उष्णता उपचार प्रक्रिया, ऑपरेशन आणि विकृती यांच्यात काय संबंध आहे?

अॅल्युमिनियम आणि अॅल्युमिनियम मिश्रधातूंच्या उष्णता उपचारादरम्यान, विविध समस्या सामान्यतः येतात, जसे की:

- भागांची चुकीची नियुक्ती: यामुळे भागांचे विकृतीकरण होऊ शकते, बहुतेकदा क्वेंचिंग माध्यमाद्वारे इच्छित यांत्रिक गुणधर्म साध्य करण्यासाठी पुरेशा वेगाने उष्णता काढून टाकली जात नसल्याने.

- जलद गरम करणे: यामुळे थर्मल विकृती होऊ शकते; योग्य भागांची व्यवस्था समान उष्णता सुनिश्चित करण्यास मदत करते.

-अति गरम होणे: यामुळे आंशिक वितळणे किंवा युटेक्टिक वितळणे होऊ शकते.

-पृष्ठभागाचे स्केलिंग/उच्च-तापमानाचे ऑक्सिडेशन.

-अति किंवा अपुरे वृद्धत्व उपचार, या दोन्हीमुळे यांत्रिक गुणधर्मांचे नुकसान होऊ शकते.

-वेळ/तापमान/शमन पॅरामीटर्समधील चढ-उतार ज्यामुळे भाग आणि बॅचेसमधील यांत्रिक आणि/किंवा भौतिक गुणधर्मांमध्ये विचलन होऊ शकते.

-याव्यतिरिक्त, तापमानात एकरूपता कमी असणे, इन्सुलेशनचा अपुरा वेळ आणि द्रावण उष्णता उपचारादरम्यान अपुरा थंडपणा या सर्व गोष्टी अपुरे परिणाम देऊ शकतात.

अॅल्युमिनियम उद्योगात उष्णता उपचार ही एक महत्त्वाची थर्मल प्रक्रिया आहे, चला अधिक संबंधित ज्ञानाचा शोध घेऊया.

१.पूर्व-उपचार

शमन करण्यापूर्वी संरचना सुधारणाऱ्या आणि ताण कमी करणाऱ्या पूर्व-उपचार प्रक्रिया विकृती कमी करण्यासाठी फायदेशीर आहेत. पूर्व-उपचारांमध्ये सामान्यत: स्फेरोइडायझिंग अॅनिलिंग आणि तणावमुक्त अॅनिलिंग सारख्या प्रक्रियांचा समावेश असतो आणि काहींमध्ये शमन आणि टेम्परिंग किंवा सामान्यीकरण उपचारांचा देखील अवलंब केला जातो.

ताण कमी करण्यासाठी अ‍ॅनिलिंग: मशीनिंग दरम्यान, मशीनिंग पद्धती, साधनांचा वापर आणि कटिंग गती यासारख्या घटकांमुळे अवशिष्ट ताण निर्माण होऊ शकतात. या ताणांचे असमान वितरण शमन दरम्यान विकृती निर्माण करू शकते. हे परिणाम कमी करण्यासाठी, शमन करण्यापूर्वी तणावमुक्त अॅनिलिंग आवश्यक आहे. तणावमुक्त अॅनिलिंगसाठी तापमान साधारणपणे 500-700°C असते. हवेच्या माध्यमात गरम करताना, ऑक्सिडेशन आणि डीकार्ब्युरायझेशन टाळण्यासाठी 2-3 तासांच्या होल्डिंग वेळेसह 500-550°C तापमान वापरले जाते. लोडिंग दरम्यान स्व-वजनामुळे भाग विकृतीचा विचार केला पाहिजे आणि इतर प्रक्रिया मानक अॅनिलिंगसारख्याच आहेत.

संरचना सुधारण्यासाठी प्रीहीट ट्रीटमेंट: यामध्ये स्फेरोइडायझिंग अ‍ॅनिलिंग, क्वेंचिंग आणि टेम्परिंग, सामान्यीकरण उपचार समाविष्ट आहेत.

