उष्णता उपचाराच्या मूलभूत तत्त्वांचा सारांश!

उष्णता उपचार म्हणजे एक धातूची औष्णिक प्रक्रिया आहे, ज्यामध्ये इच्छित रचना आणि गुणधर्म मिळवण्यासाठी पदार्थाला घन अवस्थेत गरम करून, धरून ठेवून आणि थंड केले जाते.

१. उष्णता उपचार

१, नॉर्मलायझिंग: AC3 किंवा ACM च्या क्रांतिक बिंदूपर्यंत योग्य तापमानापेक्षा जास्त गरम केलेल्या स्टील किंवा स्टीलच्या तुकड्यांना हवेत थंड केल्यानंतर ठराविक कालावधीसाठी त्याच स्थितीत ठेवले जाते, ज्यामुळे उष्णता उपचार प्रक्रियेद्वारे पर्लाइटिक प्रकारची रचना प्राप्त होते.

२, ॲनीलिंग: युटेक्टिक स्टीलचा वर्कपीस AC3 मध्ये २०-४० अंशांपेक्षा जास्त तापमानावर गरम केला जातो, काही काळ तसाच ठेवल्यानंतर, फर्नेसमध्ये हळूहळू थंड केला जातो (किंवा वाळू किंवा चुन्यामध्ये बुडवून ५०० अंशांपेक्षा कमी तापमानावर थंड केला जातो) आणि या प्रक्रियेला हवेत थंड करण्याची उष्णता उपचार प्रक्रिया म्हणतात.

३, घन द्रावण उष्णता उपचार: मिश्रधातू उच्च तापमानाच्या एकल-फेज प्रदेशात स्थिर तापमानात गरम केला जातो, जेणेकरून अतिरिक्त फेज पूर्णपणे घन द्रावणात विरघळेल आणि नंतर अतिसंपृक्त घन द्रावण उष्णता उपचार प्रक्रिया मिळविण्यासाठी वेगाने थंड केले जाते.

4、एजिंग: मिश्रधातूच्या सॉलिड सोल्युशन हीट ट्रीटमेंट किंवा कोल्ड प्लास्टिक डिफॉर्मेशननंतर, जेव्हा ते खोलीच्या तापमानावर किंवा खोलीच्या तापमानापेक्षा किंचित जास्त तापमानावर ठेवले जाते, तेव्हा कालांतराने त्याचे गुणधर्म बदलण्याची घटना घडते.

५, सॉलिड सोल्युशन ट्रीटमेंट: जेणेकरून मिश्रधातूच्या विविध अवस्था पूर्णपणे विरघळतील, सॉलिड सोल्युशन मजबूत होईल आणि कणखरपणा व गंज-प्रतिरोधकता सुधारेल, ताण आणि मऊपणा दूर होईल, जेणेकरून मोल्डिंगची प्रक्रिया सुरू ठेवता येईल.

६, एजिंग ट्रीटमेंट: मजबुतीकरण टप्प्याच्या अवक्षेपणाच्या तापमानावर गरम करणे आणि धरून ठेवणे, जेणेकरून मजबुतीकरण टप्प्याचे अवक्षेपण होऊन ते कठीण होईल आणि मजबुती सुधारेल.

७, शमन: योग्य शीतलन दराने थंड केल्यानंतर स्टीलचे ऑस्टेनायझेशन करणे, जेणेकरून वर्कपीसच्या क्रॉस-सेक्शनमधील सर्व किंवा विशिष्ट भागातील अस्थिर संघटनात्मक संरचनेचे मार्टेन्साइटमध्ये उष्णता उपचार प्रक्रियेद्वारे रूपांतर होते.

८, टेम्परिंग: उष्णता उपचार प्रक्रियेची इच्छित रचना आणि गुणधर्म मिळविण्यासाठी, शमन केलेल्या वर्कपीसला AC1 च्या क्रांतिक बिंदूपर्यंत योग्य तापमानाच्या खाली एका विशिष्ट कालावधीसाठी गरम केले जाईल आणि नंतर पद्धतीच्या आवश्यकतेनुसार थंड केले जाईल.

९. स्टील कार्बनिट्रायडिंग: कार्बनिट्रायडिंग म्हणजे स्टीलच्या पृष्ठभागाच्या थरात एकाच वेळी कार्बन आणि नायट्रोजनचा प्रवेश करण्याची प्रक्रिया. पारंपरिक कार्बनिट्रायडिंगला सायनाइड असेही म्हणतात, तर मध्यम तापमान गॅस कार्बनिट्रायडिंग आणि कमी तापमान गॅस कार्बनिट्रायडिंग (म्हणजेच गॅस नायट्रोकार्बरायझिंग) यांचा वापर अधिक व्यापकपणे केला जातो. मध्यम तापमान गॅस कार्बनिट्रायडिंगचा मुख्य उद्देश स्टीलची कठोरता, झीज-प्रतिरोध आणि थकवा-प्रतिरोध सुधारणे हा आहे. कमी तापमान गॅस कार्बनिट्रायडिंग हे नायट्रायडिंग-आधारित असून, त्याचा मुख्य उद्देश स्टीलचा झीज-प्रतिरोध आणि आघात-प्रतिरोध सुधारणे हा आहे.

१०, टेम्परिंग उपचार (शमन आणि टेम्परिंग): सामान्यतः, उष्णता उपचारासोबत उच्च तापमानावर शमन आणि टेम्परिंग करून टेम्परिंग केले जाते. टेम्परिंग उपचाराचा उपयोग विविध महत्त्वाच्या संरचनात्मक भागांमध्ये, विशेषतः कनेक्टिंग रॉड, बोल्ट, गीअर्स आणि शाफ्ट यांसारख्या बदलत्या भाराखाली काम करणाऱ्या भागांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. टेम्परिंग उपचारानंतर टेम्पर्ड सोनाइट संरचना मिळते, ज्याचे यांत्रिक गुणधर्म समान कठीणतेच्या नॉर्मलाइज्ड सोनाइट संरचनेपेक्षा चांगले असतात. त्याची कठीणता उच्च तापमान टेम्परिंगचे तापमान, स्टीलच्या टेम्परिंगची स्थिरता आणि वर्कपीसच्या क्रॉस-सेक्शनच्या आकारावर अवलंबून असते, साधारणपणे ती HB200-350 च्या दरम्यान असते.

११, ब्रेझिंग: ब्रेझिंगमध्ये, दोन प्रकारचे साहित्य वर्कपीसला उष्णता देऊन वितळवून एकत्र जोडले जाते.

II.Tप्रक्रियेची वैशिष्ट्ये

धातू उष्णता उपचार ही यांत्रिक उत्पादनातील एक महत्त्वाची प्रक्रिया आहे. इतर मशीनिंग प्रक्रियांशी तुलना करता, उष्णता उपचारामुळे सामान्यतः वर्कपीसचा आकार आणि एकूण रासायनिक रचना बदलत नाही, परंतु वर्कपीसची अंतर्गत सूक्ष्मरचना बदलून किंवा वर्कपीसच्या पृष्ठभागाची रासायनिक रचना बदलून, वर्कपीसच्या वापरासाठीचे गुणधर्म दिले जातात किंवा सुधारले जातात. याचे वैशिष्ट्य म्हणजे वर्कपीसच्या आंतरिक गुणवत्तेत सुधारणा होणे, जी सामान्यतः उघड्या डोळ्यांना दिसत नाही. आवश्यक यांत्रिक गुणधर्म, भौतिक गुणधर्म आणि रासायनिक गुणधर्म असलेला धातूचा वर्कपीस बनवण्यासाठी, सामग्रीची योग्य निवड आणि विविध मोल्डिंग प्रक्रियांव्यतिरिक्त, उष्णता उपचार प्रक्रिया अनेकदा आवश्यक असते. यांत्रिक उद्योगात स्टील हे सर्वाधिक वापरले जाणारे साहित्य आहे, स्टीलची सूक्ष्मरचना गुंतागुंतीची असते, जी उष्णता उपचाराद्वारे नियंत्रित केली जाऊ शकते, त्यामुळे स्टीलवरील उष्णता उपचार हा धातू उष्णता उपचारांचा मुख्य भाग आहे. याव्यतिरिक्त, ॲल्युमिनियम, तांबे, मॅग्नेशियम, टायटॅनियम आणि इतर मिश्रधातूंचे यांत्रिक, भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म बदलण्यासाठी उष्णता उपचार केले जाऊ शकतात, जेणेकरून विविध कार्यक्षमता प्राप्त करता येईल.

तिसरा.Tतो प्रक्रिया

उष्णता उपचार प्रक्रियेमध्ये सामान्यतः गरम करणे, स्थिर ठेवणे आणि थंड करणे या तीन प्रक्रियांचा समावेश असतो, तर काहीवेळा फक्त गरम करणे आणि थंड करणे या दोनच प्रक्रियांचा समावेश असतो. या प्रक्रिया एकमेकांशी जोडलेल्या असतात आणि त्यांमध्ये व्यत्यय आणता येत नाही.

