তাপ প্রক্রিয়াকরণ বলতে এমন একটি ধাতব তাপীয় প্রক্রিয়াকে বোঝায়, যেখানে কাঙ্ক্ষিত গঠন ও বৈশিষ্ট্য অর্জনের জন্য কোনো বস্তুকে কঠিন অবস্থায় উত্তপ্ত করে, স্থির রেখে এবং শীতল করা হয়।
১. তাপ চিকিৎসা
১. নর্মালাইজিং: ইস্পাত বা ইস্পাতের টুকরোগুলোকে AC3 বা ACM-এর সংকট বিন্দুর উপরে উপযুক্ত তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করার পর বাতাসে ঠান্ডা করে একটি নির্দিষ্ট সময় ধরে রাখার মাধ্যমে পার্লাইটিক ধরনের গঠন লাভ করার তাপ প্রক্রিয়াকরণ।
২. অ্যানিলিং: ইউটেক্টিক স্টিলের ওয়ার্কপিসকে ২০-৪০ ডিগ্রির উপরে AC3 তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয়, নির্দিষ্ট সময় ধরে রাখার পর, চুল্লির মধ্যে ধীরে ধীরে ঠান্ডা করা হয় (অথবা বালি বা চুনের মধ্যে ডুবিয়ে ঠান্ডা করা হয়) এবং বাতাসে ৫০০ ডিগ্রির নিচে শীতল করা হয়।
৩. কঠিন দ্রবণ তাপ প্রক্রিয়াকরণ: সংকর ধাতুটিকে একটি স্থির তাপমাত্রার উচ্চ একক-দশা অঞ্চলে উত্তপ্ত করে রাখা হয়, যাতে অতিরিক্ত দশা সম্পূর্ণরূপে কঠিন দ্রবণে দ্রবীভূত হয় এবং তারপর দ্রুত শীতল করে একটি অতি-সম্পৃক্ত কঠিন দ্রবণ তাপ প্রক্রিয়াকরণ সম্পন্ন করা হয়।
৪. বার্ধক্য: সংকর ধাতুর কঠিন দ্রবণ তাপ প্রক্রিয়াকরণ বা শীতল প্লাস্টিক বিকৃতির পর, যখন এটিকে কক্ষ তাপমাত্রায় রাখা হয় বা কক্ষ তাপমাত্রার চেয়ে সামান্য বেশি তাপমাত্রায় রাখা হয়, তখন সময়ের সাথে সাথে এর বৈশিষ্ট্যের পরিবর্তন ঘটে।
৫. সলিড সলিউশন ট্রিটমেন্ট: এর ফলে সংকর ধাতুর বিভিন্ন দশা সম্পূর্ণরূপে দ্রবীভূত হয়, সলিড সলিউশন শক্তিশালী হয়, দৃঢ়তা ও ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত হয় এবং পীড়ন ও নরম হয়ে যাওয়া দূর হয়, যাতে ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়া পুনরায় শুরু করা যায়।
৬. এজিং ট্রিটমেন্ট: রিইনফোর্সিং ফেজের অধঃক্ষেপণের তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করে ধরে রাখা, যাতে রিইনফোর্সিং ফেজ অধঃক্ষিপ্ত হয়ে শক্ত হয় এবং এর শক্তি বৃদ্ধি পায়।
৭. কোয়েনচিং: উপযুক্ত শীতলীকরণ হারে ইস্পাতকে ঠান্ডা করার পর সেটিকে অস্টেনাইজ করার একটি তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি, যার মাধ্যমে ওয়ার্কপিসের প্রস্থচ্ছেদের সমস্ত বা একটি নির্দিষ্ট পরিসরের অস্থিতিশীল সাংগঠনিক কাঠামো, যেমন মার্টেনসাইট, রূপান্তরিত হয়।
৮. টেম্পারিং: তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতির কাঙ্ক্ষিত গঠন ও বৈশিষ্ট্য অর্জনের জন্য, কোয়েনচ করা ওয়ার্কপিসটিকে একটি নির্দিষ্ট সময়ের জন্য উপযুক্ত তাপমাত্রার নিচে AC1-এর সংকট বিন্দু পর্যন্ত উত্তপ্ত করা হবে এবং তারপর পদ্ধতির প্রয়োজনীয়তা অনুসারে শীতল করা হবে।
৯. স্টিল কার্বোনাইট্রাইডিং: কার্বোনাইট্রাইডিং হলো স্টিলের উপরিস্তরে একই সাথে কার্বন এবং নাইট্রোজেন অনুপ্রবেশ করানোর একটি প্রক্রিয়া। প্রচলিত কার্বোনাইট্রাইডিং, যা সায়ানাইড নামেও পরিচিত, এবং মাঝারি তাপমাত্রার গ্যাস কার্বোনাইট্রাইডিং ও নিম্ন তাপমাত্রার গ্যাস কার্বোনাইট্রাইডিং (অর্থাৎ গ্যাস নাইট্রোকার্বুরাইজিং) অধিক ব্যবহৃত হয়। মাঝারি তাপমাত্রার গ্যাস কার্বোনাইট্রাইডিং-এর প্রধান উদ্দেশ্য হলো স্টিলের কাঠিন্য, ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং ক্লান্তি শক্তি উন্নত করা। নিম্ন তাপমাত্রার গ্যাস কার্বোনাইট্রাইডিং নাইট্রাইডিং-ভিত্তিক, এর প্রধান উদ্দেশ্য হলো স্টিলের ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং কামড় প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করা।