- स्फेरोइडायझिंग अ‍ॅनिलिंग: उष्णता उपचारादरम्यान कार्बन टूल स्टील आणि मिश्र धातु टूल स्टीलसाठी आवश्यक, स्फेरोइडायझिंग अॅनिलिंगनंतर प्राप्त होणारी रचना शमन दरम्यान विकृतीच्या प्रवृत्तीवर लक्षणीय परिणाम करते. पोस्ट-अनिलिंग स्ट्रक्चर समायोजित करून, शमन दरम्यान नियमित विकृती कमी करता येते.

-इतर पूर्व-उपचार पद्धती: क्वेंचिंग विकृती कमी करण्यासाठी विविध पद्धती वापरल्या जाऊ शकतात, जसे की क्वेंचिंग आणि टेम्परिंग, सामान्यीकरण उपचार. क्वेंचिंग आणि टेम्परिंग सारख्या योग्य पूर्व-उपचारांची निवड करणे, विकृतीचे कारण आणि भागाच्या सामग्रीवर आधारित सामान्यीकरण उपचार प्रभावीपणे विकृती कमी करू शकतात. तथापि, अवशिष्ट ताण आणि टेम्परिंगनंतर कडकपणा वाढण्यासाठी सावधगिरी बाळगणे आवश्यक आहे, विशेषतः क्वेंचिंग आणि टेम्परिंग उपचार W आणि Mn असलेल्या स्टील्ससाठी क्वेंचिंग दरम्यान विस्तार कमी करू शकतात, परंतु GCr15 सारख्या स्टील्ससाठी विकृती कमी करण्यावर फारसा परिणाम करत नाही.

व्यावहारिक उत्पादनात, शमन विकृतीचे कारण ओळखणे, ते अवशिष्ट ताणामुळे असो किंवा खराब संरचनेमुळे असो, प्रभावी उपचारांसाठी आवश्यक आहे. अवशिष्ट ताणांमुळे होणाऱ्या विकृतीसाठी ताणमुक्ती अ‍ॅनिलिंग केले पाहिजे, तर संरचनेत बदल घडवून आणणारे टेम्परिंग सारखे उपचार आवश्यक नाहीत आणि उलट. तरच शमन विकृती कमी करून खर्च कमी करण्याचे आणि गुणवत्ता सुनिश्चित करण्याचे ध्येय साध्य करता येईल.

२. शमन हीटिंग ऑपरेशन

शमन तापमान: शमन तापमान विकृतीवर लक्षणीय परिणाम करते. शमन तापमान समायोजित करून आपण विकृती कमी करण्याचा उद्देश साध्य करू शकतो, किंवा विकृती कमी करण्याचा उद्देश साध्य करण्यासाठी राखीव मशीनिंग भत्ता शमन तापमानासारखाच असतो, किंवा उष्णता उपचार चाचण्यांनंतर मशीनिंग भत्ता आणि शमन तापमान योग्यरित्या निवडले आणि राखून ठेवले जाते, जेणेकरून त्यानंतरचा मशीनिंग भत्ता कमी होईल. शमन तापमानाचा शमन विकृतीवर होणारा परिणाम केवळ वर्कपीसमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या सामग्रीशी संबंधित नाही तर वर्कपीसच्या आकार आणि आकाराशी देखील संबंधित आहे. जेव्हा वर्कपीसचा आकार आणि आकार खूप भिन्न असतो, जरी वर्कपीसची सामग्री समान असते, तेव्हा शमन विकृतीचा ट्रेंड खूप वेगळा असतो आणि ऑपरेटरने प्रत्यक्ष उत्पादनात या परिस्थितीकडे लक्ष दिले पाहिजे.

शमन होल्डिंग वेळ: होल्डिंग वेळेची निवड केवळ पूर्णपणे गरम करणे आणि शमन केल्यानंतर इच्छित कडकपणा किंवा यांत्रिक गुणधर्म प्राप्त करणे सुनिश्चित करत नाही तर विकृतीवर त्याचा परिणाम देखील विचारात घेते. शमन होल्डिंग वेळ वाढवल्याने शमन तापमानात मूलतः वाढ होते, विशेषतः उच्च कार्बन आणि उच्च क्रोमियम स्टीलसाठी उच्चारले जाते.

लोडिंग पद्धती: जर वर्कपीस गरम करताना अवास्तव स्वरूपात ठेवला तर, वर्कपीसच्या वजनामुळे किंवा वर्कपीसमधील परस्पर बाहेर पडण्यामुळे विकृतीकरण होईल, किंवा वर्कपीस जास्त स्टॅकिंगमुळे असमान गरम आणि थंड झाल्यामुळे विकृतीकरण होईल.