तापवणे ही उष्णता उपचारातील एक महत्त्वाची प्रक्रिया आहे. धातूंच्या उष्णता उपचारासाठी अनेक पद्धती आहेत, त्यापैकी सर्वात जुनी पद्धत म्हणजे उष्णतेचा स्रोत म्हणून लाकडी कोळसा वापरणे, तर अलीकडील काळात द्रव आणि वायू इंधनांचा वापर केला जातो. विजेच्या वापरामुळे तापवणे नियंत्रित करणे सोपे होते आणि कोणतेही पर्यावरण प्रदूषण होत नाही. या उष्णता स्रोतांचा वापर थेट तापवण्यासाठी, तसेच वितळलेले क्षार किंवा धातू, तरंगणारे कण यांच्यामार्फत अप्रत्यक्ष तापवण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

धातू गरम करताना, वर्कपीस हवेच्या संपर्कात येतो, ज्यामुळे अनेकदा ऑक्सिडेशन आणि डीकार्ब्युरायझेशन (म्हणजेच, स्टीलच्या भागांमधील पृष्ठभागावरील कार्बनचे प्रमाण कमी होणे) होते, ज्याचा उष्णता-उपचार केलेल्या भागांच्या पृष्ठभागाच्या गुणधर्मांवर अत्यंत नकारात्मक परिणाम होतो. त्यामुळे, धातूला सामान्यतः नियंत्रित किंवा संरक्षक वातावरणात, वितळलेल्या क्षारांनी आणि व्हॅक्यूममध्ये गरम केले पाहिजे, तसेच संरक्षक उष्णतेसाठी कोटिंग्ज किंवा पॅकेजिंग पद्धती देखील उपलब्ध आहेत.

तापवण्याचे तापमान हे उष्णता उपचार प्रक्रियेतील एक महत्त्वाचे मापदंड आहे. तापवण्याच्या तापमानाची निवड आणि नियंत्रण हे उष्णता उपचाराची गुणवत्ता सुनिश्चित करण्यामधील मुख्य मुद्दे आहेत. तापवण्याचे तापमान हे उपचार केल्या जाणाऱ्या धातूच्या सामग्रीवर आणि उष्णता उपचाराच्या उद्देशावर अवलंबून असते, परंतु सामान्यतः उच्च तापमान संरचना मिळवण्यासाठी ते प्रावस्था संक्रमण तापमानापेक्षा जास्त तापमानावर गरम केले जाते. याव्यतिरिक्त, या परिवर्तनासाठी ठराविक कालावधी लागतो, म्हणून जेव्हा धातूच्या वर्कपीसचा पृष्ठभाग आवश्यक तापवण्याच्या तापमानापर्यंत पोहोचतो, तेव्हा त्याला ठराविक कालावधीसाठी या तापमानावर टिकवून ठेवावे लागते, जेणेकरून अंतर्गत आणि बाह्य तापमान सुसंगत राहील आणि सूक्ष्मसंरचनेचे परिवर्तन पूर्ण होईल. यालाच होल्डिंग टाइम (धारण वेळ) म्हणतात. उच्च ऊर्जा घनतेच्या तापवण्याच्या आणि पृष्ठभागाच्या उष्णता उपचाराच्या पद्धतीत, तापवण्याचा दर अत्यंत जलद असतो आणि सामान्यतः होल्डिंग टाइम नसतो, तर रासायनिक उष्णता उपचारांमध्ये होल्डिंग टाइम अनेकदा जास्त असतो.

उष्णता उपचार प्रक्रियेमध्ये शीतलीकरण हा देखील एक अपरिहार्य टप्पा आहे. वेगवेगळ्या प्रक्रियांमुळे शीतलीकरणाच्या पद्धती वापरल्या जातात, ज्या मुख्यत्वे शीतलीकरणाचा दर नियंत्रित करण्यासाठी असतात. सामान्यतः ॲनीलिंगमध्ये शीतलीकरणाचा दर सर्वात कमी असतो, नॉर्मलायझिंगमध्ये तो अधिक असतो आणि क्वेंचिंगमध्ये तो सर्वात जास्त असतो. परंतु, स्टीलच्या वेगवेगळ्या प्रकारांनुसार आणि त्यांच्या वेगवेगळ्या आवश्यकतांमुळेही यात बदल होतो, जसे की एअर-हार्डन्ड स्टीलला नॉर्मलायझिंगच्या समान शीतलीकरण दराने क्वेंच केले जाऊ शकते.

IV.पीप्रक्रिया वर्गीकरण

धातू उष्णता उपचार प्रक्रियेचे ढोबळमानाने संपूर्ण उष्णता उपचार, पृष्ठभागीय उष्णता उपचार आणि रासायनिक उष्णता उपचार अशा तीन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण करता येते. उष्णता देणारे माध्यम, उष्णतेचे तापमान आणि थंड करण्याची पद्धत यांमधील फरकानुसार, प्रत्येक प्रकाराला अनेक वेगवेगळ्या उष्णता उपचार प्रक्रियांमध्ये विभागता येते. एकाच धातूवर वेगवेगळ्या उष्णता उपचार प्रक्रिया वापरल्यास, वेगवेगळी संरचना प्राप्त होते, ज्यामुळे त्याचे गुणधर्मही वेगवेगळे असतात. लोह आणि पोलाद हे उद्योगात सर्वाधिक वापरले जाणारे धातू आहेत आणि पोलादाची सूक्ष्मसंरचना देखील सर्वात गुंतागुंतीची असते, त्यामुळे पोलादाच्या उष्णता उपचाराच्या विविध प्रक्रिया अस्तित्वात आहेत.

एकूण उष्णता उपचार म्हणजे वर्कपीसला संपूर्णपणे गरम करणे आणि नंतर योग्य दराने थंड करणे, जेणेकरून आवश्यक धातुरचना प्राप्त होईल आणि धातूच्या उष्णता उपचार प्रक्रियेद्वारे त्याचे एकूण यांत्रिक गुणधर्म बदलता येतील. स्टीलच्या एकूण उष्णता उपचारांमध्ये साधारणपणे ॲनीलिंग, नॉर्मलायझिंग, क्वेंचिंग आणि टेम्परिंग या चार मूलभूत प्रक्रियांचा समावेश होतो.

प्रक्रिया म्हणजे:

ॲनीलिंग म्हणजे वर्कपीसला योग्य तापमानापर्यंत गरम करणे, वर्कपीसच्या मटेरियल आणि आकारानुसार वेगवेगळा होल्डिंग टाइम वापरणे, आणि नंतर हळूहळू थंड करणे. याचा उद्देश धातूच्या अंतर्गत रचनेला समतोल अवस्थेपर्यंत पोहोचवणे किंवा त्याच्या जवळ नेणे हा असतो, जेणेकरून चांगली प्रक्रिया कार्यक्षमता आणि कामगिरी प्राप्त होईल, किंवा रचनेच्या तयारीसाठी पुढील क्वेंचिंग केले जाते.

नॉर्मलायझिंग म्हणजे वर्कपीसला हवेत थंड केल्यानंतर योग्य तापमानापर्यंत गरम करणे. नॉर्मलायझिंगचा परिणाम ॲनीलिंगसारखाच असतो, फक्त यात अधिक सूक्ष्म संघटन साधले जाते. याचा उपयोग अनेकदा मटेरियलची कटिंग कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी केला जातो, पण कधीकधी कमी मागणी असलेल्या काही भागांसाठी अंतिम उष्णता उपचार म्हणूनही याचा वापर केला जातो.

शमन म्हणजे, कार्यवस्तूला पाणी, तेल किंवा इतर अजैविक क्षार, सेंद्रिय जलीय द्रावणे आणि इतर शमन माध्यमांमध्ये गरम करून उष्णतारोधक स्थितीत ठेवून जलद थंड करणे. शमन केल्यानंतर, पोलादी भाग कठीण होतात, परंतु त्याच वेळी ठिसूळही बनतात. हा ठिसूळपणा वेळेवर दूर करण्यासाठी, साधारणपणे वेळेवर टेम्परिंग करणे आवश्यक असते.

