ সমস্যাগুলির মধ্যে একটি হল অসামঞ্জস্যপূর্ণ কেস গভীরতা। এটি অকাল পৃষ্ঠ ক্লান্তি, spalling, বা সেবা ক্র্যাকিং হতে পারে. বেশ কয়েকটি ভেরিয়েবল কেসের গভীরতার সামঞ্জস্যকে নিয়ন্ত্রণ করে, এবং সেগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করাই তাপ চিকিত্সাকে দুর্বল অনুশীলন থেকে আলাদা করে।

চুল্লিতে তাপমাত্রার অভিন্নতা

একটি চুল্লির মধ্যে তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্টগুলি সরাসরি একটি ব্যাচ জুড়ে কেস গভীরতার তারতম্যে অনুবাদ করে। একটি দিয়ে একটি চুল্লিতে প্রক্রিয়াকৃত গিয়ারের একটি ব্যাচ ±15°C তাপমাত্রার তারতম্য লোড জুড়ে 10-15% কেসের গভীরতার পার্থক্য দেখতে পাবে। শিল্প গ্যাস কার্বারাইজিং চুল্লিগুলি সাধারণত বজায় রাখার জন্য নির্দিষ্ট করা হয় ±5°C অভিন্নতা পুরো ওয়ার্কিং জোন জুড়ে। থার্মোকল ক্রমাঙ্কন এবং চুল্লির যোগ্যতা (AMS 2750 বা CQI-9-এর মতো মান অনুযায়ী) মান-নিয়ন্ত্রিত তাপ চিকিত্সা সুবিধাগুলিতে আদর্শ অনুশীলন।

গ্যাস কার্বারাইজিংয়ে কার্বন সম্ভাব্য নিয়ন্ত্রণ

গ্যাস কার্বারাইজিংয়ে, চুল্লির বায়ুমণ্ডলের কার্বন সম্ভাবনাকে অবশ্যই সাবধানে নিয়ন্ত্রিত করতে হবে। অত্যধিক কার্বন সম্ভাবনার কারণে পৃষ্ঠের কার্বাইড নেটওয়ার্কগুলি তৈরি হয় — ভঙ্গুর, শস্যের সীমানায় লোহার কার্বাইড যা উল্লেখযোগ্যভাবে ক্লান্তি জীবনকে হ্রাস করে। খুব কম একটি কার্বন সম্ভাব্যতা অপর্যাপ্ত পৃষ্ঠ কার্বন এবং একটি অপর্যাপ্ত হার্ড ক্ষেত্রে ফলাফল. বেশিরভাগ ফার্নেস সিস্টেম অক্সিজেন প্রোব (শিম স্টক প্রোব বা ল্যাম্বডা প্রোব) ব্যবহার করে ক্রমাগত কার্বন সম্ভাব্যতা নিরীক্ষণ এবং সামঞ্জস্য করতে, লক্ষ্য করে ০.৮%–১.০% পৃষ্ঠের কার্বন বেশিরভাগ গিয়ার এবং খাদ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য।

তীব্রতা এবং ফিক্সচার ডিজাইন নিভিয়ে ফেলা

নন-ইউনিফর্ম quenching বিকৃতি এবং অসামঞ্জস্যপূর্ণ কঠোরতার আরেকটি প্রধান কারণ। যে অংশগুলি বিভিন্ন অভিযোজনে নিভানোর মধ্যে প্রবেশ করে, বা যেখানে নিভানোর মাধ্যমটি অংশের চারপাশে অসমভাবে প্রবাহিত হয়, সেগুলি বিভিন্ন হারে শীতল হবে এবং বিভিন্ন অঞ্চলে বিভিন্ন মাইক্রোস্ট্রাকচার তৈরি করবে। সঠিকভাবে ডিজাইন করা ফিক্সচারগুলি নিভানোর সময় অংশগুলিকে সুরক্ষিতভাবে ধরে রাখে এবং সমস্ত পৃষ্ঠে সামঞ্জস্যপূর্ণ নির্গমন মিডিয়া অ্যাক্সেসের অনুমতি দেয়। নিভানোর সময় তেলের তাপমাত্রা সাধারণত বজায় থাকে 40°C–80°C (100°F–175°F) বেশিরভাগ ইস্পাত ফোরজিং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য - ঠান্ডা তেল খুব কঠোরভাবে নিভে যায়, গরম তেল খুব ধীরে ধীরে নিভে যায়।