১০, টেম্পারিং ট্রিটমেন্ট (কোয়েনচিং এবং টেম্পারিং): প্রচলিত রীতি অনুযায়ী, উচ্চ তাপমাত্রায় কোয়েনচিং এবং টেম্পারিং-এর সমন্বিত তাপ প্রক্রিয়াকরণকে টেম্পারিং ট্রিটমেন্ট বলা হয়। টেম্পারিং ট্রিটমেন্ট বিভিন্ন গুরুত্বপূর্ণ কাঠামোগত অংশে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, বিশেষ করে কানেক্টিং রড, বোল্ট, গিয়ার এবং শ্যাফটের মতো যন্ত্রাংশে, যেগুলো পরিবর্তনশীল লোডের অধীনে কাজ করে। টেম্পারিং ট্রিটমেন্টের পরে টেম্পার্ড সোনাইট অর্গানাইজেশন পাওয়া যায়, যার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য একই কঠোরতার নর্মালাইজড সোনাইট অর্গানাইজেশনের চেয়ে ভালো। এর কঠোরতা উচ্চ তাপমাত্রার টেম্পারিং তাপমাত্রা, স্টিলের টেম্পারিং স্থিতিশীলতা এবং ওয়ার্কপিসের প্রস্থচ্ছেদের আকারের উপর নির্ভর করে, যা সাধারণত HB200-350 এর মধ্যে থাকে।
১১. ব্রেজিং: ব্রেজিং উপাদান ব্যবহার করে দুই ধরনের ওয়ার্কপিসকে উত্তপ্ত করে গলিয়ে একসাথে জোড়া লাগানোর একটি তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি।
II.Tপ্রক্রিয়াটির বৈশিষ্ট্য
যান্ত্রিক উৎপাদনে ধাতব তাপ প্রক্রিয়াকরণ একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়া। অন্যান্য মেশিনিং প্রক্রিয়ার তুলনায়, তাপ প্রক্রিয়াকরণ সাধারণত ওয়ার্কপিসের আকৃতি এবং সামগ্রিক রাসায়নিক গঠন পরিবর্তন করে না, বরং ওয়ার্কপিসের অভ্যন্তরীণ অণুসজ্জা বা পৃষ্ঠের রাসায়নিক গঠন পরিবর্তন করে ওয়ার্কপিসের ব্যবহারযোগ্য বৈশিষ্ট্য প্রদান বা উন্নত করে। এর বৈশিষ্ট্য হলো ওয়ার্কপিসের অন্তর্নিহিত গুণমানের উন্নতি, যা সাধারণত খালি চোখে দেখা যায় না। ধাতব ওয়ার্কপিসকে প্রয়োজনীয় যান্ত্রিক, ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যসম্পন্ন করার জন্য, উপকরণের যথাযথ নির্বাচন এবং বিভিন্ন ধরনের ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়ার পাশাপাশি তাপ প্রক্রিয়াকরণ প্রায়শই অপরিহার্য। যান্ত্রিক শিল্পে ইস্পাত সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত উপকরণ। ইস্পাতের অণুসজ্জা জটিল, যা তাপ প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে নিয়ন্ত্রণ করা যায়, তাই ইস্পাতের তাপ প্রক্রিয়াকরণই ধাতব তাপ প্রক্রিয়াকরণের প্রধান বিষয়। এছাড়াও, অ্যালুমিনিয়াম, তামা, ম্যাগনেসিয়াম, টাইটানিয়াম এবং অন্যান্য সংকর ধাতুর যান্ত্রিক, ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করে বিভিন্ন কর্মক্ষমতা অর্জনের জন্য তাপ প্রক্রিয়াকরণ করা যেতে পারে।
III.Tসে প্রক্রিয়া
তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতিতে সাধারণত উত্তাপন, স্থির রাখা ও শীতলীকরণ—এই তিনটি প্রক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত থাকে, তবে কখনও কখনও কেবল উত্তাপন ও শীতলীকরণ—এই দুটি প্রক্রিয়াও থাকে। এই প্রক্রিয়াগুলো পরস্পরের সাথে সংযুক্ত এবং এগুলোকে ব্যাহত করা যায় না।