गरम करण्याची पद्धत: जटिल आकाराच्या आणि वेगवेगळ्या जाडीच्या वर्कपीससाठी, विशेषतः उच्च कार्बन आणि मिश्र धातु घटक असलेल्या वर्कपीससाठी, मंद आणि एकसमान हीटिंग प्रक्रिया अत्यंत महत्त्वाची आहे. प्रीहीटिंगचा वापर करणे अनेकदा आवश्यक असते, कधीकधी अनेक प्रीहीटिंग चक्रांची आवश्यकता असते. प्रीहीटिंगद्वारे प्रभावीपणे प्रक्रिया न केलेल्या मोठ्या वर्कपीससाठी, नियंत्रित हीटिंगसह बॉक्स रेझिस्टन्स फर्नेस वापरल्याने जलद हीटिंगमुळे होणारी विकृती कमी होऊ शकते.

३. कूलिंग ऑपरेशन

शमन विकृतीकरण प्रामुख्याने शीतकरण प्रक्रियेमुळे होते. शमन माध्यमाची योग्य निवड, कुशल ऑपरेशन आणि शीतकरण प्रक्रियेचा प्रत्येक टप्पा शमन विकृतीकरणावर थेट प्रभाव पाडतो.

मध्यम निवड शमन करणे: शमन केल्यानंतर इच्छित कडकपणा सुनिश्चित करताना, विकृती कमी करण्यासाठी सौम्य शमन माध्यमांना प्राधान्य दिले पाहिजे. थंड होण्यासाठी गरम बाथ माध्यमांचा वापर करणे (भाग गरम असताना सरळ करणे सुलभ करण्यासाठी) किंवा अगदी हवा थंड करणे शिफारसित आहे. पाणी आणि तेल यांच्यातील थंड होण्याचे प्रमाण असलेले माध्यम देखील वॉटर-ऑइल दुहेरी माध्यमांची जागा घेऊ शकतात.

—एअर-कूलिंग क्वेंचिंग: हाय-स्पीड स्टील, क्रोमियम मोल्ड स्टील आणि एअर-कूलिंग मायक्रो-डिफॉर्मेशन स्टीलचे क्वेंचिंग डिफॉर्मेशन कमी करण्यासाठी एअर-कूलिंग क्वेंचिंग प्रभावी आहे. क्वेंचिंगनंतर उच्च कडकपणाची आवश्यकता नसलेल्या 3Cr2W8V स्टीलसाठी, क्वेंचिंग तापमान योग्यरित्या समायोजित करून विकृती कमी करण्यासाठी एअर क्वेंचिंगचा वापर देखील केला जाऊ शकतो.

—तेल थंड करणे आणि शमन करणे: तेल हे पाण्यापेक्षा खूपच कमी थंड होण्याचे माध्यम आहे, परंतु उच्च कडकपणा, लहान आकार, जटिल आकार आणि मोठ्या विकृती प्रवृत्ती असलेल्या वर्कपीससाठी, तेलाचा थंड होण्याचा दर खूप जास्त असतो, परंतु लहान आकाराच्या परंतु कमी कडकपणा असलेल्या वर्कपीससाठी, तेलाचा थंड होण्याचा दर अपुरा असतो. वरील विरोधाभास सोडवण्यासाठी आणि वर्कपीसचे शमन विकृती कमी करण्यासाठी तेल शमनचा पूर्ण वापर करण्यासाठी, लोकांनी तेलाचा वापर वाढवण्यासाठी तेलाचे तापमान समायोजित करण्याच्या आणि शमन तापमान वाढवण्याच्या पद्धती स्वीकारल्या आहेत.