পোস্ট-ট্রিটমেন্ট পরিদর্শন

কেস শক্ত করার ফলাফলের যাচাইকরণ ধ্বংসাত্মক এবং অ-ধ্বংসাত্মক পরীক্ষার মাধ্যমে করা হয়। ধ্বংসাত্মক পরীক্ষায় প্রোডাকশন ব্যাচের সাথে প্রসেস করা একটি নমুনা কুপন থেকে একটি ক্রস-সেকশন কাটা হয়, তারপর একটি কঠোরতা প্রোফাইল তৈরি করতে ভিকারস মাইক্রোহার্ডনেস টেস্টার ব্যবহার করে ক্রমবর্ধমান গভীরতায় কঠোরতা পরিমাপ করা হয়। কার্যকর কেস গভীরতাকে সেই গভীরতা হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় যেখানে কঠোরতা নেমে আসে 550 HV (প্রায় 52 HRC) আইএসও 2639 অনুসারে। অ-ধ্বংসাত্মক পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে চৌম্বকীয় বারখাউসেন শব্দ বিশ্লেষণ এবং এডি কারেন্ট টেস্টিং, যা অংশটি কাটা ছাড়াই কেসের গভীরতা এবং পৃষ্ঠের কঠোরতার অসঙ্গতি সনাক্ত করতে পারে।

কেস শক্ত করার সাধারণ ভুল এবং কীভাবে সেগুলি এড়ানো যায়

বেশিরভাগ ক্ষেত্রে ক্ষেত্রে শক্ত করার ব্যর্থতাগুলি অল্প সংখ্যক এড়ানো যায় এমন ত্রুটির জন্য চিহ্নিত করা যেতে পারে। এই ত্রুটিগুলি আগে থেকেই শনাক্ত করা — তা উৎপাদনের দোকানে কাজ করা হোক বা একটি ছোট জাল তৈরি করা — ব্যয়বহুল পুনর্ব্যবহার এবং অংশ প্রত্যাখ্যান প্রতিরোধ করে৷

• ভুল ভিত্তি উপাদান: উচ্চ-কার্বন ইস্পাত কার্বারাইজ করার চেষ্টা সামান্য সুবিধা যোগ করে এবং ভঙ্গুর কার্বাইড নেটওয়ার্ক তৈরি করতে পারে। একটি কেস শক্ত করার পদ্ধতি নির্বাচন করার আগে সর্বদা বেস স্টিলের কার্বন সামগ্রী নিশ্চিত করুন।
• মেজাজ এড়িয়ে যাওয়া: টেম্পারিং ছাড়াই নিভে যাওয়া ইস্পাত প্রচুর অভ্যন্তরীণ চাপের মধ্যে রয়েছে। অবিলম্বে টেম্পারড না হলে যন্ত্রাংশগুলি নিভানোর কয়েক ঘন্টা পরে ফাটতে পারে। 160 ডিগ্রি সেলসিয়াসে মাত্র 1 ঘন্টা ভিজিয়ে রাখলেও, নিভানোর কয়েক ঘন্টার মধ্যে সর্বদা মেজাজ করুন।
• নিভানোর আগে অসম গরম করা: একটি অংশ যা একটি অভিন্ন অস্টিনিটাইজিং তাপমাত্রায় নয় যখন নিভিয়ে ফেলা হয় তখন একটি অ-ইউনিফর্ম মাইক্রোস্ট্রাকচার থাকবে। নিভানোর আগে প্রক্রিয়াকরণ তাপমাত্রায় পর্যাপ্ত ভিজানোর সময় নিশ্চিত করুন। পাতলা অংশগুলির জন্য শুধুমাত্র 15-20 মিনিট ভিজানোর প্রয়োজন হতে পারে; পুরু forgings এক ঘন্টা বা তার বেশি প্রয়োজন হতে পারে.
• পৃষ্ঠ দূষণ: কার্বারাইজ করার আগে অংশের পৃষ্ঠে তেল, গ্রীস বা অক্সিডেশন মৃত অঞ্চল তৈরি করে যেখানে কার্বন ছড়িয়ে পড়তে পারে না। প্রক্রিয়াকরণের আগে অংশগুলি অবশ্যই ডিগ্রীস করা উচিত এবং হালকাভাবে স্যান্ডব্লাস্ট করা বা পরিষ্কার করা উচিত।
• আবেদনের জন্য ছোট আকারের কেস: একটি ভারী লোড করা গিয়ারে একটি পাতলা কেস (0.2 মিমি) যোগাযোগের চাপে ভেঙ্গে যায়, নরম কোরটি উন্মুক্ত করে এবং দ্রুত পরিধান বা পিটিং সৃষ্টি করে। যোগাযোগের চাপের সাথে কেস ডেপথ স্পেসিফিকেশনের সাথে মিল করুন এবং কম্পোনেন্টটি পরিষেবাতে দেখতে পাবেন।
• ওভারকারবারাইজিং: অত্যধিক সময় বা কার্বন সম্ভাবনা পৃষ্ঠে ধরে রাখা অস্টিনাইট এবং কার্বাইডের একটি পুরু, ভঙ্গুর সাদা স্তর তৈরি করে। এই স্তরটি ফ্লেক করতে পারে, নাটকীয়ভাবে এটির উন্নতির পরিবর্তে ক্লান্তি শক্তি হ্রাস করে।