তাপ প্রক্রিয়াকরণ বা হিট ট্রিটমেন্টের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ একটি প্রক্রিয়া হলো উত্তাপন। ধাতুর তাপ প্রক্রিয়াকরণের অনেক পদ্ধতি রয়েছে; এর মধ্যে প্রাচীনতম হলো তাপের উৎস হিসেবে কাঠকয়লা ও কয়লার ব্যবহার এবং সাম্প্রতিককালে তরল ও গ্যাসীয় জ্বালানির প্রয়োগ। বিদ্যুতের ব্যবহার উত্তাপনকে সহজে নিয়ন্ত্রণযোগ্য করে তুলেছে এবং এতে কোনো পরিবেশ দূষণ হয় না। এই তাপ উৎসগুলো ব্যবহার করে সরাসরি তাপ দেওয়া যায়, আবার গলিত লবণ বা ধাতুর মাধ্যমে ভাসমান কণাগুলোকে পরোক্ষভাবেও উত্তপ্ত করা যায়।
ধাতু গরম করার সময়, ওয়ার্কপিসটি বাতাসের সংস্পর্শে আসে এবং প্রায়শই জারণ ও ডিকার্বনাইজেশন ঘটে (অর্থাৎ, ইস্পাতের অংশগুলির পৃষ্ঠের কার্বনের পরিমাণ কমে যায়), যা তাপ-প্রক্রিয়াজাত অংশগুলির পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যের উপর অত্যন্ত নেতিবাচক প্রভাব ফেলে। তাই, ধাতুটিকে সাধারণত একটি নিয়ন্ত্রিত বা সুরক্ষামূলক পরিবেশে রাখা উচিত এবং গলিত লবণ ও ভ্যাকুয়াম হিটিং-এর পাশাপাশি সুরক্ষামূলক তাপ প্রদানের জন্য আবরণ বা প্যাকেজিং পদ্ধতিও ব্যবহার করা যেতে পারে।
তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতির অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার হলো উত্তাপের তাপমাত্রা। এই উত্তাপের তাপমাত্রার নির্বাচন ও নিয়ন্ত্রণই তাপ প্রক্রিয়াকরণের গুণমান নিশ্চিত করার প্রধান বিষয়। উত্তাপের তাপমাত্রা প্রক্রিয়াকৃত ধাতব পদার্থ এবং তাপ প্রক্রিয়াকরণের উদ্দেশ্যের উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়, তবে সাধারণত উচ্চ-তাপীয় গঠন অর্জনের জন্য এটিকে দশা রূপান্তর তাপমাত্রার উপরে উত্তপ্ত করা হয়। এছাড়াও, এই রূপান্তরের জন্য একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ সময়ের প্রয়োজন হয়। তাই, যখন ধাতব ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠকে প্রয়োজনীয় উত্তাপের তাপমাত্রায় পৌঁছানো হয়, তখন অভ্যন্তরীণ ও বাহ্যিক তাপমাত্রা সামঞ্জস্যপূর্ণ করার জন্য এবং অণুকাঠামোগত রূপান্তর সম্পূর্ণ করার জন্য এটিকে একটি নির্দিষ্ট সময়ের জন্য সেই তাপমাত্রায় বজায় রাখতে হয়, যা হোল্ডিং টাইম বা ধারণকাল নামে পরিচিত। উচ্চ শক্তি-ঘনত্বের উত্তাপ এবং পৃষ্ঠ তাপ প্রক্রিয়াকরণে উত্তাপের হার অত্যন্ত দ্রুত হয় এবং সাধারণত কোনো হোল্ডিং টাইমের প্রয়োজন হয় না, অন্যদিকে রাসায়নিক তাপ প্রক্রিয়াকরণে হোল্ডিং টাইম প্রায়শই দীর্ঘতর হয়।
তাপ প্রক্রিয়াকরণে শীতলীকরণও একটি অপরিহার্য ধাপ। বিভিন্ন প্রক্রিয়ার কারণে শীতলীকরণ পদ্ধতির মূল উদ্দেশ্য হলো শীতলীকরণের হার নিয়ন্ত্রণ করা। সাধারণত অ্যানিলিং-এর শীতলীকরণের হার সবচেয়ে ধীর, নর্মালাইজিং-এর শীতলীকরণের হার দ্রুততর এবং কোয়েনচিং-এর শীতলীকরণের হার আরও দ্রুত। তবে স্টিলের প্রকারভেদ এবং প্রয়োজনীয়তার ভিন্নতার কারণেও এমনটা হয়; যেমন, এয়ার-হার্ডেনড স্টিলকে নর্মালাইজিং-এর সমান শীতলীকরণের হারেই কোয়েনচিং করা যেতে পারে।
IV.পিপ্রক্রিয়া শ্রেণিবিন্যাস
