ताप उपचार प्रक्रिया, संचालन और विरूपण के बीच क्या संबंध है?

एल्यूमीनियम और एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के ताप उपचार के दौरान, आमतौर पर विभिन्न समस्याएं सामने आती हैं, जैसे:

-अनुचित भाग प्लेसमेंट: इससे भाग विरूपण हो सकता है, अक्सर वांछित यांत्रिक गुणों को प्राप्त करने के लिए शमन माध्यम द्वारा पर्याप्त तेज गति से अपर्याप्त ताप निष्कासन के कारण।

-तेजी से गर्म होना: इसके परिणामस्वरूप तापीय विरूपण हो सकता है; उचित भाग प्लेसमेंट समान रूप से गर्म होने को सुनिश्चित करने में मदद करता है।

-अत्यधिक तापन: इससे आंशिक गलन या यूटेक्टिक गलन हो सकता है।

-सतह स्केलिंग/उच्च तापमान ऑक्सीकरण.

-अत्यधिक या अपर्याप्त आयु उपचार, दोनों के परिणामस्वरूप यांत्रिक गुणों की हानि हो सकती है।

-समय/तापमान/शमन मापदंडों में उतार-चढ़ाव जो भागों और बैचों के बीच यांत्रिक और/या भौतिक गुणों में विचलन पैदा कर सकता है।

-इसके अतिरिक्त, खराब तापमान एकरूपता, अपर्याप्त इन्सुलेशन समय, तथा घोल ताप उपचार के दौरान अपर्याप्त शीतलन, सभी अपर्याप्त परिणामों में योगदान कर सकते हैं।

एल्यूमीनियम उद्योग में ऊष्मा उपचार एक महत्वपूर्ण तापीय प्रक्रिया है, आइये इससे संबंधित अधिक जानकारी प्राप्त करें।

1.Pre उपचार

पूर्व-उपचार प्रक्रियाएँ जो संरचना में सुधार करती हैं और शमन से पहले तनाव से राहत दिलाती हैं, विकृति को कम करने में लाभदायक होती हैं। पूर्व-उपचार में आमतौर पर गोलाकार तापानुशीतन और तनाव-मुक्ति तापानुशीतन जैसी प्रक्रियाएँ शामिल होती हैं, और कुछ में शमन और टेम्परिंग या सामान्यीकरण उपचार भी अपनाया जाता है।

तनाव से राहत एनीलिंगमशीनिंग के दौरान, मशीनिंग विधियों, औज़ारों की संलग्नता और काटने की गति जैसे कारकों के कारण अवशिष्ट प्रतिबल उत्पन्न हो सकते हैं। इन प्रतिबलों के असमान वितरण से शमन के दौरान विकृति उत्पन्न हो सकती है। इन प्रभावों को कम करने के लिए, शमन से पहले प्रतिबल-मुक्ति तापानुशीतन आवश्यक है। प्रतिबल-मुक्ति तापानुशीतन के लिए तापमान सामान्यतः 500-700°C होता है। वायु माध्यम में गर्म करते समय, ऑक्सीकरण और विकार्बरीकरण को रोकने के लिए 2-3 घंटे के धारण समय के साथ 500-550°C के तापमान का उपयोग किया जाता है। भारण के दौरान स्वयं के भार के कारण होने वाली विकृति पर विचार किया जाना चाहिए, और अन्य प्रक्रियाएँ मानक तापानुशीतन के समान हैं।

संरचना सुधार के लिए प्रीहीट उपचारइसमें स्फेरोइडाइजिंग एनीलिंग, क्वेंचिंग और टेम्परिंग, सामान्यीकरण उपचार शामिल हैं।

-स्फेरोइडाइजिंग एनीलिंगऊष्मा उपचार के दौरान कार्बन टूल स्टील और मिश्र धातु टूल स्टील के लिए आवश्यक, गोलाकार एनीलिंग के बाद प्राप्त संरचना शमन के दौरान विरूपण प्रवृत्ति को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है। एनीलिंग के बाद की संरचना को समायोजित करके, शमन के दौरान होने वाली नियमित विकृति को कम किया जा सकता है।

-अन्य पूर्व-उपचार विधियाँशमन विरूपण को कम करने के लिए विभिन्न विधियों का उपयोग किया जा सकता है, जैसे शमन और टेम्परिंग, सामान्यीकरण उपचार। विरूपण के कारण और भाग की सामग्री के आधार पर शमन और टेम्परिंग, सामान्यीकरण उपचार जैसे उपयुक्त पूर्व-उपचारों का चयन विरूपण को प्रभावी ढंग से कम कर सकता है। हालाँकि, टेम्परिंग के बाद अवशिष्ट तनाव और कठोरता में वृद्धि के लिए सावधानी आवश्यक है, विशेष रूप से शमन और टेम्परिंग उपचार W और Mn युक्त स्टील्स के लिए शमन के दौरान विस्तार को कम कर सकते हैं, लेकिन GCr15 जैसे स्टील्स के लिए विरूपण को कम करने पर इसका बहुत कम प्रभाव पड़ता है।