स्टीलच्या भागांचा ठिसूळपणा कमी करण्यासाठी, शमन केलेल्या (quenched) स्टीलच्या भागांना खोलीच्या तापमानापेक्षा जास्त आणि ६५०°C पेक्षा कमी अशा योग्य तापमानावर दीर्घकाळ ठेवून थंड केले जाते, या प्रक्रियेला टेम्परिंग म्हणतात. ॲनिलिंग, नॉर्मलायझिंग, शमन (quenching), टेम्परिंग ही एकूण उष्णता प्रक्रिया "चार अग्नी" (four fires) आहेत, ज्यापैकी शमन आणि टेम्परिंग एकमेकांशी जवळून संबंधित आहेत, अनेकदा एकत्र वापरले जातात आणि त्यापैकी एक अपरिहार्य आहे. "चार अग्नी" मध्ये तापवण्याचे तापमान आणि थंड करण्याची पद्धत वेगवेगळी असल्यामुळे, त्यातून वेगवेगळ्या उष्णता प्रक्रिया विकसित झाल्या आहेत. विशिष्ट प्रमाणात मजबुती आणि कणखरपणा मिळवण्यासाठी, उच्च तापमानावर शमन आणि टेम्परिंग एकत्र करून केलेल्या प्रक्रियेला टेम्परिंग म्हणतात. काही विशिष्ट मिश्रधातू शमन करून अतिसंपृक्त घन द्रावण (supersaturated solid solution) तयार झाल्यावर, मिश्रधातूची कडकपणा, मजबुती किंवा विद्युत चुंबकत्व सुधारण्यासाठी त्यांना खोलीच्या तापमानावर किंवा त्यापेक्षा किंचित जास्त योग्य तापमानावर दीर्घ कालावधीसाठी ठेवले जाते. अशा उष्णता प्रक्रियेला एजिंग ट्रीटमेंट (aging treatment) म्हणतात.

दाब प्रक्रिया, विरूपण आणि उष्णता उपचार प्रभावीपणे आणि जवळून एकत्रितपणे केले जातात, जेणेकरून विरूपण उष्णता उपचार म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या पद्धतीद्वारे वर्कपीसला खूप चांगली ताकद आणि कणखरपणा प्राप्त होतो; व्हॅक्यूम उष्णता उपचार म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या पद्धतीत, नकारात्मक-दाबाच्या वातावरणात किंवा व्हॅक्यूममध्ये उष्णता उपचार केला जातो, ज्यामुळे केवळ वर्कपीसचे ऑक्सिडेशन आणि डीकार्ब्युरायझेशन होत नाही, उपचारानंतर वर्कपीसचा पृष्ठभाग टिकून राहतो आणि वर्कपीसची कार्यक्षमता सुधारते असे नाही, तर ऑस्मोटिक एजंटद्वारे रासायनिक उष्णता उपचार देखील केला जातो.

पृष्ठभागीय उष्णता उपचार म्हणजे धातूच्या पृष्ठभागाच्या थराचे यांत्रिक गुणधर्म बदलण्यासाठी केवळ वर्कपीसच्या पृष्ठभागाच्या थराला गरम करण्याची उष्णता प्रक्रिया होय. वर्कपीसमध्ये जास्त उष्णता हस्तांतरित न होता केवळ त्याच्या पृष्ठभागाच्या थराला गरम करण्यासाठी, वापरल्या जाणाऱ्या उष्णता स्रोतामध्ये उच्च ऊर्जा घनता असणे आवश्यक आहे, म्हणजेच, वर्कपीसच्या प्रति एकक क्षेत्रात जास्त उष्णता ऊर्जा देणे आवश्यक आहे, जेणेकरून वर्कपीसचा पृष्ठभागाचा थर किंवा स्थानिक भाग कमी कालावधीत किंवा तात्काळ उच्च तापमानापर्यंत पोहोचू शकेल. पृष्ठभागीय उष्णता उपचाराच्या मुख्य पद्धतींमध्ये फ्लेम क्वेंचिंग आणि इंडक्शन हीटिंग यांचा समावेश होतो, ज्यामध्ये सामान्यतः ऑक्सिॲसिटिलीन किंवा ऑक्सिप्रोपेन ज्योत, इंडक्शन करंट, लेझर आणि इलेक्ट्रॉन बीम यांसारखे उष्णता स्रोत वापरले जातात.

रासायनिक उष्णता उपचार ही एक धातू उष्णता उपचार प्रक्रिया आहे, ज्यामध्ये वर्कपीसच्या पृष्ठभागाच्या थराची रासायनिक रचना, संघटन आणि गुणधर्म बदलले जातात. रासायनिक उष्णता उपचार हे पृष्ठभागीय उष्णता उपचारांपेक्षा वेगळे आहेत, कारण पहिल्या प्रकारात वर्कपीसच्या पृष्ठभागाच्या थराची रासायनिक रचना बदलली जाते. रासायनिक उष्णता उपचारामध्ये, कार्बन, क्षार माध्यम किंवा इतर मिश्रधातू घटक असलेल्या माध्यमात (वायू, द्रव, घन) वर्कपीसला दीर्घ कालावधीसाठी गरम करून ठेवले जाते, जेणेकरून वर्कपीसच्या पृष्ठभागाच्या थरात कार्बन, नायट्रोजन, बोरॉन, क्रोमियम आणि इतर मूलद्रव्ये प्रवेश करतात. मूलद्रव्यांच्या प्रवेशानंतर, कधीकधी शमन (quenching) आणि तापन (tempering) यांसारख्या इतर उष्णता उपचार प्रक्रिया केल्या जातात. रासायनिक उष्णता उपचारांच्या मुख्य पद्धतींमध्ये कार्बनीकरण (carburizing), नायट्रायडिंग (nitriding) आणि धातू भेदन (metal penetration) यांचा समावेश होतो.

यांत्रिक भाग आणि साच्यांच्या उत्पादन प्रक्रियेमध्ये उष्णता उपचार ही एक महत्त्वाची प्रक्रिया आहे. सर्वसाधारणपणे, यामुळे वर्कपीसचे झीज-प्रतिरोध, गंज-प्रतिरोध यांसारखे विविध गुणधर्म सुनिश्चित आणि सुधारित करता येतात. तसेच, यामुळे ब्लँकची रचना आणि ताणाची स्थिती सुधारता येते, जेणेकरून विविध प्रकारच्या थंड आणि उष्ण प्रक्रिया सुलभ होतात.

उदाहरणार्थ: पांढऱ्या कास्ट आयर्नवर दीर्घकाळ ॲनीलिंग प्रक्रिया केल्यानंतर मॅलिएबल कास्ट आयर्न मिळवता येते, ज्यामुळे त्याची लवचिकता सुधारते; योग्य उष्णता प्रक्रिया केलेल्या गिअर्सचे सेवा आयुष्य, उष्णता प्रक्रिया न केलेल्या गिअर्सपेक्षा अनेक पटींनी किंवा डझनभर पटींनी जास्त असू शकते; याव्यतिरिक्त, स्वस्त कार्बन स्टीलमध्ये विशिष्ट मिश्रधातू घटक मिसळून काही महागड्या मिश्रधातू स्टीलचे गुणधर्म मिळवता येतात, ज्यामुळे ते काही उष्णता-प्रतिरोधक स्टील आणि स्टेनलेस स्टीलची जागा घेऊ शकते; साचे आणि डाईज, ज्यांना उष्णता प्रक्रियेतून जाण्याची आवश्यकता असते, ते उष्णता प्रक्रियेनंतरच वापरले जाऊ शकतात.

पूरक साधन

१. अ‍ॅनिलिंगचे प्रकार

ॲनीलिंग ही एक उष्णता उपचार प्रक्रिया आहे, ज्यामध्ये कार्यवस्तूला योग्य तापमानापर्यंत गरम केले जाते, ठराविक कालावधीसाठी त्याच स्थितीत ठेवले जाते आणि नंतर हळूहळू थंड केले जाते.

स्टील ॲनीलिंग प्रक्रियेचे अनेक प्रकार आहेत, तापवण्याच्या तापमानानुसार त्याचे दोन श्रेणींमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते: एक म्हणजे क्रांतिक तापमानापेक्षा (Ac1 किंवा Ac3) जास्त तापमानावर केले जाणारे ॲनीलिंग, ज्याला फेज चेंज रिक्रिस्टलायझेशन ॲनीलिंग असेही म्हणतात, यामध्ये संपूर्ण ॲनीलिंग, अपूर्ण ॲनीलिंग, स्फेरोइडल ॲनीलिंग आणि डिफ्यूजन ॲनीलिंग (होमोजिनायझेशन ॲनीलिंग) इत्यादींचा समावेश होतो; दुसरे म्हणजे क्रांतिक तापमानापेक्षा कमी तापमानावर केले जाणारे ॲनीलिंग, ज्यामध्ये रिक्रिस्टलायझेशन ॲनीलिंग आणि डी-स्ट्रेसिंग ॲनीलिंग इत्यादींचा समावेश होतो. थंड करण्याच्या पद्धतीनुसार, ॲनीलिंगचे आयसोथर्मल ॲनीलिंग आणि कंटिन्यूअस कूलिंग ॲनीलिंगमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते.