ধাতুর তাপ প্রক্রিয়াকরণকে মোটামুটিভাবে তিনটি শ্রেণীতে ভাগ করা যায়: সম্পূর্ণ তাপ প্রক্রিয়াকরণ, পৃষ্ঠ তাপ প্রক্রিয়াকরণ এবং রাসায়নিক তাপ প্রক্রিয়াকরণ। উত্তাপের মাধ্যম, উত্তাপের তাপমাত্রা এবং শীতলীকরণ পদ্ধতির ভিন্নতার উপর ভিত্তি করে, প্রতিটি শ্রেণীকে বিভিন্ন তাপ প্রক্রিয়াকরণে বিভক্ত করা যায়। একই ধাতু বিভিন্ন তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি ব্যবহার করে ভিন্ন ভিন্ন গঠন লাভ করতে পারে, যার ফলে এর বৈশিষ্ট্যও ভিন্ন হয়। লোহা ও ইস্পাত শিল্পে সর্বাধিক ব্যবহৃত ধাতু এবং ইস্পাতের অণুগঠনও সবচেয়ে জটিল, তাই ইস্পাতের তাপ প্রক্রিয়াকরণেও বিভিন্নতা রয়েছে।
সামগ্রিক তাপ প্রক্রিয়াকরণ হলো একটি ধাতব বস্তুকে সম্পূর্ণ উত্তপ্ত করা এবং তারপর একটি উপযুক্ত হারে শীতল করা, যার মাধ্যমে প্রয়োজনীয় ধাতুতাত্ত্বিক গঠন অর্জন করা হয় এবং ধাতুর সামগ্রিক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করা হয়। ইস্পাতের সামগ্রিক তাপ প্রক্রিয়াকরণে প্রধানত অ্যানিলিং, নরমালাইজিং, কোয়েনচিং এবং টেম্পারিং—এই চারটি মৌলিক প্রক্রিয়া রয়েছে।
প্রক্রিয়া মানে:
অ্যানিলিং হলো ওয়ার্কপিসের উপাদান এবং আকার অনুযায়ী এটিকে উপযুক্ত তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা এবং বিভিন্ন সময় ধরে রেখে ধীরে ধীরে ঠান্ডা করা। এর উদ্দেশ্য হলো ধাতুর অভ্যন্তরীণ গঠনকে একটি ভারসাম্যপূর্ণ অবস্থায় আনা বা তার কাছাকাছি নিয়ে যাওয়া, যার ফলে ভালো প্রক্রিয়াকরণ কর্মক্ষমতা ও কার্যকারিতা পাওয়া যায়, অথবা পরবর্তী কোয়েনচিং-এর মাধ্যমে গঠনকে প্রস্তুত করা যায়।
নরম্যালাইজিং হলো ওয়ার্কপিসকে বাতাসে ঠান্ডা করার পর উপযুক্ত তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা। নরম্যালাইজিং-এর প্রভাব অ্যানিলিং-এর মতোই, তবে এর মাধ্যমে আরও সূক্ষ্ম বিন্যাস লাভ করা যায়। এটি প্রায়শই উপাদানের কাটিং পারফরম্যান্স উন্নত করতে ব্যবহৃত হয়, তবে কখনও কখনও কম চাহিদাসম্পন্ন কিছু যন্ত্রাংশের জন্য চূড়ান্ত তাপীয় প্রক্রিয়াকরণ হিসেবেও ব্যবহার করা হয়ে থাকে।
কোয়েনচিং হলো ওয়ার্কপিসকে উত্তপ্ত করে পানি, তেল বা অন্যান্য অজৈব লবণ, জৈব জলীয় দ্রবণ এবং অন্যান্য কোয়েনচিং মাধ্যমে রেখে দ্রুত ঠান্ডা করা। কোয়েনচিং করার পর ইস্পাতের অংশগুলো শক্ত হয়ে যায়, কিন্তু একই সাথে ভঙ্গুরও হয়ে পড়ে। সময়মতো এই ভঙ্গুরতা দূর করার জন্য সাধারণত সময়মতো টেম্পারিং করা প্রয়োজন।
ইস্পাতের যন্ত্রাংশের ভঙ্গুরতা কমাতে, যন্ত্রাংশগুলোকে ঘরের তাপমাত্রার চেয়ে বেশি এবং ৬৫০℃-এর চেয়ে কম একটি উপযুক্ত তাপমাত্রায় দীর্ঘ সময় ধরে তাপ-নিরোধক করে রাখা হয় এবং তারপর ঠান্ডা করা হয়; এই প্রক্রিয়াকে টেম্পারিং বলা হয়। অ্যানিলিং, নরমালাইজিং, কোয়েনচিং এবং টেম্পারিং হলো "চারটি ধাপ"-এর একটি সামগ্রিক তাপীয় প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি, যার মধ্যে কোয়েনচিং এবং টেম্পারিং ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত এবং প্রায়শই একে অপরের সাথে একত্রে ব্যবহৃত হয়, একটি অপরিহার্য। "চারটি ধাপ"-এর উত্তাপন তাপমাত্রা এবং শীতলীকরণ পদ্ধতি ভিন্ন হওয়ার সাথে সাথে ভিন্ন ভিন্ন