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हीट ट्रीटमेंट प्रोसेस स्टेप्स

गियर डिजाइन के लिए सामग्री पर विचार करते समय, सबसे महत्वपूर्ण निर्णय सामग्री की स्थायित्व बनाम मशीनेबिलिटी की आसानी है। अधिकांश डिजाइनर केवल सामग्री चुनते समय अधिकतम झुकने की ताकत को देखते हैं। हालांकि, यह केवल गियर की कतरनी विफलता को संबोधित करता है। गियर सिस्टम की लंबी उम्र के लिए अधिक महत्वपूर्ण सामग्री की सतह स्थायित्व है। गियर की सतह के स्थायित्व को गियर के जीवन के दृष्टिकोण से देखा जाना चाहिए। सतह का स्थायित्व एक निश्चित भार के तहत, उचित स्नेहन और न्यूनतम कंपन के साथ, एक गियर के चक्रों की संख्या निर्धारित करता है, जो चालू रह सकता है। यदि भार अधिक है, तो जीवन कम हो जाएगा। यदि स्नेहक का ठीक से रखरखाव नहीं किया जाता है, तो जीवन कम हो जाएगा। सरफेस ड्यूरेबिलिटी आमतौर पर सिस्टम में सबसे कम दांतों वाले गियर को प्रभावित करती है क्योंकि यह गियर दूसरों की तुलना में अधिक बार लगा रहता है। सतह के स्थायित्व को बढ़ाने के लिए, इस गियर के जीवन को बढ़ाने के लिए एक उपयुक्त गर्मी-उपचार प्रक्रिया लागू की जानी चाहिए।

हीट ट्रीटमेंट एक ऐसी प्रक्रिया है जो किसी सामग्री के ताप और शीतलन को नियंत्रित करती है, जो धातुओं के आवश्यक संरचनात्मक गुणों को प्राप्त करने के लिए की जाती है। हीटिंग विधियों में सामान्यीकरण, एनीलिंग, शमन, तड़के और सतह सख्त शामिल हैं।

स्टील के गुणों को बढ़ाने के लिए हीट ट्रीटमेंट किया जाता है, क्योंकि लगातार हीट ट्रीटमेंट लगाने पर सामग्री की कठोरता बढ़ जाती है। इसके परिणामस्वरूप गियर की ताकत इसके साथ-साथ बढ़ती है क्योंकि दांत की सतह की ताकत काफी बढ़ जाती है। जैसा कि तालिका 1 में दिखाया गया है, गर्मी उपचार स्टील में निहित कार्बन (सी) की मात्रा के आधार पर भिन्न होता है।

टेबल 1
हीट-ट्रीटिंग स्टील के कुछ विभिन्न तरीके निम्नलिखित हैं:

सामान्यीकरण एक गर्मी-उपचार प्रक्रिया है जिसे स्टील के छोटे क्रिस्टल के सूक्ष्म संरचना पर लागू किया जाता है ताकि उनकी समग्र संरचना को एकीकृत किया जा सके। यह उपचार आंतरिक तनाव को दूर करने के लिए या असंगत फाइबर संरचना को हल करने के लिए किया जाता है जो गठन प्रक्रिया के दौरान विकसित हुआ था।

एनीलिंग एक गर्मी-उपचार प्रक्रिया है जो स्टील को नरम करने, क्रिस्टलीय संरचना को समायोजित करने, आंतरिक तनाव को दूर करने और ठंड में काम करने और काटने के प्रदर्शन के लिए सामग्री को संशोधित करने के लिए लागू होती है। आवेदन के अनुसार कई प्रकार के एनीलिंग हैं, जैसे पूर्ण एनीलिंग, सॉफ्टनिंग, स्ट्रेस रिलीविंग, स्ट्रेटनिंग एनीलिंग और इंटरमीडिएट एनीलिंग।