१, संपूर्ण ॲनीलिंग आणि समतापीय ॲनीलिंग

पूर्ण ॲनीलिंग, ज्याला पुन:स्फटिकीकरण ॲनीलिंग असेही म्हणतात आणि सामान्यतः ॲनीलिंग म्हणून ओळखले जाते, ही एक अशी प्रक्रिया आहे ज्यात स्टील किंवा पोलाद २० ते ३० अंश सेल्सिअसपेक्षा जास्त तापमानापर्यंत गरम केले जाते आणि हळूहळू थंड झाल्यावर त्याची रचना पूर्णपणे ऑस्टेनाइझ होईपर्यंत पुरेसा वेळ उष्णतारोधन केले जाते, जेणेकरून उष्णता उपचार प्रक्रियेची जवळपास समतोल रचना प्राप्त होईल. हे ॲनीलिंग प्रामुख्याने विविध कार्बन आणि मिश्र पोलादाच्या कास्टिंग, फोर्जिंग आणि हॉट-रोल्ड प्रोफाइलच्या सब-यूटेक्टिक रचनेसाठी वापरले जाते आणि काहीवेळा वेल्डेड संरचनांसाठी देखील वापरले जाते. सामान्यतः अनेक हलक्या वजनाच्या वर्कपीसवर अंतिम उष्णता उपचार म्हणून किंवा काही वर्कपीसवर पूर्व-उष्णता उपचार म्हणून याचा वापर केला जातो.

२, बॉल अ‍ॅनिलिंग

गोलाकार अ‍ॅनिलिंगचा वापर प्रामुख्याने ओव्हर-यूटेक्टिक कार्बन स्टील आणि मिश्र धातूच्या टूल स्टीलसाठी (जसे की स्टीलमध्ये वापरले जाणारे धारदार अवजारे, गेज, मोल्ड आणि डाय यांच्या निर्मितीमध्ये) केला जातो. याचा मुख्य उद्देश कठीणपणा कमी करणे, मशिनिबिलिटी सुधारणे आणि भविष्यातील क्वेंचिंगसाठी तयारी करणे हा आहे.

३, तणावमुक्तीसाठी ॲनीलिंग

स्ट्रेस रिलीफ ॲनीलिंग, ज्याला कमी-तापमान ॲनीलिंग (किंवा उच्च-तापमान टेम्परिंग) असेही म्हणतात, ही ॲनीलिंग प्रक्रिया प्रामुख्याने कास्टिंग, फोर्जिंग, वेल्डमेंट, हॉट-रोल्ड पार्ट्स, कोल्ड-ड्रॉन पार्ट्स आणि इतर भागांमधील अवशिष्ट ताण (residual stress) दूर करण्यासाठी वापरली जाते. जर हे ताण दूर केले नाहीत, तर ठराविक कालावधीनंतर किंवा त्यानंतरच्या कटिंग प्रक्रियेत स्टीलमध्ये विकृती (deformation) किंवा तडे (cracks) निर्माण होतात.

४. अपूर्ण ॲनीलिंग म्हणजे उष्णता टिकवून ठेवणे आणि हळू थंड करणे या दरम्यान स्टीलला Ac1 ~ Ac3 (सब-यूटेक्टिक स्टील) किंवा Ac1 ~ ACcm (ओव्हर-यूटेक्टिक स्टील) पर्यंत गरम करणे, जेणेकरून उष्णता उपचार प्रक्रियेची जवळपास संतुलित रचना प्राप्त होईल.

II.शमन करताना, सर्वात सामान्यपणे वापरले जाणारे शीतकरण माध्यम म्हणजे खारे पाणी, पाणी आणि तेल.

वर्कपीसचे खारट पाण्याने शमन केल्यास, उच्च कठीणता आणि गुळगुळीत पृष्ठभाग सहज मिळतो, तसेच शमनामुळे तयार झालेले मऊ ठिपके (क्वेंचिंग सॉफ्ट स्पॉट्स) निर्माण होणे सोपे नसते. परंतु, यामुळे वर्कपीसमध्ये गंभीर विकृती निर्माण होण्याची आणि अगदी तडे जाण्याचीही शक्यता असते. शमन माध्यम म्हणून तेलाचा वापर केवळ काही मिश्र पोलाद (ॲलॉय स्टील) किंवा लहान आकाराच्या कार्बन स्टीलच्या वर्कपीसच्या शमनासाठीच योग्य आहे, जिथे अतिशीत ऑस्टेनाइटची (सुपरकूल्ड ऑस्टेनाइट) स्थिरता तुलनेने जास्त असते.

तिसरा.स्टील टेम्परिंगचा उद्देश

१, ठिसूळपणा कमी करणे, अंतर्गत ताण नाहीसा करणे किंवा कमी करणे, स्टील क्वेंचिंगमध्ये मोठ्या प्रमाणात अंतर्गत ताण आणि ठिसूळपणा असतो, जसे की वेळेवर टेम्परिंग न केल्यास अनेकदा स्टीलचा आकार बदलतो किंवा त्याला तडेही जातात.

२, वर्कपीसचे आवश्यक यांत्रिक गुणधर्म मिळविण्यासाठी, क्वेंचिंगनंतर वर्कपीसमध्ये उच्च कडकपणा आणि ठिसूळपणा येतो, विविध वर्कपीसच्या वेगवेगळ्या गुणधर्मांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी, आपण योग्य टेम्परिंगद्वारे कडकपणा समायोजित करू शकता आणि आवश्यक कणखरपणा, लवचिकता आणि ठिसूळपणा कमी करू शकता.

३、वर्कपीसचा आकार स्थिर करा

4, ॲनीलिंगद्वारे काही विशिष्ट मिश्रधातूंचे पोलाद मऊ करणे कठीण असल्याने, क्वेंचिंग (किंवा नॉर्मलायझिंग) नंतर अनेकदा उच्च-तापमान टेम्परिंगचा वापर केला जातो, जेणेकरून पोलादातील कार्बाइडचे योग्य प्रमाणात एकत्रीकरण होऊन, कठीणपणा कमी होतो, ज्यामुळे कापणे आणि प्रक्रिया करणे सोपे होते.

पूरक संकल्पना

१. अ‍ॅनिलिंग: म्हणजे धातूच्या पदार्थांना योग्य तापमानापर्यंत गरम करून, ते तापमान ठराविक कालावधीसाठी टिकवून ठेवणे आणि नंतर हळूहळू थंड करण्याची उष्णता प्रक्रिया होय. सामान्य अ‍ॅनिलिंग प्रक्रिया आहेत: पुन:स्फटिकीकरण अ‍ॅनिलिंग, ताणमुक्ती अ‍ॅनिलिंग, गोलाकार अ‍ॅनिलिंग, संपूर्ण अ‍ॅनिलिंग, इत्यादी. अ‍ॅनिलिंगचा उद्देश: मुख्यत्वे धातूच्या पदार्थांची कठोरता कमी करणे, लवचिकता सुधारणे, जेणेकरून कटिंग किंवा प्रेशर मशीनिंग सुलभ होईल, अवशिष्ट ताण कमी करणे, एकसंधतेची रचना आणि संरचना सुधारणे, किंवा पुढील उष्णता प्रक्रियेसाठी रचना तयार करणे.

२, नॉर्मलायझिंग: म्हणजे स्टीलला ३० ते ५० अंश सेल्सिअस तापमानापर्यंत (किंवा त्यावरील क्रांतिक बिंदूवर) गरम करून, स्थिर हवेत थंड करण्याची उष्णता प्रक्रिया. नॉर्मलायझिंगचा मुख्य उद्देश: कमी कार्बन स्टीलचे यांत्रिक गुणधर्म सुधारणे, कटिंग आणि मशिनिंगची क्षमता वाढवणे, कणांचा आकार सूक्ष्म करणे, संघटनात्मक दोष दूर करणे आणि पुढील उष्णता प्रक्रियेसाठी त्याची रचना तयार करणे.

३, शमन (क्वेंचिंग): या उष्णता उपचार प्रक्रियेमध्ये, स्टीलला Ac3 किंवा Ac1 (तापमानाच्या क्रांतिक बिंदूच्या खाली असलेले स्टील) पर्यंत एका विशिष्ट तापमानापेक्षा जास्त तापवून, ठराविक वेळेसाठी तसेच ठेवले जाते आणि नंतर योग्य दराने थंड केले जाते, जेणेकरून मार्टेन्साइट (किंवा बेनाइट) संरचना प्राप्त होईल. सामान्य शमन प्रक्रियांमध्ये एकल-माध्यम शमन, दुहेरी-माध्यम शमन, मार्टेन्साइट शमन, बेनाइट समतापीय शमन, पृष्ठभाग शमन आणि स्थानिक शमन यांचा समावेश होतो. शमनाचा उद्देश: स्टीलच्या भागांना आवश्यक मार्टेन्साइटिक संरचना प्राप्त करून देणे, वर्कपीसची कठोरता, मजबुती आणि घर्षण प्रतिरोध सुधारणे, जेणेकरून पुढील उष्णता उपचारासाठी संरचनेची चांगली तयारी करता येईल.

४, टेम्परिंग: म्हणजे स्टीलला कठीण करून, नंतर Ac1 पेक्षा कमी तापमानापर्यंत गरम करणे, काही वेळ त्याच स्थितीत ठेवणे आणि नंतर खोलीच्या तापमानापर्यंत थंड करणे, या उष्णता उपचार प्रक्रियेला म्हणतात. सामान्य टेम्परिंग प्रक्रिया आहेत: कमी-तापमान टेम्परिंग, मध्यम-तापमान टेम्परिंग, उच्च-तापमान टेम्परिंग आणि मल्टिपल टेम्परिंग.