व्यावहारिक उत्पादन में, शमन विकृति के कारण की पहचान करना, चाहे वह अवशिष्ट तनावों के कारण हो या खराब संरचना के कारण, प्रभावी उपचार के लिए आवश्यक है। अवशिष्ट तनावों के कारण होने वाली विकृति के लिए तनाव निवारण तापानुशीतन किया जाना चाहिए, जबकि संरचना में परिवर्तन करने वाले टेम्परिंग जैसे उपचार आवश्यक नहीं हैं, और इसके विपरीत। तभी शमन विकृति को कम करने, लागत कम करने और गुणवत्ता सुनिश्चित करने का लक्ष्य प्राप्त किया जा सकता है।

2. शमन हीटिंग ऑपरेशन

शमन तापमान: शमन तापमान विरूपण को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। हम शमन तापमान को समायोजित करके विरूपण को कम करने के उद्देश्य को प्राप्त कर सकते हैं, या आरक्षित मशीनिंग भत्ता शमन तापमान के समान होता है ताकि विरूपण को कम करने का उद्देश्य प्राप्त हो सके, या ऊष्मा उपचार परीक्षणों के बाद मशीनिंग भत्ता और शमन तापमान को यथोचित रूप से चयनित और आरक्षित किया जा सके, ताकि बाद में मशीनिंग भत्ता कम किया जा सके। शमन तापमान का शमन विरूपण पर प्रभाव न केवल वर्कपीस में प्रयुक्त सामग्री से संबंधित है, बल्कि वर्कपीस के आकार और आकृति से भी संबंधित है। जब वर्कपीस का आकार और आकृति बहुत भिन्न होती है, हालाँकि वर्कपीस की सामग्री समान होती है, तो शमन विरूपण की प्रवृत्ति काफी भिन्न होती है, और ऑपरेटर को वास्तविक उत्पादन में इस स्थिति पर ध्यान देना चाहिए।

शमन धारण समयधारण समय का चयन न केवल पूरी तरह से गर्म करने और शमन के बाद वांछित कठोरता या यांत्रिक गुणों को प्राप्त करने को सुनिश्चित करता है, बल्कि विरूपण पर इसके प्रभाव को भी ध्यान में रखता है। शमन धारण समय बढ़ाने से शमन तापमान में अनिवार्य रूप से वृद्धि होती है, विशेष रूप से उच्च कार्बन और उच्च क्रोमियम स्टील के लिए।

लोडिंग विधियाँ: यदि वर्कपीस को गर्म करने के दौरान अनुचित रूप में रखा जाता है, तो यह वर्कपीस के वजन के कारण विरूपण या वर्कपीस के बीच आपसी निष्कासन के कारण विरूपण, या वर्कपीस के अत्यधिक स्टैकिंग के कारण असमान हीटिंग और कूलिंग के कारण विरूपण का कारण होगा।

तापन विधिजटिल आकार और अलग-अलग मोटाई वाले वर्कपीस के लिए, खासकर उच्च कार्बन और मिश्र धातु तत्वों वाले वर्कपीस के लिए, धीमी और एकसमान हीटिंग प्रक्रिया अत्यंत महत्वपूर्ण है। प्रीहीटिंग का उपयोग अक्सर आवश्यक होता है, कभी-कभी कई प्रीहीटिंग चक्रों की आवश्यकता होती है। बड़े वर्कपीस के लिए, जिन्हें प्रीहीटिंग के माध्यम से प्रभावी ढंग से संसाधित नहीं किया जा सकता है, नियंत्रित हीटिंग के साथ बॉक्स रेजिस्टेंस फर्नेस का उपयोग करने से तेज़ हीटिंग के कारण होने वाली विकृति को कम किया जा सकता है।

3. शीतलन संचालन

शमन विरूपण मुख्यतः शीतलन प्रक्रिया के परिणामस्वरूप होता है। उचित शमन माध्यम का चयन, कुशल संचालन और शीतलन प्रक्रिया का प्रत्येक चरण शमन विरूपण को सीधे प्रभावित करता है।

शमन माध्यम का चयन: शमन के बाद वांछित कठोरता सुनिश्चित करते हुए, विकृति को कम करने के लिए हल्के शमन माध्यमों को प्राथमिकता दी जानी चाहिए। शीतलन के लिए गर्म स्नान माध्यमों का उपयोग करने की सलाह दी जाती है (ताकि भाग के गर्म रहते हुए भी सीधा करना आसान हो) या वायु शीतलन भी अनुशंसित है। जल और तेल के बीच शीतलन दर वाले माध्यम जल-तेल द्वैत माध्यमों का भी स्थान ले सकते हैं।