তাপীয় প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতির উদ্ভব হয়েছে। একটি নির্দিষ্ট মাত্রার শক্তি এবং দৃঢ়তা অর্জনের জন্য, উচ্চ তাপমাত্রায় কোয়েনচিং এবং টেম্পারিং-এর সম্মিলিত প্রক্রিয়াকে টেম্পারিং বলা হয়। কিছু নির্দিষ্ট সংকর ধাতুকে কোয়েনচিং করে একটি অতি-সম্পৃক্ত কঠিন দ্রবণ তৈরি করার পর, সেটির কাঠিন্য, শক্তি বা বৈদ্যুতিক চুম্বকত্ব উন্নত করার জন্য সেগুলোকে ঘরের তাপমাত্রায় বা তার চেয়ে সামান্য বেশি উপযুক্ত তাপমাত্রায় দীর্ঘ সময় ধরে রাখা হয়। এই ধরনের তাপীয় প্রক্রিয়াকরণকে এজিং ট্রিটমেন্ট বলা হয়।
চাপ প্রক্রিয়াকরণ বিকৃতি এবং তাপ প্রক্রিয়াকরণ কার্যকরভাবে ও নিবিড়ভাবে একত্রিত করে সম্পন্ন করা হয়, যার ফলে বিকৃতি তাপ প্রক্রিয়াকরণ নামে পরিচিত পদ্ধতির মাধ্যমে ওয়ার্কপিসটি খুব ভালো শক্তি ও দৃঢ়তা অর্জন করে; ঋণাত্মক-চাপের পরিবেশে বা ভ্যাকুয়ামে যে তাপ প্রক্রিয়াকরণ করা হয়, তা ভ্যাকুয়াম তাপ প্রক্রিয়াকরণ নামে পরিচিত, যা কেবল ওয়ার্কপিসকে জারিত হওয়া ও কার্বনমুক্ত হওয়া থেকে রক্ষা করে, প্রক্রিয়াকরণের পর এর পৃষ্ঠতলকে অক্ষত রাখে এবং ওয়ার্কপিসের কার্যক্ষমতা উন্নত করে তাই নয়, বরং এটি অসমোটিক এজেন্টের মাধ্যমে রাসায়নিক তাপ প্রক্রিয়াকরণও করে থাকে।
পৃষ্ঠ তাপ প্রক্রিয়াকরণ হলো ধাতব বস্তুর শুধুমাত্র পৃষ্ঠ স্তরকে উত্তপ্ত করে তার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করার একটি প্রক্রিয়া। বস্তুর অভ্যন্তরে অতিরিক্ত তাপ স্থানান্তর না করে শুধুমাত্র পৃষ্ঠ স্তরকে উত্তপ্ত করার জন্য, ব্যবহৃত তাপ উৎসের শক্তি ঘনত্ব অবশ্যই উচ্চ হতে হবে, অর্থাৎ, বস্তুর একক ক্ষেত্রফলে অধিক তাপ শক্তি প্রদান করতে হবে, যাতে বস্তুর পৃষ্ঠ স্তর অল্প সময়ের মধ্যে বা তাৎক্ষণিকভাবে উচ্চ তাপমাত্রায় পৌঁছাতে পারে। পৃষ্ঠ তাপ প্রক্রিয়াকরণের প্রধান পদ্ধতিগুলো হলো ফ্লেম কোয়েনচিং এবং ইন্ডাকশন হিটিং। সাধারণত ব্যবহৃত তাপ উৎসগুলোর মধ্যে রয়েছে অক্সিঅ্যাসিটিলিন বা অক্সিপ্রোপেন শিখা, ইন্ডাকশন কারেন্ট, লেজার এবং ইলেকট্রন বিম।
রাসায়নিক তাপ প্রক্রিয়াকরণ হলো একটি ধাতব তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি, যার মাধ্যমে ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠস্তরের রাসায়নিক গঠন, বিন্যাস এবং বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করা হয়। রাসায়নিক তাপ প্রক্রিয়াকরণ পৃষ্ঠ তাপ প্রক্রিয়াকরণ থেকে ভিন্ন, কারণ এটি ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠস্তরের রাসায়নিক গঠন পরিবর্তন করে। রাসায়নিক তাপ প্রক্রিয়াকরণে, ওয়ার্কপিসকে কার্বন, লবণ বা অন্যান্য সংকর উপাদানযুক্ত মাধ্যমে (গ্যাস, তরল, কঠিন) দীর্ঘ সময় ধরে উত্তপ্ত ও তাপ-নিরোধক অবস্থায় রাখা হয়, যাতে ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠস্তরে কার্বন, নাইট্রোজেন, বোরন, ক্রোমিয়াম এবং অন্যান্য উপাদান প্রবেশ করে। উপাদান প্রবেশের পর, কখনও কখনও কোয়েনচিং এবং টেম্পারিং-এর মতো অন্যান্য তাপ প্রক্রিয়াকরণ করা হয়। রাসায়নিক তাপ প্রক্রিয়াকরণের প্রধান পদ্ধতিগুলো হলো কার্বুরাইজিং, নাইট্রাইডিং এবং মেটাল পেনিট্রেশন।