पूर्ण एनीलिंग संरचना को बदले बिना आंतरिक तनाव को दूर करने के लिए उपयोग की जाने वाली एनीलिंग है।
स्ट्रेटनिंग एनीलिंग स्टील में होने वाली विकृतियों को ठीक करने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला एनीलिंग है। यह गर्म करते समय भार लगाकर पूरा किया जाता है।
इंटरमीडिएट एनीलिंग एनीलिंग है जिसे कोल्ड-वर्किंग की प्रक्रिया में लगाया जाता है और अगली प्रक्रिया को आसान बनाने के लिए वर्क-हार्ड सामग्री को नरम करने के लिए लगाया जाता है।
शमन स्टील की गर्मी-उपचार प्रक्रिया है जिसमें उच्च तापमान पर गर्म करने के बाद तेजी से ठंडा किया जाता है। शीतलन स्थितियों के अनुसार शमन कई प्रकार के होते हैं: जल शमन, तेल शमन और निर्वात शमन। शमन के बाद तड़का लगाना जरूरी है।

तड़के एक गर्मी-उपचार प्रक्रिया है जिसमें उचित गति से शीतलन लागू किया जाता है। शमन-सख्त प्रक्रिया करने के बाद, सामग्री को फिर से गर्म किया जाता है, फिर तड़का लगाया जाता है। शमन के बाद तड़के का प्रदर्शन किया जाना चाहिए। कठोरता को समायोजित करने, कठोरता जोड़ने और आंतरिक तनाव को दूर करने के लिए शमन किया जाता है। तड़के दो प्रकार के होते हैं - एक उच्च तापमान वाला तड़का और दूसरा कम तापमान वाला तड़का। उच्च तापमान पर तड़के लगाने से अधिक कठोरता प्राप्त होती है, हालांकि कठोरता कम हो जाती है। थर्मल रीनिंग के लिए, उच्च तापमान तड़के का प्रदर्शन किया जाता है। प्रेरण सख्त या कार्बराइजिंग के लिए, सतह-सख्त उपचार के बाद किया जाने वाला आवश्यक तड़का कम तापमान वाला तड़का है।

थर्मल रीनिंग एक गर्मी-उपचार प्रक्रिया है जिसे स्टील की कठोरता, ताकत और क्रूरता को समायोजित करने के लिए लागू किया जाता है। इस उपचार में संयोजन में शमन और उच्च तापमान तड़का शामिल है। थर्मल रीनिंग करने के बाद, धातु के मशीनी गुणों को बढ़ाने के लिए इन उपचारों द्वारा कठोरता को समायोजित किया जाता है।

थर्मल रीनिंग के लिए लक्ष्य कठोरता:

JIS S45C/AISI 1045 (मशीन संरचनात्मक उपयोग के लिए कार्बन स्टील) 200 - 270 HB
JIS SCM440/AISI 4140 (मशीन संरचनात्मक उपयोग के लिए मिश्र धातु इस्पात) 230 - 270 HB
कार्बराइजिंग एक गर्मी-उपचार प्रक्रिया है जो विशेष रूप से उस सामग्री की सतह को सख्त करने के लिए की जाती है जिसमें कार्बन मौजूद होता है और सतह में प्रवेश करता है। कम कार्बन वाले स्टील की सतह को कार्बराइज्ड किया जा सकता है (गर्मी और दबाव में कार्बन के प्रवेश के अधीन) और इसके परिणामस्वरूप बाहरी सतह पर उच्च कार्बन की एक परत बन जाती है। इस प्रक्रिया को बुझाने की आवश्यकता है। कठोरता को समायोजित करने के लिए शमन के बाद कम तापमान का तड़का लगाया जाता है। न केवल सतह, बल्कि आंतरिक सामग्री संरचना भी कार्बराइजिंग के कारण कुछ हद तक कठोर है, हालांकि, यह सतह की तरह कठोर नहीं है। यदि सतह के एक हिस्से पर मास्किंग एजेंट लगाया जाता है, तो कार्बन प्रवेश को रोका जाता है, और कठोरता नहीं बदली जाती है। सतह पर लक्ष्य कठोरता और कठोर गहराई हैं:

बुझाना कठोरता 55 - 63 एचआरसी
प्रभावी कठोर गहराई 0.3 - 1.2 मिमी
गियर्स को कार्बराइजिंग द्वारा विकृत किया जाता है, और इस प्रक्रिया के कारण गियर का सटीक ग्रेड हमेशा कम होता है। यह अनुशंसा की जाती है कि परिशुद्धता में सुधार के लिए कार्बराइजेशन के बाद दांतों और अन्य महत्वपूर्ण सतहों पर गियर पीस किया जाए।

