सीएनसी मशीन केलेल्या भागांसाठी उष्णता उपचार

कडकपणा, सामर्थ्य आणि यंत्रक्षमता यासारख्या प्रमुख भौतिक गुणधर्मांमध्ये तीव्रपणे सुधारणा करण्यासाठी अनेक धातूंच्या मिश्रधातूंवर उष्णता उपचार कसे लागू केले जाऊ शकतात ते जाणून घ्या.

परिचय
मुख्य भौतिक गुणधर्मांमध्ये (उदाहरणार्थ कडकपणा, ताकद किंवा यंत्रक्षमता) तीव्रपणे सुधारणा करण्यासाठी अनेक धातूंच्या मिश्रधातूंवर उष्णता उपचार लागू केले जाऊ शकतात.हे बदल मायक्रोस्ट्रक्चरमधील बदलांमुळे आणि कधीकधी सामग्रीच्या रासायनिक रचनेमुळे होतात.

त्या उपचारांमध्ये धातूच्या मिश्रधातूंना (सामान्यत:) अत्यंत तापमानात गरम करणे, त्यानंतर नियंत्रित परिस्थितीत थंड होण्याचे पाऊल असते.सामग्री ज्या तापमानाला गरम केली जाते, त्या तापमानावर ती ठेवली जाणारी वेळ आणि थंड होण्याचा दर या सर्वांचा धातूच्या मिश्रधातूच्या अंतिम भौतिक गुणधर्मांवर मोठा परिणाम होतो.

या लेखात, आम्ही सीएनसी मशीनिंगमध्ये सर्वात सामान्यपणे वापरल्या जाणार्‍या धातूच्या मिश्र धातुंशी संबंधित असलेल्या उष्मा उपचारांचे पुनरावलोकन केले.अंतिम भागाच्या गुणधर्मांवर या प्रक्रियेच्या प्रभावाचे वर्णन करून, हा लेख आपल्याला आपल्या अनुप्रयोगांसाठी योग्य सामग्री निवडण्यात मदत करेल.

उष्णता उपचार केव्हा लागू केले जातात
संपूर्ण उत्पादन प्रक्रियेत धातूच्या मिश्र धातुंवर उष्णता उपचार लागू केले जाऊ शकतात.सीएनसी मशीन केलेल्या भागांसाठी, उष्णता उपचार सामान्यत: एकतर लागू केले जातात:

सीएनसी मशीनिंग करण्यापूर्वी: जेव्हा सहज उपलब्ध असलेल्या धातूच्या मिश्रधातूच्या प्रमाणित श्रेणीची विनंती केली जाते, तेव्हा सीएनसी सेवा प्रदाता त्या स्टॉक मटेरिअलमधून थेट भाग मशीन करेल.लीड टाइम्स कमी करण्यासाठी हा सहसा सर्वोत्तम पर्याय असतो.

सीएनसी मशीनिंगनंतर: काही उष्णता उपचार सामग्रीची कडकपणा लक्षणीयरीत्या वाढवतात किंवा तयार झाल्यानंतर अंतिम चरण म्हणून वापरले जातात.या प्रकरणांमध्ये, सीएनसी मशीनिंगनंतर उष्णता उपचार लागू केले जातात, कारण उच्च कडकपणामुळे सामग्रीची मशीनिबिलिटी कमी होते.उदाहरणार्थ, सीएनसी मशीनिंग टूल स्टीलचे भाग असताना हे मानक सराव आहे.

सीएनसी सामग्रीसाठी सामान्य उष्णता उपचार
एनीलिंग, तणावमुक्त आणि टेम्परिंग
एनीलिंग, टेम्परिंग आणि तणाव कमी करणे या सर्व गोष्टींमध्ये धातूच्या मिश्रधातूला उच्च तापमानात गरम करणे आणि त्यानंतरच्या सामग्रीचे संथ गतीने थंड करणे, सामान्यतः हवेत किंवा ओव्हनमध्ये असते.उत्पादन प्रक्रियेत सामग्री ज्या तापमानात आणि क्रमाने गरम केली जाते त्या तापमानात ते भिन्न असतात.

एनीलिंगमध्ये, धातूला खूप उच्च तापमानात गरम केले जाते आणि नंतर इच्छित सूक्ष्म संरचना प्राप्त करण्यासाठी हळूहळू थंड केले जाते.अ‍ॅनिलिंग सामान्यतः सर्व धातूंच्या मिश्रधातूंना तयार झाल्यानंतर आणि पुढील प्रक्रियेपूर्वी त्यांना मऊ करण्यासाठी आणि त्यांची यंत्रक्षमता सुधारण्यासाठी लागू केली जाते.दुसरी उष्णता उपचार निर्दिष्ट न केल्यास, बहुतेक CNC मशीन केलेल्या भागांमध्ये ऍनील स्थितीचे भौतिक गुणधर्म असतील.