যান্ত্রিক যন্ত্রাংশ এবং ছাঁচ তৈরির প্রক্রিয়ায় তাপ প্রক্রিয়াকরণ একটি গুরুত্বপূর্ণ ধাপ। সাধারণভাবে, এটি ওয়ার্কপিসের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য, যেমন—ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং মরিচা প্রতিরোধ ক্ষমতা নিশ্চিত ও উন্নত করতে পারে। এটি ব্ল্যাঙ্কের গঠন এবং পীড়ন অবস্থাও উন্নত করতে পারে, যার ফলে বিভিন্ন ধরনের শীতল ও উষ্ণ প্রক্রিয়াকরণ সহজতর হয়।
উদাহরণস্বরূপ: সাদা ঢালাই লোহাকে দীর্ঘ সময় ধরে অ্যানিলিং করার পর নমনীয় ঢালাই লোহা পাওয়া যায়, যা এর প্লাস্টিসিটি উন্নত করে; সঠিক তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতির মাধ্যমে গিয়ারের কার্যকাল তাপ প্রক্রিয়াকরণ না করা গিয়ারের চেয়ে কয়েকগুণ বা কয়েক ডজন গুণ বেশি হতে পারে; এছাড়াও, নির্দিষ্ট সংকর উপাদানের অনুপ্রবেশের মাধ্যমে সস্তা কার্বন স্টিল কিছু দামী সংকর স্টিলের কর্মক্ষমতা অর্জন করে এবং কিছু তাপ-প্রতিরোধী স্টিল ও স্টেইনলেস স্টিলের বিকল্প হতে পারে; ছাঁচ এবং ডাই প্রায় সবগুলোরই তাপ প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজন হয় এবং শুধুমাত্র তাপ প্রক্রিয়াকরণের পরেই তা ব্যবহার করা যায়।
সম্পূরক উপায়
১. অ্যানিলিং-এর প্রকারভেদ
অ্যানিলিং হলো একটি তাপীয় প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি, যেখানে কার্যবস্তুটিকে একটি উপযুক্ত তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করে নির্দিষ্ট সময় ধরে রাখা হয় এবং তারপর ধীরে ধীরে ঠান্ডা করা হয়।
ইস্পাত অ্যানিলিং প্রক্রিয়া অনেক প্রকারের হয়, যা উত্তাপের তাপমাত্রা অনুসারে দুটি শ্রেণীতে ভাগ করা যায়: একটি হলো সংকট তাপমাত্রার (Ac1 বা Ac3) উপরের অ্যানিলিং, যা ফেজ পরিবর্তন পুনঃস্ফটিকীকরণ অ্যানিলিং নামেও পরিচিত, যার মধ্যে সম্পূর্ণ অ্যানিলিং, অসম্পূর্ণ অ্যানিলিং, স্ফেরয়েডাল অ্যানিলিং এবং ডিফিউশন অ্যানিলিং (হোমোজেনাইজেশন অ্যানিলিং) ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত; অন্যটি হলো সংকট তাপমাত্রার নিচের অ্যানিলিং, যার মধ্যে পুনঃস্ফটিকীকরণ অ্যানিলিং এবং ডি-স্ট্রেসিং অ্যানিলিং ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত। শীতলীকরণ পদ্ধতি অনুসারে, অ্যানিলিংকে আইসোথার্মাল অ্যানিলিং এবং কন্টিনিউয়াস কুলিং অ্যানিলিং-এ ভাগ করা যায়।
১, সম্পূর্ণ অ্যানিলিং এবং সমতাপীয় অ্যানিলিং
সম্পূর্ণ অ্যানিলিং, যা পুনঃস্ফটিকীকরণ অ্যানিলিং নামেও পরিচিত এবং সাধারণত অ্যানিলিং হিসাবেই উল্লেখ করা হয়, এটি এমন একটি তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি যেখানে ইস্পাত বা স্টিলকে ২০ থেকে ৩০ ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে AC3 তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয়। এরপর এটিকে যথেষ্ট দীর্ঘ সময় ধরে তাপ নিরোধক অবস্থায় রেখে এর গঠন সম্পূর্ণরূপে অস্টেনাইজড না হওয়া পর্যন্ত অপেক্ষা করা হয় এবং তারপর ধীরে ধীরে ঠান্ডা করা হয়, যার ফলে প্রায় ভারসাম্যপূর্ণ গঠন লাভ করা যায়। এই অ্যানিলিং প্রধানত বিভিন্ন কার্বন ও অ্যালয় স্টিলের কাস্টিং, ফোরজিং এবং হট-রোল্ড প্রোফাইলের সাব-ইউটেক্টিক গঠনের জন্য ব্যবহৃত হয় এবং কখনও কখনও ঝালাই করা কাঠামোর জন্যও ব্যবহৃত হয়। সাধারণত এটি কয়েকটি কম ভারী ওয়ার্কপিসের চূড়ান্ত তাপ প্রক্রিয়াকরণ হিসাবে, অথবা কিছু ওয়ার্কপিসের প্রাক-তাপ প্রক্রিয়াকরণ হিসাবে করা হয়।
