મેટલ વર્કપીસ પર હીટ ટ્રીટમેન્ટનું મહત્વ

જરૂરી યાંત્રિક, ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો સાથે મેટલ વર્કપીસ પ્રદાન કરવા માટે, સામગ્રીની તર્કસંગત પસંદગી અને વિવિધ રચના પ્રક્રિયાઓ ઉપરાંત, હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયાઓ ઘણીવાર આવશ્યક છે. યાંત્રિક ઉદ્યોગમાં સ્ટીલ સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રી છે, જેમાં એક જટિલ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર છે જેને હીટ ટ્રીટમેન્ટ દ્વારા નિયંત્રિત કરી શકાય છે. તેથી, સ્ટીલની હીટ ટ્રીટમેન્ટ મેટલ હીટ ટ્રીટમેન્ટની મુખ્ય સામગ્રી છે.

આ ઉપરાંત, એલ્યુમિનિયમ, તાંબુ, મેગ્નેશિયમ, ટાઇટેનિયમ અને તેમના એલોય પણ વિવિધ પ્રદર્શન લાક્ષણિકતાઓ મેળવવા માટે હીટ ટ્રીટમેન્ટ દ્વારા તેમના યાંત્રિક, ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોને બદલી શકે છે.

હીટ ટ્રીટમેન્ટ સામાન્ય રીતે વર્કપીસના આકાર અને એકંદર રાસાયણિક રચનામાં ફેરફાર કરતી નથી, પરંતુ વર્કપીસની અંદરના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરને બદલીને અથવા વર્કપીસની સપાટી પર રાસાયણિક રચનાને બદલીને તેનું પ્રદર્શન આપે છે અથવા સુધારે છે. તેની લાક્ષણિકતા વર્કપીસની આંતરિક ગુણવત્તાને સુધારવાની છે, જે સામાન્ય રીતે નરી આંખે દેખાતી નથી.

હીટ ટ્રીટમેન્ટનું કાર્ય સામગ્રીના યાંત્રિક ગુણધર્મોને સુધારવા, અવશેષ તણાવને દૂર કરવા અને ધાતુઓની યંત્ર ક્ષમતાને વધારવાનું છે. હીટ ટ્રીટમેન્ટના વિવિધ હેતુઓ અનુસાર, હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયાઓને બે કેટેગરીમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: પ્રારંભિક હીટ ટ્રીટમેન્ટ અને અંતિમ હીટ ટ્રીટમેન્ટ.

1.પ્રારંભિક હીટ ટ્રીટમેન્ટનો હેતુ પ્રોસેસિંગ કામગીરીને સુધારવાનો, આંતરિક તણાવને દૂર કરવાનો અને અંતિમ હીટ ટ્રીટમેન્ટ માટે સારી મેટાલોગ્રાફિક રચના તૈયાર કરવાનો છે. હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયામાં એનિલિંગ, નોર્મલાઇઝિંગ, એજિંગ, ક્વેન્ચિંગ અને ટેમ્પરિંગ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

l એનિલિંગ અને નોર્મલાઇઝિંગનો ઉપયોગ બ્લેન્ક્સ માટે થાય છે જે થર્મલ પ્રોસેસિંગમાંથી પસાર થાય છે. કાર્બન સ્ટીલ અને એલોય સ્ટીલને 0.5% કરતા વધારે કાર્બન સામગ્રી સાથે તેમની કઠિનતા ઘટાડવા અને કાપવાની સુવિધા આપવા માટે ઘણીવાર એનિલ કરવામાં આવે છે; 0.5% કરતા ઓછી કાર્બન સામગ્રી સાથે કાર્બન સ્ટીલ અને એલોય સ્ટીલને તેમની ઓછી કઠિનતાને કારણે કટીંગ દરમિયાન ટૂલ ચોંટતા ટાળવા માટે નોર્મલાઇઝેશન સાથે સારવાર આપવામાં આવે છે. એનીલીંગ અને નોર્મલાઇઝેશન અનાજના કદને રિફાઇન કરી શકે છે અને એકસમાન માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર પ્રાપ્ત કરી શકે છે, ભવિષ્યની ગરમીની સારવાર માટે તૈયારી કરી શકે છે. રફ મશીનિંગ પછી અને રફ મશીનિંગ પહેલાં એનિલિંગ અને નોર્મલાઇઝિંગ ઘણીવાર ગોઠવવામાં આવે છે.