टेम्परिंगचा उद्देश: मुख्यत्वे क्वेंचिंग प्रक्रियेत स्टीलमध्ये निर्माण होणारा ताण नाहीसा करणे, जेणेकरून स्टीलला उच्च कठीणता आणि झीज-प्रतिरोधकता प्राप्त होईल, तसेच आवश्यक लवचिकता आणि कणखरपणा मिळेल.

५, टेम्परिंग: म्हणजे शमन (quenching) आणि उच्च-तापमान टेम्परिंग या संयुक्त उष्णता उपचार प्रक्रियेसाठी वापरलेले स्टील. स्टीलच्या टेम्परिंग उपचारात वापरल्या जाणाऱ्या या प्रक्रियेला टेम्पर्ड स्टील म्हणतात. सामान्यतः यात मध्यम कार्बन स्ट्रक्चरल स्टील आणि मध्यम कार्बन मिश्रधातू स्ट्रक्चरल स्टीलचा समावेश होतो.

६, कार्ब्युरायझिंग: कार्ब्युरायझिंग ही स्टीलच्या पृष्ठभागाच्या थरात कार्बनचे अणू शिरवण्याची प्रक्रिया आहे. या प्रक्रियेत कमी कार्बन स्टीलच्या वर्कपीसवर उच्च कार्बन स्टीलचा पृष्ठभाग तयार केला जातो आणि नंतर क्वेंचिंग व कमी तापमानात टेम्परिंग केले जाते, जेणेकरून वर्कपीसच्या पृष्ठभागाच्या थराला उच्च कठीणपणा आणि झीज-प्रतिरोधकता प्राप्त होते, तर वर्कपीसचा मध्यभाग कमी कार्बन स्टीलचा कणखरपणा आणि लवचिकता टिकवून ठेवतो.

व्हॅक्यूम पद्धत

कारण धातूच्या वर्कपीसच्या तापविण्याच्या आणि थंड करण्याच्या क्रिया पूर्ण करण्यासाठी डझनभर किंवा अनेक क्रियांची आवश्यकता असते. या क्रिया व्हॅक्यूम हीट ट्रीटमेंट फर्नेसमध्ये केल्या जातात, जिथे ऑपरेटरला जवळ जाता येत नाही, त्यामुळे व्हॅक्यूम हीट ट्रीटमेंट फर्नेसची ऑटोमेशनची पातळी उच्च असणे आवश्यक आहे. त्याच वेळी, धातूच्या वर्कपीसच्या क्वेंचिंग प्रक्रियेच्या शेवटी तापवणे आणि धरून ठेवणे यासारख्या काही क्रिया सहा, सात वेळा कराव्या लागतात आणि त्या १५ सेकंदांच्या आत पूर्ण कराव्या लागतात. अशा चपळ परिस्थितीत अनेक क्रिया पूर्ण केल्याने ऑपरेटरमध्ये चिंता निर्माण होण्याची आणि चुकीचे काम होण्याची शक्यता असते. म्हणून, केवळ उच्च पातळीच्या ऑटोमेशनमुळेच प्रोग्रामनुसार अचूक, वेळेवर समन्वय साधता येतो.

धातूच्या भागांवर व्हॅक्यूम उष्णता प्रक्रिया (व्हॅक्यूम हीट ट्रीटमेंट) एका बंद व्हॅक्यूम फर्नेसमध्ये केली जाते, आणि त्यासाठी कडक व्हॅक्यूम सीलिंग (निर्वात रोधक) असणे सर्वज्ञात आहे. त्यामुळे, फर्नेसचा मूळ हवा गळतीचा दर मिळवणे आणि त्याचे पालन करणे, व्हॅक्यूम फर्नेसमध्ये कार्यरत व्हॅक्यूम सुनिश्चित करणे, आणि भागांच्या व्हॅक्यूम उष्णता प्रक्रियेची गुणवत्ता सुनिश्चित करणे, याला खूप मोठे महत्त्व आहे. म्हणून, व्हॅक्यूम उष्णता प्रक्रिया फर्नेसचा एक महत्त्वाचा मुद्दा म्हणजे एक विश्वसनीय व्हॅक्यूम सीलिंग रचना असणे. व्हॅक्यूम फर्नेसची व्हॅक्यूम कार्यक्षमता सुनिश्चित करण्यासाठी, व्हॅक्यूम उष्णता प्रक्रिया फर्नेसच्या संरचनेची रचना करताना एका मूलभूत तत्त्वाचे पालन करणे आवश्यक आहे, ते म्हणजे, फर्नेसच्या मुख्य भागासाठी गॅस-टाइट वेल्डिंगचा वापर करणे, तसेच फर्नेसच्या मुख्य भागामध्ये शक्य तितकी कमी छिद्रे उघडणे किंवा न उघडणे, आणि डायनॅमिक सीलिंग रचनेचा वापर कमी करणे किंवा टाळणे, जेणेकरून व्हॅक्यूम गळतीची शक्यता कमी होईल. व्हॅक्यूम फर्नेसच्या मुख्य भागामध्ये बसवलेले घटक आणि उपकरणे, जसे की वॉटर-कूल्ड इलेक्ट्रोड्स, थर्मोकपल एक्सपोर्ट डिव्हाइस, यांची रचनादेखील सीलिंग रचनेनुसारच केली पाहिजे.

बहुतेक उष्णता आणि उष्णतारोधक साहित्य फक्त निर्वात पोकळीतच वापरले जाऊ शकते. निर्वात उष्णता उपचार भट्टीतील उष्णता आणि औष्णिक उष्णतारोधक अस्तर निर्वात पोकळीत आणि उच्च तापमानात काम करते, त्यामुळे या साहित्याकडून उच्च तापमान प्रतिरोध, किरणोत्सर्गी परिणाम, औष्णिक वाहकता आणि इतर आवश्यकतांची पूर्तता अपेक्षित असते. ऑक्सिडीकरण प्रतिरोधासाठीच्या आवश्यकता फार उच्च नसतात. म्हणूनच, निर्वात उष्णता उपचार भट्टीमध्ये उष्णता आणि औष्णिक उष्णतारोधक साहित्यासाठी टँटॅलम, टंगस्टन, मॉलिब्डेनम आणि ग्रॅफाइट यांचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. हे साहित्य वातावरणीय स्थितीत खूप सहजपणे ऑक्सिडाइज होते, त्यामुळे सामान्य उष्णता उपचार भट्टीमध्ये हे उष्णता आणि उष्णतारोधक साहित्य वापरता येत नाही.

पाण्याने थंड होणारे उपकरण: व्हॅक्यूम उष्णता उपचार भट्टीचे कवच, भट्टीचे झाकण, विद्युत उष्णता घटक, पाण्याने थंड होणारे इलेक्ट्रोड, मधला व्हॅक्यूम उष्णतारोधक दरवाजा आणि इतर घटक, हे व्हॅक्यूममध्ये उष्णतेच्या स्थितीत कार्यरत असतात. अशा अत्यंत प्रतिकूल परिस्थितीत काम करताना, प्रत्येक घटकाच्या रचनेत विकृती किंवा नुकसान होणार नाही आणि व्हॅक्यूम सील जास्त गरम होऊन जळणार नाही, याची खात्री करणे आवश्यक आहे. त्यामुळे, व्हॅक्यूम उष्णता उपचार भट्टी सामान्यपणे कार्यरत राहील आणि तिचे आयुष्य पुरेसे असेल, हे सुनिश्चित करण्यासाठी प्रत्येक घटकासाठी वेगवेगळ्या परिस्थितीनुसार पाण्याने थंड करणारी उपकरणे बसवली पाहिजेत.

कमी-व्होल्टेज उच्च-प्रवाहाच्या व्हॅक्यूम कंटेनरच्या वापरामध्ये, जेव्हा व्हॅक्यूमची पातळी काही 10-1 टॉरच्या श्रेणीत असते, तेव्हा व्हॅक्यूम कंटेनरमधील ऊर्जित वाहकाला उच्च व्होल्टेज मिळाल्याने ग्लो डिस्चार्जची घटना घडते. व्हॅक्यूम उष्णता उपचार भट्टीमध्ये, गंभीर आर्क डिस्चार्जमुळे इलेक्ट्रिक हीटिंग एलिमेंट आणि इन्सुलेशन थर जळतो, ज्यामुळे मोठे अपघात आणि नुकसान होऊ शकते. म्हणून, व्हॅक्यूम उष्णता उपचार भट्टीतील इलेक्ट्रिक हीटिंग एलिमेंटचा कार्यरत व्होल्टेज सामान्यतः 80 ते 100 व्होल्टपेक्षा जास्त नसतो. त्याच वेळी, इलेक्ट्रिक हीटिंग एलिमेंटच्या संरचनेच्या डिझाइनमध्ये प्रभावी उपाययोजना केल्या जातात, जसे की टोकदार भाग टाळण्याचा प्रयत्न करणे, इलेक्ट्रोडमधील अंतर खूप कमी असू नये, जेणेकरून ग्लो डिस्चार्ज किंवा आर्क डिस्चार्जची निर्मिती टाळता येईल.