২, বল অ্যানিলিং
স্ফেরয়েডাল অ্যানিলিং প্রধানত ওভার-ইউটেক্টিক কার্বন স্টিল এবং অ্যালয় টুল স্টিলের (যেমন স্টিলে ব্যবহৃত ধারালো টুল, গেজ, মোল্ড এবং ডাই তৈরির ক্ষেত্রে) জন্য ব্যবহৃত হয়। এর প্রধান উদ্দেশ্য হলো কাঠিন্য কমানো, মেশিনেবিলিটি উন্নত করা এবং ভবিষ্যতের কোয়েনচিং-এর জন্য প্রস্তুত করা।
৩, স্ট্রেস রিলিফ অ্যানিলিং
স্ট্রেস রিলিফ অ্যানিলিং, যা নিম্ন-তাপমাত্রার অ্যানিলিং (বা উচ্চ-তাপমাত্রার টেম্পারিং) নামেও পরিচিত, এই অ্যানিলিং প্রধানত কাস্টিং, ফোরজিং, ওয়েল্ডমেন্ট, হট-রোল্ড পার্টস, কোল্ড-ড্রন পার্টস এবং অন্যান্য বস্তুর অবশিষ্ট পীড়ন দূর করতে ব্যবহৃত হয়। যদি এই পীড়নগুলো দূর করা না হয়, তবে একটি নির্দিষ্ট সময় পরে, অথবা পরবর্তী কাটিং প্রক্রিয়ায় স্টিলে বিকৃতি বা ফাটল সৃষ্টি হতে পারে।
৪. অসম্পূর্ণ অ্যানিলিং হলো তাপ সংরক্ষণ এবং ধীর শীতলীকরণের মধ্যবর্তী পর্যায়ে ইস্পাতকে Ac1 ~ Ac3 (সাব-ইউটেকটিক ইস্পাত) বা Ac1 ~ ACcm (ওভার-ইউটেকটিক ইস্পাত) পর্যন্ত উত্তপ্ত করা, যার মাধ্যমে তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতির প্রায় ভারসাম্যপূর্ণ বিন্যাস অর্জন করা হয়।
II.নির্বাপণের ক্ষেত্রে, সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত শীতলীকরণ মাধ্যম হলো লবণাক্ত জল, পানি এবং তেল।
ওয়ার্কপিসকে লবণ জলে কোয়েনচিং করলে সহজেই উচ্চ কাঠিন্য এবং মসৃণ পৃষ্ঠ পাওয়া যায় এবং সহজে নরম বা শক্ত স্থান তৈরি হয় না, কিন্তু এতে ওয়ার্কপিসের গুরুতর বিকৃতি ঘটার এবং এমনকি ফাটল ধরার সম্ভাবনা থাকে। কোয়েনচিং মাধ্যম হিসেবে তেলের ব্যবহার শুধুমাত্র সেইসব ওয়ার্কপিসের জন্য উপযুক্ত, যেগুলিতে সুপারকুলড অস্টেনাইটের স্থিতিশীলতা তুলনামূলকভাবে বেশি থাকে, যেমন কিছু অ্যালয় স্টিল বা ছোট আকারের কার্বন স্টিলের ওয়ার্কপিস।
III.ইস্পাত টেম্পারিং এর উদ্দেশ্য
১. ভঙ্গুরতা কমানো, অভ্যন্তরীণ পীড়ন দূর করা বা হ্রাস করা। স্টিল কোয়েনচিং করার সময় এতে প্রচুর অভ্যন্তরীণ পীড়ন ও ভঙ্গুরতা তৈরি হয়, যেমন সময়মতো টেম্পারিং না করলে প্রায়শই স্টিল বিকৃত হয়ে যায় বা এমনকি ফেটেও যেতে পারে।
২. ওয়ার্কপিসের প্রয়োজনীয় যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য অর্জনের জন্য, কোয়েনচিং-এর পর ওয়ার্কপিসটির কাঠিন্য বেশি ও ভঙ্গুর হয়। বিভিন্ন ধরনের ওয়ার্কপিসের ভিন্ন ভিন্ন বৈশিষ্ট্যের চাহিদা মেটাতে, উপযুক্ত টেম্পারিং-এর মাধ্যমে কাঠিন্য সমন্বয় করে ভঙ্গুরতা কমানো এবং প্রয়োজনীয় দৃঢ়তা ও নমনীয়তা অর্জন করা যায়।
৩. ওয়ার্কপিসের আকার স্থিতিশীল করুন
৪. যেহেতু কিছু নির্দিষ্ট সংকর ইস্পাতকে অ্যানিলিং-এর মাধ্যমে নরম করা কঠিন, তাই কোয়েনচিং (বা নরমালাইজিং)-এর পরে প্রায়শই উচ্চ-তাপমাত্রার টেম্পারিং ব্যবহার করা হয়, যাতে ইস্পাতের কার্বাইড যথাযথভাবে একত্রিত হয় এবং কাঠিন্য হ্রাস পায়, যার ফলে কাটা এবং প্রক্রিয়াকরণ সহজ হয়।
পরিপূরক ধারণা