—शमन तेलाचे तापमान बदलणे: क्वेंचिंग डिफॉर्मेशन कमी करण्यासाठी क्वेंचिंगसाठी समान तेल तापमान वापरल्याने अजूनही खालील समस्या उद्भवतात, म्हणजेच, जेव्हा तेलाचे तापमान कमी असते, तेव्हा क्वेंचिंग डिफॉर्मेशन अजूनही मोठे असते आणि जेव्हा तेलाचे तापमान जास्त असते, तेव्हा क्वेंचिंगनंतर वर्कपीसची कडकपणा सुनिश्चित करणे कठीण असते. काही वर्कपीसच्या आकार आणि मटेरियलच्या एकत्रित परिणामाखाली, क्वेंचिंग ऑइलचे तापमान वाढवल्याने त्याचे विकृतीकरण देखील वाढू शकते. म्हणून, वर्कपीस मटेरियल, क्रॉस-सेक्शनल आकार आणि आकाराच्या वास्तविक परिस्थितीनुसार चाचणी उत्तीर्ण झाल्यानंतर क्वेंचिंग ऑइलचे तेल तापमान निश्चित करणे अत्यंत आवश्यक आहे.

शमन करण्यासाठी गरम तेल वापरताना, शमन आणि थंड होण्यामुळे होणाऱ्या उच्च तेलाच्या तापमानामुळे होणारी आग टाळण्यासाठी, आवश्यक अग्निशमन उपकरणे तेलाच्या टाकीजवळ सुसज्ज असावीत. याव्यतिरिक्त, शमन तेलाच्या गुणवत्तेच्या निर्देशांकाची नियमितपणे चाचणी केली पाहिजे आणि नवीन तेल वेळेत पुन्हा भरले पाहिजे किंवा बदलले पाहिजे.

— शमन तापमान वाढवा: ही पद्धत लहान क्रॉस-सेक्शन कार्बन स्टील वर्कपीसेस आणि थोड्या मोठ्या मिश्र धातु स्टील वर्कपीसेससाठी योग्य आहे जी सामान्य शमन तापमानात आणि तेल शमन तापमानात गरम केल्यानंतर आणि उष्णता जतन केल्यानंतर कडकपणाची आवश्यकता पूर्ण करू शकत नाहीत. शमन तापमान योग्यरित्या वाढवून आणि नंतर तेल शमन करून, कडक होण्याचा आणि विकृती कमी करण्याचा परिणाम साध्य करता येतो. शमन करण्यासाठी ही पद्धत वापरताना, वाढत्या शमन तापमानामुळे धान्य खडबडीत होणे, यांत्रिक गुणधर्मांमध्ये घट आणि वर्कपीसचे सेवा आयुष्य यासारख्या समस्या टाळण्यासाठी काळजी घेतली पाहिजे.

—वर्गीकरण आणि ऑस्टेम्परिंग: जेव्हा शमन कडकपणा डिझाइन आवश्यकता पूर्ण करू शकतो, तेव्हा शमन विकृती कमी करण्याच्या उद्देशाने गरम बाथ माध्यमाचे वर्गीकरण आणि ऑस्टेम्परिंग पूर्णपणे वापरले पाहिजे. ही पद्धत कमी-कठोरता, लहान-सेक्शन कार्बन स्ट्रक्चरल स्टील आणि टूल स्टीलसाठी, विशेषतः क्रोमियम-युक्त डाय स्टील आणि उच्च कडकपणा असलेल्या हाय-स्पीड स्टील वर्कपीससाठी देखील प्रभावी आहे. या प्रकारच्या स्टीलसाठी गरम बाथ माध्यमाचे वर्गीकरण आणि ऑस्टेम्परिंगची थंड पद्धत ही मूलभूत शमन पद्धती आहेत. त्याचप्रमाणे, उच्च शमन कडकपणाची आवश्यकता नसलेल्या कार्बन स्टील्स आणि कमी-मिश्र धातु स्ट्रक्चरल स्टील्ससाठी देखील हे प्रभावी आहे.

गरम आंघोळीने शमन करताना, खालील मुद्द्यांकडे लक्ष दिले पाहिजे:

प्रथम, जेव्हा ऑइल बाथचा वापर ग्रेडिंग आणि आयसोथर्मल क्वेंचिंगसाठी केला जातो, तेव्हा आग लागण्यापासून रोखण्यासाठी तेलाचे तापमान काटेकोरपणे नियंत्रित केले पाहिजे.

दुसरे म्हणजे, नायट्रेट मीठ ग्रेड वापरून शमन करताना, नायट्रेट मीठ टाकी आवश्यक उपकरणे आणि पाणी थंड करणाऱ्या उपकरणांनी सुसज्ज असावी. इतर खबरदारीसाठी, कृपया संबंधित माहिती पहा आणि ती येथे पुन्हा सांगणार नाही.