तणावमुक्तीमध्ये भागाला उच्च तापमानात (परंतु एनीलिंगपेक्षा कमी) गरम करणे समाविष्ट असते आणि उत्पादन प्रक्रियेतून निर्माण होणारे अवशिष्ट ताण दूर करण्यासाठी सामान्यतः CNC मशीनिंगनंतर वापरले जाते.अशा प्रकारे अधिक सुसंगत यांत्रिक गुणधर्म असलेले भाग तयार केले जातात.

टेम्परिंग देखील अॅनिलिंगपेक्षा कमी तापमानात भाग गरम करते आणि ते सामान्यतः सौम्य स्टील्स (1045 आणि A36) आणि मिश्र धातु स्टील्स (4140 आणि 4240) यांना शांत केल्यानंतर (पुढील विभाग पहा) त्यांचा ठिसूळपणा कमी करण्यासाठी आणि त्यांची यांत्रिक कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी वापरली जाते.

शमन करणे
क्वेंचिंगमध्ये धातूला अतिशय उच्च तापमानापर्यंत गरम करणे, त्यानंतर जलद थंड होण्याचा टप्पा असतो, सामान्यतः सामग्री तेलात किंवा पाण्यात बुडवून किंवा थंड हवेच्या प्रवाहाच्या संपर्कात येते.रॅपिड कूलिंग "लॉक-इन" मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये बदल घडवून आणते जे सामग्री गरम केल्यावर होते, परिणामी खूप जास्त कडकपणा असलेले भाग होतात.

सीएनसी मशिनिंगनंतर उत्पादन प्रक्रियेतील अंतिम टप्पा म्हणून भाग सामान्यतः बुजवले जातात (लोहार त्यांच्या ब्लेडला तेलात बुडविण्याचा विचार करा), कारण वाढलेल्या कडकपणामुळे सामग्री मशीनसाठी अधिक कठीण होते.

सीएनसी मशीनिंगनंतर टूल स्टील्स त्यांच्या पृष्ठभागाच्या उच्च कडकपणाचे गुणधर्म प्राप्त करण्यासाठी शमवले जातात.परिणामी कडकपणा नियंत्रित करण्यासाठी टेम्परिंग प्रक्रिया वापरली जाऊ शकते.उदाहरणार्थ, टूल स्टील A2 मध्ये शमन केल्यानंतर 63-65 रॉकवेल C ची कठोरता असते परंतु ती 42 ते 62 HRC दरम्यानच्या कडकपणामध्ये बदलली जाऊ शकते.टेम्परिंग भागाचे सेवा आयुष्य वाढवते, कारण ते ठिसूळपणा कमी करते (56-58 HRC च्या कडकपणासाठी सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त होतात).

वर्षाव कडक होणे (वृद्ध होणे)
वर्षाव कडक होणे किंवा वृद्धत्व हे दोन शब्द आहेत जे सामान्यतः समान प्रक्रियेचे वर्णन करण्यासाठी वापरले जातात.वर्षाव कडक होणे ही तीन चरणांची प्रक्रिया आहे: सामग्री प्रथम उच्च तापमानाला गरम केली जाते, नंतर शांत केली जाते आणि शेवटी दीर्घ कालावधीसाठी (वृद्ध) कमी तापमानात गरम केली जाते.यामुळे मिश्रधातूचे घटक जे सुरुवातीला वेगवेगळ्या रचनेचे वेगळे कण म्हणून दिसतात ते धातूच्या मॅट्रिक्समध्ये विरघळतात आणि त्याच प्रकारे विरघळतात, द्रावण गरम केल्यावर साखर क्रिस्टल पाण्यात विरघळते.

वर्षाव कडक झाल्यानंतर, धातूच्या मिश्रधातूंची ताकद आणि कडकपणा प्रचंड वाढतो.उदाहरणार्थ, 7075 हे अॅल्युमिनियम मिश्र धातु आहे, जे सामान्यतः एरोस्पेस उद्योगात वापरले जाते, स्टेनलेस स्टीलच्या तुलनेत तन्य शक्तीचे भाग तयार करण्यासाठी, वजनाच्या 3 पट पेक्षा कमी.

केस हार्डनिंग आणि कार्ब्युरिझिंग
केस हार्डनिंग हे उष्णता उपचारांचे एक कुटुंब आहे ज्यामुळे त्यांच्या पृष्ठभागावर उच्च कडकपणा असलेले भाग तयार होतात, तर अधोरेखित सामग्री मऊ राहते.याला बहुतेक वेळा भागाचा कडकपणा वाढवण्यापेक्षा (उदाहरणार्थ, शमन करून) प्राधान्य दिले जाते कारण कठीण भाग देखील अधिक ठिसूळ असतात.

Carburizing सर्वात सामान्य केस-कठोर उष्णता उपचार आहे.यात कार्बनयुक्त वातावरणात सौम्य स्टील्स गरम करणे आणि मेटल मॅट्रिक्समध्ये कार्बन लॉक करण्यासाठी भाग त्यानंतरचे शमन करणे समाविष्ट आहे.हे स्टील्सच्या पृष्ठभागाची कडकपणा अशाच प्रकारे वाढवते ज्याप्रमाणे एनोडायझिंगमुळे अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंची पृष्ठभागाची कडकपणा वाढते.