टेम्परिंग

वर्कपीसच्या वेगवेगळ्या कार्यक्षमतेच्या आवश्यकतांनुसार, त्याच्या वेगवेगळ्या टेम्परिंग तापमानानुसार, टेम्परिंगचे खालील प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते:

(अ) कमी तापमानात टेम्परिंग (१५०-२५० अंश)

परिणामी संरचनेचे कमी तापमानात टेम्परिंग करून टेम्परिंग मार्टेन्साइट मिळवले जाते. याचा उद्देश क्वेंचिंगमुळे आलेला अंतर्गत ताण आणि ठिसूळपणा कमी करून क्वेंच केलेल्या स्टीलची उच्च कडकपणा आणि उच्च झीज-प्रतिरोधकता टिकवून ठेवणे हा आहे, जेणेकरून वापरादरम्यान तुकडे पडणे किंवा अकाली नुकसान होणे टाळता येईल. याचा उपयोग प्रामुख्याने विविध प्रकारचे उच्च-कार्बन कटिंग टूल्स, गेजेस, कोल्ड-ड्रॉन डाईज, रोलिंग बेअरिंग्ज आणि कार्ब्युराइज्ड पार्ट्स इत्यादींमध्ये केला जातो, टेम्परिंगनंतर कडकपणा साधारणपणे HRC58-64 असतो.

(ii) मध्यम तापमानावर टेम्परिंग (२५०-५०० अंश)

टेम्पर केलेल्या क्वार्ट्ज बॉडीसाठी मध्यम तापमान टेम्परिंग प्रणाली. याचा उद्देश उच्च यिल्ड स्ट्रेंथ, इलास्टिक लिमिट आणि उच्च टफनेस मिळवणे हा आहे. त्यामुळे, याचा उपयोग प्रामुख्याने विविध प्रकारच्या स्प्रिंग्स आणि हॉट वर्क मोल्ड प्रोसेसिंगसाठी केला जातो, टेम्परिंग हार्डनेस साधारणपणे HRC35-50 असतो.

(C) उच्च तापमान टेम्परिंग (५००-६५० अंश)

सोनाइटला टेम्पर करण्यासाठी उच्च-तापमान टेम्परिंग प्रक्रिया वापरली जाते. नेहमीचे क्वेंचिंग आणि उच्च-तापमान टेम्परिंग या एकत्रित उष्णता उपचाराला टेम्परिंग प्रक्रिया म्हणून ओळखले जाते. याचा उद्देश मजबुती, कडकपणा, लवचिकता आणि कणखरपणा हे उत्तम एकूण यांत्रिक गुणधर्म मिळवणे हा आहे. त्यामुळे, याचा वापर ऑटोमोबाईल्स, ट्रॅक्टर्स, मशिन टूल्स आणि इतर महत्त्वाच्या संरचनात्मक भागांमध्ये, जसे की कनेक्टिंग रॉड्स, बोल्ट्स, गिअर्स आणि शाफ्ट्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. टेम्परिंगनंतरची कडकपणा साधारणपणे HB200-330 असते.

विकृती प्रतिबंध

अचूक गुंतागुंतीच्या साच्याच्या विरूपणाची कारणे अनेकदा गुंतागुंतीची असतात, परंतु जेव्हा आपण त्याच्या विरूपणाच्या नियमांवर प्रभुत्व मिळवतो, त्याच्या कारणांचे विश्लेषण करतो आणि साच्याचे विरूपण रोखण्यासाठी विविध पद्धती वापरतो, तेव्हा ते कमी करता येते तसेच नियंत्रितही करता येते. सर्वसाधारणपणे, अचूक गुंतागुंतीच्या साच्याच्या उष्णता उपचारादरम्यान होणारे विरूपण रोखण्यासाठी खालील प्रतिबंधात्मक पद्धतींचा अवलंब केला जाऊ शकतो.

(1) योग्य सामग्रीची निवड. अचूक आणि गुंतागुंतीचे साचे चांगल्या सूक्ष्म-विकृतीसाठी मोल्ड स्टील (जसे की एअर क्वेंचिंग स्टील) वापरून निवडले पाहिजेत. ज्या मोल्ड स्टीलमध्ये कार्बाइडचे गंभीर विलगीकरण होते, त्यावर योग्य फोर्जिंग आणि टेम्परिंग उष्णता उपचार केले पाहिजेत. जे मोल्ड स्टील फोर्ज केले जाऊ शकत नाही, त्यावर सॉलिड सोल्युशन डबल रिफायनमेंट उष्णता उपचार केले जाऊ शकतात.

(2) मोल्ड स्ट्रक्चर डिझाइन वाजवी असावे, जाडीमध्ये जास्त तफावत नसावी, आकार सममित असावा, मोठ्या मोल्डच्या विकृतीसाठी विकृती नियमावर प्रभुत्व मिळवावे, प्रक्रिया भत्ता राखून ठेवावा, मोठे, अचूक आणि जटिल मोल्ड स्ट्रक्चर्सच्या संयोजनात वापरले जाऊ शकतात.

(3) मशीनिंग प्रक्रियेत निर्माण होणारा अवशिष्ट ताण नाहीसा करण्यासाठी अचूक आणि गुंतागुंतीच्या साच्यांवर पूर्व-उष्णता उपचार केला पाहिजे.

(4) गरम करण्याच्या तापमानाची योग्य निवड करणे, गरम करण्याचा वेग नियंत्रित करणे, अचूक जटिल साच्यांसाठी साच्याच्या उष्णता उपचारातील विकृती कमी करण्यासाठी मंद गरम करणे, पूर्व-गरम करणे आणि इतर संतुलित गरम करण्याच्या पद्धती वापरल्या जाऊ शकतात.

(5) मोल्डची कडकपणा सुनिश्चित करण्याच्या अटीवर, प्री-कूलिंग, ग्रेडेड कूलिंग क्वेंचिंग किंवा टेम्परेचर क्वेंचिंग प्रक्रिया वापरण्याचा प्रयत्न करा.

(6) अचूक आणि गुंतागुंतीच्या साच्यांसाठी, परिस्थिती अनुकूल असल्यास, व्हॅक्यूम हीटिंग क्वेंचिंग आणि क्वेंचिंगनंतर डीप कूलिंग ट्रीटमेंट वापरण्याचा प्रयत्न करा.

(7) काही अचूक आणि गुंतागुंतीच्या साच्यांसाठी, साच्याची अचूकता नियंत्रित करण्यासाठी पूर्व-उष्णता उपचार, वृद्धिंगत उष्णता उपचार, टेम्परिंग नायट्रायडिंग उष्णता उपचार वापरले जाऊ शकतात.

(8) मोल्डमधील वाळूची छिद्रे, सच्छिद्रता, झीज आणि इतर दोषांच्या दुरुस्तीमध्ये, दुरुस्ती प्रक्रियेदरम्यान विकृती टाळण्यासाठी कोल्ड वेल्डिंग मशीन आणि इतर थर्मल इम्पॅक्ट दुरुस्ती उपकरणांचा वापर केला जातो.

याव्यतिरिक्त, योग्य उष्णता उपचार प्रक्रिया संचालन (जसे की छिद्रे बंद करणे, छिद्रे बांधणे, यांत्रिक स्थिरीकरण, योग्य तापविण्याच्या पद्धती, साच्याच्या थंड होण्याच्या दिशेची आणि थंड माध्यमातील हालचालीच्या दिशेची योग्य निवड इत्यादी) आणि वाजवी टेम्परिंग उष्णता उपचार प्रक्रिया हे अचूक आणि गुंतागुंतीच्या साच्यांचे विरूपण कमी करण्यासाठी प्रभावी उपाय आहेत.

पृष्ठभागीय शमन आणि टेम्परिंग उष्णता उपचार सामान्यतः इंडक्शन हीटिंग किंवा फ्लेम हीटिंगद्वारे केले जातात. पृष्ठभागीय कठीणता, स्थानिक कठीणता आणि प्रभावी कठीणता थराची खोली हे मुख्य तांत्रिक मापदंड आहेत. कठीणता चाचणीसाठी विकर्स हार्डनेस टेस्टर, तसेच रॉकवेल किंवा सरफेस रॉकवेल हार्डनेस टेस्टर वापरले जाऊ शकतात. चाचणी बलाची (स्केलची) निवड ही प्रभावी कठीणता थराची खोली आणि वर्कपीसच्या पृष्ठभागाच्या कठीणतेशी संबंधित असते. यामध्ये तीन प्रकारच्या हार्डनेस टेस्टरचा समावेश होतो.