—वायु-शीतलन शमन: वायु-शीतलन शमन उच्च गति वाले स्टील, क्रोमियम मोल्ड स्टील और वायु-शीतलन सूक्ष्म-विरूपण स्टील के शमन विरूपण को कम करने में प्रभावी है। 3Cr2W8V स्टील, जिसे शमन के बाद उच्च कठोरता की आवश्यकता नहीं होती है, के लिए शमन तापमान को उचित रूप से समायोजित करके विरूपण को कम करने के लिए वायु शमन का भी उपयोग किया जा सकता है।

—तेल शीतलन और शमनतेल एक शमन माध्यम है जिसकी शीतलन दर पानी की तुलना में बहुत कम है, लेकिन उच्च कठोरता, छोटे आकार, जटिल आकार और बड़ी विरूपण प्रवृत्ति वाले वर्कपीस के लिए, तेल की शीतलन दर बहुत अधिक है, लेकिन छोटे आकार लेकिन खराब कठोरता वाले वर्कपीस के लिए, तेल की शीतलन दर अपर्याप्त है। उपरोक्त विरोधाभासों को हल करने और वर्कपीस के शमन विरूपण को कम करने के लिए तेल शमन का पूरा उपयोग करने के लिए, लोगों ने तेल के उपयोग का विस्तार करने के लिए तेल के तापमान को समायोजित करने और शमन तापमान बढ़ाने के तरीकों को अपनाया है।

—शमन तेल का तापमान बदलनाशमन के दौरान शमन के दौरान होने वाले विरूपण को कम करने के लिए समान तेल के तापमान का उपयोग करने से भी निम्नलिखित समस्याएँ होती हैं: कम तेल के तापमान पर शमन विरूपण अभी भी बड़ा होता है, और उच्च तेल के तापमान पर शमन के बाद वर्कपीस की कठोरता सुनिश्चित करना मुश्किल होता है। कुछ वर्कपीस के आकार और सामग्री के संयुक्त प्रभाव के तहत, शमन तेल का तापमान बढ़ाने से उसका विरूपण भी बढ़ सकता है। इसलिए, परीक्षण पास करने के बाद, वर्कपीस की सामग्री, अनुप्रस्थ काट के आकार और आकृति की वास्तविक स्थिति के अनुसार शमन तेल का तेल तापमान निर्धारित करना अत्यंत आवश्यक है।

शमन के लिए गर्म तेल का उपयोग करते समय, शमन और शीतलन के कारण तेल के उच्च तापमान से होने वाली आग से बचने के लिए, तेल टैंक के पास आवश्यक अग्निशमन उपकरण लगाए जाने चाहिए। इसके अलावा, शमन तेल के गुणवत्ता सूचकांक का नियमित रूप से परीक्षण किया जाना चाहिए, और समय पर नया तेल भरा या बदला जाना चाहिए।

—शमन तापमान बढ़ाएँयह विधि छोटे क्रॉस-सेक्शन वाले कार्बन स्टील वर्कपीस और थोड़े बड़े मिश्र धातु स्टील वर्कपीस के लिए उपयुक्त है जो सामान्य शमन तापमान और तेल शमन पर गर्म करने और ऊष्मा संरक्षण के बाद कठोरता की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकते। शमन तापमान को उचित रूप से बढ़ाकर और फिर तेल शमन करके, कठोरता और विरूपण को कम करने का प्रभाव प्राप्त किया जा सकता है। शमन के लिए इस विधि का उपयोग करते समय, शमन तापमान में वृद्धि के कारण दाने के मोटे होने, यांत्रिक गुणों में कमी और वर्कपीस के सेवा जीवन जैसी समस्याओं को रोकने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए।

—वर्गीकरण और ऑस्टेम्परिंगजब शमन कठोरता डिज़ाइन आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है, तो शमन विरूपण को कम करने के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए गर्म स्नान माध्यम के वर्गीकरण और ऑस्टेम्परिंग का पूर्ण उपयोग किया जाना चाहिए। यह विधि कम कठोरता वाले, छोटे-खंड वाले कार्बन संरचनात्मक इस्पात और टूल स्टील, विशेष रूप से क्रोमियम युक्त डाई स्टील और उच्च कठोरता वाले उच्च गति वाले स्टील वर्कपीस के लिए भी प्रभावी है। गर्म स्नान माध्यम का वर्गीकरण और ऑस्टेम्परिंग की शीतलन विधि इस प्रकार के इस्पात के लिए मूल शमन विधियाँ हैं। इसी प्रकार, यह उन कार्बन इस्पातों और निम्न-मिश्र धातु संरचनात्मक इस्पातों के लिए भी प्रभावी है जिन्हें उच्च शमन कठोरता की आवश्यकता नहीं होती है।