l સમયની સારવારનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ખાલી ઉત્પાદન અને યાંત્રિક પ્રક્રિયામાં પેદા થતા આંતરિક તણાવને દૂર કરવા માટે થાય છે. અતિશય પરિવહન કામના ભારણને ટાળવા માટે, સામાન્ય ચોકસાઇવાળા ભાગો માટે, ચોકસાઇ મશીનિંગ પહેલાં સમયની સારવાર ગોઠવી શકાય છે. જો કે, ઉચ્ચ ચોકસાઇની આવશ્યકતાઓ ધરાવતા ભાગો માટે (જેમ કે કોઓર્ડિનેટ બોરિંગ મશીનોના કેસીંગ), બે અથવા વધુ વૃદ્ધ સારવાર પ્રક્રિયાઓ ગોઠવવી જોઈએ. સાદા ભાગોને સામાન્ય રીતે વૃદ્ધત્વની સારવારની જરૂર હોતી નથી. કાસ્ટિંગ ઉપરાંત, નબળી કઠોરતા (જેમ કે ચોકસાઇવાળા સ્ક્રૂ) સાથેના કેટલાક ચોકસાઇવાળા ભાગો માટે, પ્રક્રિયા દરમિયાન પેદા થતા આંતરિક તાણને દૂર કરવા અને ભાગોની મશીનિંગ ચોકસાઈને સ્થિર કરવા માટે રફ મશીનિંગ અને અર્ધ ચોકસાઇ મશીનિંગ વચ્ચે ઘણી વખત વૃદ્ધત્વની સારવાર ગોઠવવામાં આવે છે. કેટલાક શાફ્ટ ભાગોને સીધા કરવાની પ્રક્રિયા પછી સમયની સારવારની જરૂર પડે છે.

l ક્વેન્ચિંગ અને ટેમ્પરિંગ એ શમન પછી ઉચ્ચ-તાપમાન ટેમ્પરિંગ ટ્રીટમેન્ટનો સંદર્ભ આપે છે, જે એક સમાન અને ઝીણા સ્વભાવનું માર્ટેન્સાઇટ માળખું મેળવી શકે છે, જે ભવિષ્યમાં સપાટીને શમન કરતી વખતે અને નાઇટ્રાઇડિંગ સારવાર દરમિયાન વિકૃતિ ઘટાડવાની તૈયારી કરે છે. તેથી, ક્વેન્ચિંગ અને ટેમ્પરિંગનો ઉપયોગ પ્રારંભિક ગરમીની સારવાર તરીકે પણ થઈ શકે છે. શાંત અને સ્વભાવના ભાગોના સારા વ્યાપક યાંત્રિક ગુણધર્મોને લીધે, કઠિનતા અને વસ્ત્રોના પ્રતિકાર માટે ઓછી આવશ્યકતાઓ ધરાવતા કેટલાક ભાગોનો ઉપયોગ અંતિમ હીટ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયા તરીકે પણ થઈ શકે છે.

2.અંતિમ હીટ ટ્રીટમેન્ટનો હેતુ યાંત્રિક ગુણધર્મોને સુધારવાનો છે જેમ કે કઠિનતા, વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને શક્તિ.

l શમનમાં સપાટી શમન અને બલ્ક ક્વેન્ચિંગનો સમાવેશ થાય છે. તેના નાના વિરૂપતા, ઓક્સિડેશન અને ડીકાર્બ્યુરાઇઝેશનને કારણે સપાટી ક્વેન્ચિંગનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, અને તેમાં ઉચ્ચ બાહ્ય શક્તિ અને સારા વસ્ત્રો પ્રતિકારના ફાયદા પણ છે, જ્યારે આંતરિક રીતે સારી કઠિનતા અને મજબૂત અસર પ્રતિકાર જાળવી રાખે છે. સપાટીના શમન કરેલા ભાગોના યાંત્રિક ગુણધર્મોને સુધારવા માટે, ઘણીવાર ગરમીની સારવાર કરવી જરૂરી છે જેમ કે ક્વેન્ચિંગ અને ટેમ્પરિંગ અથવા પ્રારંભિક હીટ ટ્રીટમેન્ટ તરીકે સામાન્ય બનાવવું. સામાન્ય પ્રક્રિયાનો માર્ગ છે: કટિંગ – ફોર્જિંગ – નોર્મલાઇઝિંગ (એનિલિંગ) – રફ મશીનિંગ – ક્વેન્ચિંગ અને ટેમ્પરિંગ – સેમી પ્રિસિઝન મશીનિંગ – સરફેસ ક્વેન્ચિંગ – પ્રિસિઝન મશીનિંગ.