सर्वप्रथम, विकर्स हार्डनेस टेस्टर हे उष्णता-प्रक्रिया केलेल्या वर्कपीसच्या पृष्ठभागाची कठोरता तपासण्याचे एक महत्त्वाचे साधन आहे. यामध्ये ०.५ ते १०० किलोग्रॅम पर्यंतचे चाचणी बल निवडता येते, आणि ०.०५ मिमी जाडीच्या पृष्ठभागावरील कठीण झालेल्या थराची चाचणी करता येते. याची अचूकता सर्वाधिक असते आणि ते उष्णता-प्रक्रिया केलेल्या वर्कपीसच्या पृष्ठभागाच्या कठोरतेमधील सूक्ष्म फरक ओळखू शकते. याव्यतिरिक्त, प्रभावीपणे कठीण झालेल्या थराची खोली देखील विकर्स हार्डनेस टेस्टरद्वारे तपासली पाहिजे, म्हणून पृष्ठभागावर उष्णता-प्रक्रिया करण्यासाठी किंवा मोठ्या संख्येने युनिट्समध्ये पृष्ठभागावर उष्णता-प्रक्रिया केलेले वर्कपीस वापरण्यासाठी, विकर्स हार्डनेस टेस्टर असणे आवश्यक आहे.

दुसरे म्हणजे, पृष्ठभाग रॉकवेल कठीणता परीक्षक (सरफेस रॉकवेल हार्डनेस टेस्टर) पृष्ठभाग कठीण केलेल्या वर्कपीसची कठीणता तपासण्यासाठी देखील खूप उपयुक्त आहे. या परीक्षकामध्ये निवडण्यासाठी तीन स्केल आहेत. हे विविध पृष्ठभाग कठीण केलेल्या वर्कपीसच्या ०.१ मिमी पेक्षा जास्त प्रभावी कठीणता खोलीची चाचणी करू शकते. जरी पृष्ठभाग रॉकवेल कठीणता परीक्षकाची अचूकता विकर्स कठीणता परीक्षकाइतकी उच्च नसली तरी, उष्णता प्रक्रिया संयंत्राच्या गुणवत्ता व्यवस्थापनासाठी आणि पात्रतेच्या तपासणीसाठी एक साधन म्हणून, ते आवश्यकता पूर्ण करण्यास सक्षम आहे. शिवाय, त्याची कार्यप्रणाली सोपी, वापरण्यास सुलभ, किंमत कमी आणि मापन जलद आहे. हे कठीणतेचे मूल्य आणि इतर वैशिष्ट्ये थेट वाचू शकते. पृष्ठभाग रॉकवेल कठीणता परीक्षकाचा वापर पृष्ठभाग उष्णता प्रक्रिया केलेल्या वर्कपीसच्या एका बॅचची जलद आणि विना-विनाशक पद्धतीने तुकड्या-तुकड्याने चाचणी करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. हे धातू प्रक्रिया आणि यंत्रसामग्री उत्पादन संयंत्रांसाठी महत्त्वाचे आहे.

तिसरे, जेव्हा पृष्ठभागावरील उष्णता उपचाराने कठीण झालेला थर जाड असतो, तेव्हा रॉकवेल कठीणता परीक्षक देखील वापरला जाऊ शकतो. जेव्हा उष्णता उपचाराने कठीण झालेल्या थराची जाडी ०.४ ~ ०.८ मिमी असते, तेव्हा एचआरए स्केल वापरला जाऊ शकतो, आणि जेव्हा कठीण झालेल्या थराची जाडी ०.८ मिमी पेक्षा जास्त असते, तेव्हा एचआरसी स्केल वापरला जाऊ शकतो.

विकर्स, रॉकवेल आणि सरफेस रॉकवेल या तीन प्रकारच्या कठीणता मूल्यांचे एकमेकांमध्ये, मानकांमध्ये, रेखाचित्रांमध्ये किंवा वापरकर्त्याला आवश्यक असलेल्या कठीणता मूल्यात सहजपणे रूपांतर करता येते. संबंधित रूपांतरण तक्ते आंतरराष्ट्रीय मानक ISO, अमेरिकन मानक ASTM आणि चीनी मानक GB/T मध्ये दिलेले आहेत.

स्थानिक कडकपणा

जर भागांसाठी स्थानिक कठीणपणाची आवश्यकता जास्त असेल, तर इंडक्शन हीटिंग आणि स्थानिक क्वेंचिंग उष्णता उपचाराचे इतर मार्ग उपलब्ध असतात. अशा भागांवर सामान्यतः ड्रॉइंगवर स्थानिक क्वेंचिंग उष्णता उपचाराचे स्थान आणि स्थानिक कठीणपणाचे मूल्य चिन्हांकित करावे लागते. भागांची कठीणपणा चाचणी निर्धारित क्षेत्रातच केली पाहिजे. कठीणपणा चाचणीसाठी रॉकवेल हार्डनेस टेस्टरचा वापर केला जाऊ शकतो, ज्याद्वारे HRC कठीणपणाचे मूल्य तपासले जाते. उदाहरणार्थ, जर उष्णता उपचाराने कठीण झालेला थर उथळ असेल, तर सरफेस रॉकवेल हार्डनेस टेस्टरचा वापर करून HRN कठीणपणाचे मूल्य तपासले जाऊ शकते.

रासायनिक उष्णता उपचार

रासायनिक उष्णता उपचार म्हणजे वर्कपीसच्या पृष्ठभागावर एक किंवा अनेक रासायनिक मूलद्रव्यांच्या अणूंचा अंतःप्रवेश करणे, जेणेकरून वर्कपीसच्या पृष्ठभागाची रासायनिक रचना, संघटन आणि कार्यक्षमता बदलता येईल. शमन (quenching) आणि कमी तापमानाच्या टेम्परिंगनंतर, वर्कपीसच्या पृष्ठभागाला उच्च कठीणता, झीज-प्रतिरोधकता आणि संपर्क थकवा शक्ती प्राप्त होते, तर वर्कपीसच्या गाभ्याला उच्च कणखरता प्राप्त होते.

वरील बाबींनुसार, उष्णता उपचार प्रक्रियेमध्ये तापमानाचे निरीक्षण आणि नोंदणी करणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे, आणि तापमानावर अयोग्य नियंत्रण ठेवल्यास उत्पादनावर मोठा परिणाम होतो. त्यामुळे, तापमानाचे निरीक्षण करणे खूप महत्त्वाचे आहे, तसेच संपूर्ण प्रक्रियेतील तापमानाचा कल (ट्रेंड) देखील खूप महत्त्वाचा आहे. परिणामी, उष्णता उपचार प्रक्रियेतील तापमानातील बदलांची नोंद करणे आवश्यक आहे, ज्यामुळे भविष्यातील डेटा विश्लेषणास मदत होईल, तसेच तापमान कोणत्या वेळी आवश्यकतेनुसार नाही हे देखील पाहता येईल. भविष्यात उष्णता उपचार पद्धती सुधारण्यात याची खूप मोठी भूमिका असेल.

कार्यपद्धती

१. कार्यस्थळ स्वच्छ करा, वीजपुरवठा, मोजमाप उपकरणे आणि विविध स्विच व्यवस्थित आहेत की नाही आणि पाण्याचा पुरवठा सुरळीत आहे की नाही हे तपासा.

२. ऑपरेटरनी कामाच्या संरक्षणासाठी योग्य संरक्षक उपकरणे परिधान करावीत, अन्यथा ते धोकादायक ठरू शकते.

३, कंट्रोल पॉवर युनिव्हर्सल ट्रान्सफर स्विच चालू करा, उपकरणाच्या तांत्रिक आवश्यकतांनुसार श्रेणीबद्ध विभागांचे तापमान वाढवा आणि कमी करा, जेणेकरून उपकरणाचे आयुष्य वाढेल आणि उपकरणे सुस्थितीत राहतील.

४, उष्णता उपचार भट्टीचे तापमान आणि जाळीच्या पट्ट्याच्या गतीचे नियमन याकडे लक्ष दिल्यास, वेगवेगळ्या सामग्रीसाठी आवश्यक असलेल्या तापमानाच्या मानकांवर प्रभुत्व मिळवता येते, ज्यामुळे कार्यवस्तूची कडकपणा, पृष्ठभागाची सरळता आणि ऑक्सिडेशन थर सुनिश्चित होतो आणि सुरक्षिततेचे काम गांभीर्याने चांगल्या प्रकारे केले जाते.

५. टेम्परिंग फर्नेसचे तापमान आणि मेश बेल्टच्या गतीकडे लक्ष द्यावे, एक्झॉस्ट एअर चालू ठेवावी, जेणेकरून टेम्परिंगनंतर वर्कपीस गुणवत्तेच्या आवश्यकता पूर्ण करेल.

६, कामात खांबाला चिकटून राहावे.