गर्म स्नान से प्यास बुझाते समय निम्नलिखित बातों पर ध्यान देना चाहिए:

सबसे पहले, जब तेल स्नान का उपयोग ग्रेडिंग और आइसोथर्मल शमन के लिए किया जाता है, तो आग की घटना को रोकने के लिए तेल के तापमान को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए।

दूसरा, नाइट्रेट लवण ग्रेड से शमन करते समय, नाइट्रेट लवण टैंक में आवश्यक उपकरण और जल शीतलन उपकरण अवश्य होने चाहिए। अन्य सावधानियों के लिए, कृपया संबंधित जानकारी देखें, और उन्हें यहाँ दोहराया नहीं जाएगा।

तीसरा, समतापी शमन के दौरान समतापी तापमान को कड़ाई से नियंत्रित किया जाना चाहिए। उच्च या निम्न तापमान शमन विरूपण को कम करने के लिए अनुकूल नहीं है। इसके अलावा, ऑस्टेम्परिंग के दौरान, वर्कपीस के भार के कारण होने वाले विरूपण को रोकने के लिए वर्कपीस को लटकाने की विधि का चयन किया जाना चाहिए।

चौथा, जब वर्कपीस के गर्म होने पर उसके आकार को ठीक करने के लिए आइसोथर्मल या ग्रेडेड क्वेंचिंग का उपयोग किया जाता है, तो टूलींग और फिक्स्चर पूरी तरह से सुसज्जित होने चाहिए, और संचालन के दौरान क्रिया तेज़ होनी चाहिए। वर्कपीस की क्वेंचिंग गुणवत्ता पर प्रतिकूल प्रभाव को रोकें।

शीतलन संचालनशीतलन प्रक्रिया के दौरान कुशल संचालन का शमन विरूपण पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, खासकर जब पानी या तेल शमन माध्यमों का उपयोग किया जाता है।

- शमन माध्यम प्रवेश की सही दिशाआमतौर पर, सममित रूप से संतुलित या लम्बी छड़ जैसी वर्कपीस को माध्यम में लंबवत रूप से शमन किया जाना चाहिए। असममित भागों को एक कोण पर शमन किया जा सकता है। सही दिशा का उद्देश्य सभी भागों में एक समान शीतलन सुनिश्चित करना है, जिसमें धीमी गति से ठंडा होने वाले क्षेत्र पहले माध्यम में प्रवेश करते हैं, उसके बाद तेज़ गति से ठंडा होने वाले भाग। वर्कपीस के आकार और शीतलन गति पर उसके प्रभाव पर विचार करना व्यवहार में महत्वपूर्ण है।

-क्वेंचिंग माध्यम में वर्कपीस की गतिधीमी गति से ठंडे होने वाले पुर्जों को शमन माध्यम की ओर मुख करके रखना चाहिए। सममित आकार के वर्कपीस को माध्यम में एक संतुलित और एकसमान पथ का अनुसरण करना चाहिए, जिससे उनका आयाम छोटा और गतिमान रहे। पतले और लम्बे वर्कपीस के लिए, शमन के दौरान स्थिरता अत्यंत महत्वपूर्ण है। झूलने से बचें और बेहतर नियंत्रण के लिए वायर बाइंडिंग के बजाय क्लैंप का उपयोग करें।

-शमन की गतिवर्कपीस को तेज़ी से क्वेंच किया जाना चाहिए। विशेष रूप से पतले, छड़ जैसे वर्कपीस के लिए, धीमी क्वेंचिंग गति से झुकने के कारण विरूपण बढ़ सकता है और अलग-अलग समय पर क्वेंच किए गए खंडों के बीच विरूपण में अंतर आ सकता है।

-नियंत्रित शीतलन: क्रॉस-सेक्शन आकार में महत्वपूर्ण अंतर वाले वर्कपीस के लिए, उनकी शीतलन दर को कम करने और एक समान शीतलन प्राप्त करने के लिए एस्बेस्टस रस्सी या धातु शीट जैसी सामग्रियों के साथ तेजी से ठंडा होने वाले अनुभागों की रक्षा करें।

-पानी में ठंडा होने का समय: मुख्यतः संरचनात्मक तनाव के कारण विरूपण का अनुभव करने वाले वर्कपीस के लिए, पानी में उनके शीतलन समय को कम करें। मुख्यतः तापीय तनाव के कारण विरूपण से गुजरने वाले वर्कपीस के लिए, शमन विरूपण को कम करने के लिए पानी में उनके शीतलन समय को बढ़ाएँ।

MAT एल्युमिनियम से मे जियांग द्वारा संपादित