l કાર્બ્યુરાઇઝિંગ ક્વેન્ચિંગ લો કાર્બન સ્ટીલ અને લો એલોય સ્ટીલ માટે યોગ્ય છે. સૌપ્રથમ, ભાગની સપાટીના સ્તરની કાર્બન સામગ્રીમાં વધારો થાય છે, અને શમન કર્યા પછી, સપાટીનું સ્તર ઉચ્ચ કઠિનતા મેળવે છે, જ્યારે કોર હજુ પણ ચોક્કસ તાકાત, ઉચ્ચ કઠિનતા અને પ્લાસ્ટિસિટી જાળવી રાખે છે. કાર્બોનાઇઝેશનને એકંદર કાર્બ્યુરાઇઝિંગ અને સ્થાનિક કાર્બ્યુરાઇઝિંગમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. જ્યારે આંશિક રીતે કાર્બ્યુરાઇઝિંગ કરવામાં આવે ત્યારે, બિન-કાર્બરાઇઝિંગ ભાગો માટે એન્ટિ-સીપેજ પગલાં (કોપર પ્લેટિંગ અથવા પ્લેટિંગ એન્ટિ-સીપેજ સામગ્રી) લેવા જોઈએ. કાર્બ્યુરાઇઝિંગ અને ક્વેન્ચિંગને કારણે મોટા વિરૂપતાને કારણે, અને કાર્બ્યુરાઇઝિંગ ઊંડાઈ સામાન્ય રીતે 0.5 થી 2mm સુધીની હોય છે, કાર્બ્યુરાઇઝિંગ પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે અર્ધ ચોકસાઇ મશીનિંગ અને ચોકસાઇ મશીનિંગ વચ્ચે ગોઠવાય છે. સામાન્ય પ્રક્રિયાનો માર્ગ છે: કટિંગ ફોર્જિંગ નોર્મલાઇઝિંગ રફ અને સેમી પ્રિસિઝન મશીનિંગ કાર્બ્યુરાઇઝિંગ ક્વેન્ચિંગ પ્રિસિઝન મશીનિંગ. જ્યારે સ્થાનિક રીતે કાર્બ્યુરાઇઝ્ડ ભાગોનો બિન-કાર્બરાઇઝ્ડ ભાગ ભથ્થું વધારવા અને વધારાના કાર્બ્યુરાઇઝ્ડ સ્તરને કાપી નાખવાની પ્રક્રિયા યોજના અપનાવે છે, ત્યારે વધારાના કાર્બ્યુરાઇઝ્ડ સ્તરને કાપવાની પ્રક્રિયા કાર્બ્યુરાઇઝેશન પછી અને શમન કરતા પહેલા ગોઠવવી જોઈએ.

l નાઇટ્રિડિંગ ટ્રીટમેન્ટ એ સારવાર પદ્ધતિ છે જે નાઇટ્રોજન અણુઓને નાઇટ્રોજન ધરાવતા સંયોજનોનો સ્તર મેળવવા માટે ધાતુની સપાટીમાં ઘૂસણખોરી કરવાની મંજૂરી આપે છે. નાઈટ્રિડિંગ સ્તર કઠિનતા, વસ્ત્રો પ્રતિકાર, થાક શક્તિ અને ભાગોની સપાટીના કાટ પ્રતિકારને સુધારી શકે છે. નીચા નાઇટ્રાઇડિંગ ટ્રીટમેન્ટ તાપમાન, નાના વિકૃતિ અને પાતળા નાઇટ્રાઇડિંગ સ્તર (સામાન્ય રીતે 0.6~0.7mm કરતાં વધુ ન હોવાને કારણે), નાઇટ્રાઇડિંગ પ્રક્રિયા શક્ય તેટલી મોડી ગોઠવવી જોઈએ. નાઇટ્રાઇડિંગ દરમિયાન વિકૃતિ ઘટાડવા માટે, સામાન્ય રીતે કાપ્યા પછી તાણ દૂર કરવા માટે ઉચ્ચ-તાપમાન ટેમ્પરિંગ જરૂરી છે.