7, आवश्यक अग्निशमन उपकरणे कॉन्फिगर करणे, आणि त्यांच्या वापराच्या व देखभालीच्या पद्धतींशी परिचित असणे.

८. मशीन थांबवताना, सर्व कंट्रोल स्विचेस बंद असल्याची खात्री करावी आणि नंतर युनिव्हर्सल ट्रान्सफर स्विच बंद करावा.

अतिउष्णता

रोलर ॲक्सेसरीज बेअरिंग पार्ट्सच्या खडबडीत तोंडावरून, क्वेंचिंगनंतर मायक्रोस्ट्रक्चर ओव्हरहीटिंगचे निरीक्षण करता येते. परंतु ओव्हरहीटिंगची नेमकी पातळी निश्चित करण्यासाठी मायक्रोस्ट्रक्चरचे निरीक्षण करणे आवश्यक आहे. जर GCr15 स्टीलच्या क्वेंचिंग रचनेत जाड सुईच्या आकाराचे मार्टेन्साइट दिसले, तर ती क्वेंचिंग ओव्हरहीटिंगची रचना आहे. क्वेंचिंग हीटिंगचे तापमान खूप जास्त असणे किंवा गरम करून धरून ठेवण्याचा वेळ खूप जास्त असणे, यामुळे संपूर्ण क्षेत्रात ओव्हरहीटिंग होऊ शकते; किंवा मूळ बँड कार्बाइडची रचना गंभीर असल्यामुळे, दोन बँड्समधील कमी कार्बन असलेल्या भागात स्थानिक मार्टेन्साइट सुईच्या आकाराचे जाड थर तयार होऊन स्थानिक ओव्हरहीटिंग होऊ शकते. अतिउष्ण झालेल्या रचनेत अवशिष्ट ऑस्टेनाइट वाढते आणि आकारमान स्थिरता कमी होते. क्वेंचिंग रचनेच्या ओव्हरहीटिंगमुळे, स्टीलचे स्फटिक जाड होतात, ज्यामुळे भागांची कणखरता कमी होते, आघात प्रतिरोध कमी होतो आणि बेअरिंगचे आयुष्यही कमी होते. तीव्र ओव्हरहीटिंगमुळे क्वेंचिंग क्रॅकसुद्धा पडू शकतात.

कमी गरम होणे

शमन तापमान कमी असल्यास किंवा शीतलीकरण अपुरे झाल्यास, सूक्ष्म संरचनेत मानकापेक्षा जास्त टॉरेनाइट रचना तयार होते, ज्याला 'अंडरहीटिंग ऑर्गनायझेशन' असे म्हणतात, ज्यामुळे कठीणपणा कमी होतो, झीज प्रतिरोधकता झपाट्याने कमी होते आणि रोलर पार्ट्स बेअरिंगच्या आयुष्यावर परिणाम होतो.

भेगा विझवणे

रोलर बेअरिंगच्या भागांमध्ये शमन आणि शीतलीकरण प्रक्रियेदरम्यान अंतर्गत ताणामुळे तडे पडतात, ज्यांना शमन तडे (quenching cracks) म्हणतात. अशा तड्यांची कारणे खालीलप्रमाणे आहेत: शमनासाठी तापवण्याचे तापमान खूप जास्त असणे किंवा शीतलीकरण खूप जलद होणे, ज्यामुळे औष्णिक ताण आणि धातूच्या वस्तुमानाच्या आकारमानातील बदलामुळे निर्माण होणारा ताण हा स्टीलच्या फ्रॅक्चर स्ट्रेंथपेक्षा (भंग शक्तीपेक्षा) जास्त असतो; कामाच्या पृष्ठभागावरील मूळ दोष (जसे की पृष्ठभागावरील तडे किंवा ओरखडे) किंवा स्टीलमधील अंतर्गत दोष (जसे की स्लग, गंभीर अधातू अंतर्भाव, पांढरे ठिपके, आकुंचन अवशेष इत्यादी) यांच्यामुळे शमन प्रक्रियेत ताण केंद्रीकरण (stress concentration) निर्माण होणे; पृष्ठभागाचे तीव्र डीकार्ब्युरायझेशन (decarburization) आणि कार्बाइडचे विलगीकरण (segregation); टेम्परिंगनंतर शमन केलेल्या भागांचे अपुरे किंवा अवेळी केलेले टेम्परिंग; पूर्वीच्या प्रक्रियेमुळे निर्माण होणारा कोल्ड पंच ताण खूप जास्त असणे, जसे की फोर्जिंग फोल्डिंग, खोल टर्निंग कट्स, ऑइल ग्रूव्ह्स आणि तीक्ष्ण कडा इत्यादी. थोडक्यात, शमन तड्यांचे कारण वरीलपैकी एक किंवा अधिक घटक असू शकतात, परंतु अंतर्गत ताणाची उपस्थिती हे शमन तडे निर्माण होण्याचे मुख्य कारण आहे. शमन भेगा खोल आणि बारीक असतात, त्या सरळ तुटलेल्या असतात आणि तुटलेल्या पृष्ठभागावर ऑक्सिडाइज्ड रंग नसतो. बेअरिंग कॉलरवर ही भेग बहुतेकदा एक लांबट सपाट भेग किंवा वलयाकार भेग असते; बेअरिंग स्टील बॉलवरील भेगेचा आकार S-आकाराचा, T-आकाराचा किंवा वलयाकार असतो. शमन भेगेचे संघटनात्मक वैशिष्ट्य म्हणजे भेगेच्या दोन्ही बाजूंना डीकार्ब्युरायझेशनची (decarburization) घटना घडत नाही, आणि ती फोर्जिंग भेगा व मटेरियल भेगांपासून स्पष्टपणे वेगळी ओळखता येते.

उष्णता उपचाराने होणारे विरूपण

नाची बेअरिंग पार्ट्सच्या उष्णता उपचारादरम्यान, औष्णिक ताण आणि संघटनात्मक ताण निर्माण होतात. हा अंतर्गत ताण एकमेकांवर अधिभारित होऊ शकतो किंवा अंशतः संतुलित होऊ शकतो. तो गुंतागुंतीचा आणि परिवर्तनशील असतो, कारण तो तापवण्याचे तापमान, तापवण्याचा दर, थंड करण्याची पद्धत, थंड होण्याचा दर, तसेच भागांचा आकार आणि माप यानुसार बदलू शकतो, त्यामुळे उष्णता उपचारादरम्यान होणारे विरूपण अटळ आहे. याचे नियम ओळखून त्यावर प्रभुत्व मिळवल्यास बेअरिंग पार्ट्सचे विरूपण (जसे की कॉलरचा अंडाकृती आकार, आकार वाढणे इत्यादी) एका नियंत्रणीय मर्यादेत ठेवता येते, जे उत्पादनासाठी अनुकूल ठरते. अर्थात, उष्णता उपचाराच्या प्रक्रियेत होणाऱ्या यांत्रिक धक्क्यांमुळे देखील भागांचे विरूपण होते, परंतु या विरूपणाचा उपयोग कार्य सुधारण्यासाठी, ते कमी करण्यासाठी किंवा टाळण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

पृष्ठभागाचे डीकार्बरायझेशन

रोलर ॲक्सेसरीजच्या बेअरिंग पार्ट्सना उष्णता उपचार प्रक्रियेत, जर ऑक्सिडायझिंग माध्यमात गरम केले, तर पृष्ठभागाचे ऑक्सिडेशन होते, ज्यामुळे भागाच्या पृष्ठभागावरील कार्बनचे प्रमाण कमी होते आणि परिणामी पृष्ठभागाचे डीकार्ब्युरायझेशन होते. जर पृष्ठभागाच्या डीकार्ब्युरायझेशन थराची जाडी अंतिम प्रक्रियेत टिकून राहणाऱ्या प्रमाणापेक्षा जास्त असेल, तर ते भाग स्क्रॅप केले जातात. पृष्ठभागाच्या डीकार्ब्युरायझेशन थराची जाडी निश्चित करण्यासाठी धातुशास्त्रीय तपासणीद्वारे उपलब्ध धातुशास्त्रीय पद्धती आणि मायक्रो हार्डनेस पद्धती वापरल्या जातात. पृष्ठभागाच्या थराचा मायक्रो हार्डनेस वितरण वक्र हा मापन पद्धतीवर आधारित असतो आणि तो एक निर्णायक निकष म्हणून वापरला जाऊ शकतो.

मऊ जागा

अपुरे तापमान, अयोग्य शीतलीकरण आणि शमन प्रक्रियेमुळे रोलर बेअरिंगच्या भागांच्या पृष्ठभागाची कडकपणा अपुरा पडतो, या घटनेला 'शमन मृदू ठिपका' (quenching soft spot) असे म्हणतात. हे पृष्ठभागाच्या डीकार्ब्युरायझेशनसारखे असून, त्यामुळे पृष्ठभागाची झीज-प्रतिरोधकता आणि थकवा-शक्तीमध्ये गंभीर घट होऊ शकते.