অ্যাপ্লিকেশন যেখানে কেস শক্ত করা ইস্পাত ফোরজিং উপাদানগুলি স্ট্যান্ডার্ড

কেস শক্ত করা একটি বিশেষ চিকিত্সা নয়। এটি কাঠামোগত এবং যান্ত্রিক উপাদানগুলির জন্য ইস্পাত ফোরজিংয়ের উপর নির্ভর করে এমন অনেক শিল্প জুড়ে মানক উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলিতে এম্বেড করা হয়েছে।

• স্বয়ংচালিত সংক্রমণ এবং পার্থক্য: স্বয়ংক্রিয় ট্রান্সমিশনে রিং গিয়ার, পিনিয়ন এবং সান গিয়ারগুলি 8620 বা 4320 স্টিল থেকে নকল করা হয় এবং 0.9-1.4 মিমি কেস গভীরতায় কার্বারাইজ করা হয়। পৃষ্ঠের কঠোরতা এবং মূল দৃঢ়তার সংমিশ্রণটি কয়েক হাজার কিলোমিটারের বেশি যানবাহনের ড্রাইভট্রেনগুলির বারবার যোগাযোগের চাপ এবং শক লোডিং পরিচালনা করে।
• মহাকাশ কাঠামোগত ফোরজিংস: বিমানের ল্যান্ডিং গিয়ার উপাদান, অ্যাকচুয়েটর শ্যাফ্ট এবং বিয়ারিং জার্নালগুলি প্রায়শই 4340 ইস্পাত, নাইট্রাইডেড বা কার্বারাইজড থেকে তৈরি করা হয় যাতে AMS 6415-এর মতো মহাকাশের বৈশিষ্ট্যগুলির দ্বারা প্রয়োজনীয় উচ্চ শক্তি এবং দৃঢ়তা বজায় রেখে পরিধান প্রতিরোধের ব্যবস্থা করা হয়।
• খনির এবং নির্মাণ সরঞ্জাম: ট্র্যাক পিন, বুশিং, বালতি দাঁত এবং খননকারী বুম পিনগুলি খাদ স্টিল থেকে নকল করা হয় এবং পাথর এবং মাটির সংস্পর্শে ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পরিধান প্রতিরোধের জন্য কেস শক্ত করা হয়। অত্যন্ত কঠোর পরিস্থিতিতে স্থায়িত্ব প্রদানের জন্য এই অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে 2-4 মিমি কেসের গভীরতা সাধারণ।
• ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট এবং ক্যামশ্যাফ্ট: স্বয়ংচালিত ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট, প্রায়শই 1045 বা মাইক্রোঅ্যালয়েড স্টিল থেকে নকল করা হয়, জার্নাল সারফেসগুলিতে ইন্ডাকশন শক্ত করা হয় যাতে স্থানীয় পৃষ্ঠের কঠোরতা অর্জন করা হয় যখন বাকি শ্যাফ্টগুলি শক্ততা বজায় রাখে। 55-60 HRC জার্নালের কঠোরতা অপরিশোধিত পৃষ্ঠের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে ভারবহন জীবনকে প্রসারিত করে।
• হাত সরঞ্জাম এবং কাটার সরঞ্জাম: 1020 ইস্পাত থেকে তৈরি চিসেল, পাঞ্চ এবং ডাইসগুলিকে একটি শক্ত কাটিং এজ তৈরি করতে বাড়িতে কার্বারাইজ করা যেতে পারে। এটি কেস হার্ডনিং এর প্রাচীনতম অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে একটি এবং শিল্প সেটিংসের বাইরে কাজ করা স্মিথ এবং টুল নির্মাতাদের জন্য প্রাসঙ্গিক থেকে যায়৷