तिसरे म्हणजे, समतापीय शमन करताना समतापीय तापमान काटेकोरपणे नियंत्रित केले पाहिजे. उच्च किंवा कमी तापमान शमन विकृती कमी करण्यास अनुकूल नाही. याव्यतिरिक्त, ऑस्टेम्परिंग दरम्यान, वर्कपीसच्या वजनामुळे होणारे विकृती टाळण्यासाठी वर्कपीसची लटकण्याची पद्धत निवडली पाहिजे.

चौथे, गरम असताना वर्कपीसचा आकार दुरुस्त करण्यासाठी आयसोथर्मल किंवा ग्रेडेड क्वेंचिंग वापरताना, टूलिंग आणि फिक्स्चर पूर्णपणे सुसज्ज असले पाहिजेत आणि ऑपरेशन दरम्यान क्रिया जलद असावी. वर्कपीसच्या क्वेंचिंग गुणवत्तेवर होणारे प्रतिकूल परिणाम टाळा.

कूलिंग ऑपरेशन: थंड होण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान कुशल ऑपरेशनचा शमन विकृतीवर लक्षणीय परिणाम होतो, विशेषतः जेव्हा पाणी किंवा तेल शमन माध्यमांचा वापर केला जातो.

- मध्यम प्रवेश शमन करण्याची योग्य दिशा: सामान्यतः, सममितीयदृष्ट्या संतुलित किंवा लांबलचक रॉडसारख्या वर्कपीसेस उभ्या पद्धतीने माध्यमात विझवाव्यात. असममित भाग एका कोनात विझवता येतात. योग्य दिशेने सर्व भागांमध्ये एकसमान थंडावा सुनिश्चित करणे हे उद्दिष्ट आहे, मंद थंडावा देणारे क्षेत्र प्रथम माध्यमात प्रवेश करतील आणि त्यानंतर जलद थंडावा देणारे विभाग येतील. वर्कपीसचा आकार आणि थंडावा वेगावर त्याचा प्रभाव विचारात घेणे व्यवहारात अत्यंत महत्त्वाचे आहे.

- क्वेंचिंग माध्यमात वर्कपीसची हालचाल: मंद थंड होणारे भाग शमन माध्यमाकडे तोंड करून असले पाहिजेत. सममितीय आकाराच्या वर्कपीसेसने माध्यमात संतुलित आणि एकसमान मार्ग अवलंबला पाहिजे, लहान मोठेपणा आणि जलद हालचाल राखली पाहिजे. पातळ आणि लांबलचक वर्कपीसेससाठी, शमन दरम्यान स्थिरता अत्यंत महत्त्वाची आहे. स्विंग टाळा आणि चांगल्या नियंत्रणासाठी वायर बाइंडिंगऐवजी क्लॅम्प वापरण्याचा विचार करा.

- शमन करण्याची गती: वर्कपीसेस जलद विझवावेत. विशेषतः पातळ, रॉडसारख्या वर्कपीसेससाठी, कमी विझवण्याची गतीमुळे वाकण्याचे विकृतीकरण वाढू शकते आणि वेगवेगळ्या वेळी विझवलेल्या विभागांमधील विकृतीकरणात फरक होऊ शकतो.

-नियंत्रित शीतकरण: क्रॉस-सेक्शन आकारात लक्षणीय फरक असलेल्या वर्कपीससाठी, जलद थंड होणाऱ्या भागांना एस्बेस्टोस दोरी किंवा धातूच्या चादरीसारख्या साहित्याने संरक्षित करा जेणेकरून त्यांचा थंड होण्याचा दर कमी होईल आणि एकसमान थंड होण्याचा अनुभव येईल.

-पाण्यात थंड होण्याची वेळ: ज्या वर्कपीसेस प्रामुख्याने स्ट्रक्चरल स्ट्रेसमुळे विकृत होतात, त्यांचा पाण्यात थंड होण्याचा वेळ कमी करा. ज्या वर्कपीसेस प्रामुख्याने थर्मल स्ट्रेसमुळे विकृत होतात, त्यांच्या पाण्यात थंड होण्याचा वेळ वाढवा जेणेकरून शमन होणारे विकृत रूप कमी होईल.

MAT अॅल्युमिनियम कडून मे जियांग यांनी संपादित केले.