इंडक्शन हार्डनिंग एक हीट-ट्रीटमेंट प्रक्रिया है, जो 0.3 प्रतिशत कार्बन की न्यूनतम संरचना के साथ इंडक्शन-हीटिंग स्टील द्वारा गियर की सतह को सख्त करने के लिए की जाती है। इस प्रक्रिया में, गियर के चारों ओर एक इंडक्शन कॉइल लगाई जाती है और कॉइल से करंट प्रवाहित होता है। यह विद्युत प्रवाह स्टील को जल्दी गर्म करता है, उसके बाद शमन करता है। गियर उत्पादों के लिए, दांत की सतह और टिप सहित दांत क्षेत्रों को सख्त करने के लिए प्रेरण सख्त प्रभावी है, हालांकि, कुछ मामलों में जड़ को कठोर नहीं किया जा सकता है। आम तौर पर, एक गियर की शुद्धता प्रेरण सख्त होने के कारण विकृतियों से कम हो जाती है। जब प्रेरण सख्त S45C गियर, प्रभावी कठोरता और गहराई हैं:

बुझाना कठोरता 45 - 55 एचआरसी
प्रभावी कठोर गहराई 1-2 मिमी
फ्लेम हार्डनिंग एक अन्य सतह-सख्त उपचार है जो सीधे स्टील पर फ्लेम लगाकर किया जाता है। यह उपचार आमतौर पर आंशिक सख्त करने के लिए सतह पर किया जाता है क्योंकि गियर के एक विस्तृत हिस्से में एक समान कठोरता प्राप्त करने के लिए उचित ताप स्तर और अवधि को बनाए रखना मुश्किल होता है।

नाइट्राइडिंग एक गर्मी-उपचार प्रक्रिया है जो स्टील की सतह में नाइट्रोजन को पेश करके गियर को सख्त करने के लिए की जाती है। यदि एक स्टील मिश्र धातु में एल्यूमीनियम, क्रोम और मोलिब्डेनम शामिल हैं, तो यह नाइट्राइडिंग में सुधार करता है और वांछित कठोरता प्राप्त की जा सकती है। यह एक गर्मी उपचार है जिसमें पूरी स्टील सामग्री को कोर तक गर्म किया जाता है, और फिर बाद में तेजी से ठंडा किया जाता है, जहां न केवल सतह को कठोर किया जाता है, बल्कि कोर भी कठोर होता है।

लेजर सख्त एक अपेक्षाकृत नई सतह गर्मी-उपचार प्रक्रिया है। सामग्री को 4mm mrad बीम के साथ 40kW लेजर के अधीन किया जाता है। यह प्रक्रिया 55-65 मिमी की गहराई पर 0.3-0.8 एचआरसी की कठोरता प्राप्त करने में सक्षम है। लेजर उपचार का एक फायदा यह है कि झुकने की ताकत अपरिवर्तित रहती है, प्रेरण सख्त के विपरीत जो झुकने की ताकत को औसतन 10 प्रतिशत कम कर देता है। लेजर उपचार सतह के स्थायित्व को 2.2x बढ़ाने में सक्षम है, जबकि इंडक्शन हार्डनिंग 2.5-2.6x बढ़ाता है। लागू गर्मी की कम अवधि और शमन की आवश्यकता की कमी के कारण, यह विधि विरूपण को कम करती है। एक साथ तुलना करने पर, एक मीटर लंबाई के रैक की लंबाई में 0.233 मिमी की वृद्धि हुई जब प्रेरण कठोर हो गया। हालांकि, लेजर सख्त होने पर वही रैक लंबाई में केवल 0.019 मिमी बढ़ा।

इनमें से प्रत्येक गर्मी-उपचार विधियों में चयनित सामग्री और आवेदन के डिजाइन जीवन के लिए उपयुक्त सतह कठोरता विकसित करने में अपना स्थान है। सामग्री का चयन, लागत और द्वितीयक संचालन उपयुक्त विकल्प के लिए आपका मार्गदर्शक होगा।

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