১. অ্যানিলিং: বলতে ধাতব পদার্থকে উপযুক্ত তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করে, একটি নির্দিষ্ট সময় ধরে সেই তাপমাত্রা বজায় রেখে, এবং তারপর ধীরে ধীরে ঠান্ডা করার একটি তাপ প্রক্রিয়াকরণকে বোঝায়। প্রচলিত অ্যানিলিং প্রক্রিয়াগুলো হলো: রিক্রিস্টালাইজেশন অ্যানিলিং, স্ট্রেস রিলিফ অ্যানিলিং, স্ফেরয়েডাল অ্যানিলিং, কমপ্লিট অ্যানিলিং ইত্যাদি। অ্যানিলিং-এর উদ্দেশ্য হলো: প্রধানত ধাতব পদার্থের কাঠিন্য কমানো, নমনীয়তা বৃদ্ধি করা, যাতে কাটিং বা প্রেসার মেশিনিং সহজ হয়, অবশিষ্ট পীড়ন কমানো যায়, পদার্থের গঠন ও উপাদানের সমরূপতা উন্নত করা যায়, অথবা পরবর্তী তাপ প্রক্রিয়াকরণের জন্য গঠনকে প্রস্তুত করা যায়।
২. নর্মালাইজিং: বলতে বোঝায় ইস্পাতকে (ইস্পাতের ক্রিটিক্যাল টেম্পারেচার পয়েন্টে থাকা অবস্থায়) ৩০ থেকে ৫০ ডিগ্রি সেলসিয়াস বা তার বেশি তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করে, উপযুক্ত সময় ধরে রেখে এবং স্থির বাতাসে ঠান্ডা করার একটি তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি। নর্মালাইজিং-এর উদ্দেশ্য হলো: প্রধানত নিম্ন কার্বন ইস্পাতের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য উন্নত করা, কাটিং ও মেশিনেবিলিটি বাড়ানো, দানার সূক্ষ্মতা বৃদ্ধি করা, কাঠামোগত ত্রুটি দূর করা এবং পরবর্তী তাপ প্রক্রিয়াকরণের জন্য কাঠামোকে প্রস্তুত করা।
৩. কোয়েনচিং: এটি এমন একটি তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি যেখানে ইস্পাতকে একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রার উপরে Ac3 বা Ac1 (তাপমাত্রার সংকট বিন্দুর নিচের ইস্পাত) পর্যন্ত উত্তপ্ত করে একটি নির্দিষ্ট সময় ধরে রাখা হয় এবং তারপর উপযুক্ত হারে শীতল করা হয়, যার মাধ্যমে মার্টেনসাইট (বা বেইনাইট) গঠন লাভ করা যায়। প্রচলিত কোয়েনচিং প্রক্রিয়াগুলো হলো একক-মাধ্যম কোয়েনচিং, দ্বৈত-মাধ্যম কোয়েনচিং, মার্টেনসাইট কোয়েনচিং, বেইনাইট আইসোথার্মাল কোয়েনচিং, সারফেস কোয়েনচিং এবং লোকাল কোয়েনচিং। কোয়েনচিং-এর উদ্দেশ্য হলো: ইস্পাতের যন্ত্রাংশে প্রয়োজনীয় মার্টেনসাইটিক গঠন লাভ করানো, ওয়ার্কপিসের কাঠিন্য, শক্তি এবং ঘর্ষণ প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত করা, এবং পরবর্তী তাপ প্রক্রিয়াকরণের জন্য গঠন প্রক্রিয়াকে ভালোভাবে প্রস্তুত করা।
৪, টেম্পারিং: বলতে বোঝায় ইস্পাতকে শক্ত করার পর সেটিকে AC1-এর নিচের তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করে নির্দিষ্ট সময় ধরে রাখা এবং তারপর কক্ষ তাপমাত্রায় ঠান্ডা করার তাপ প্রক্রিয়াকরণ। প্রচলিত টেম্পারিং প্রক্রিয়াগুলো হলো: নিম্ন-তাপমাত্রার টেম্পারিং, মধ্যম-তাপমাত্রার টেম্পারিং, উচ্চ-তাপমাত্রার টেম্পারিং এবং মাল্টিপল টেম্পারিং।
টেম্পারিং-এর উদ্দেশ্য: প্রধানত শোধনকালে স্টিলের মধ্যে সৃষ্ট পীড়ন দূর করা, যাতে স্টিল উচ্চ কাঠিন্য ও ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা লাভ করে এবং প্রয়োজনীয় নমনীয়তা ও দৃঢ়তা অর্জন করে।
৫, টেম্পারিং: এটি স্টিল বা ইস্পাতের কোয়েনচিং এবং উচ্চ-তাপমাত্রার টেম্পারিং নামক যৌগিক তাপ প্রক্রিয়াকরণকে বোঝায়। টেম্পারড স্টিল নামক ইস্পাতের টেম্পারিং ট্রিটমেন্টে এটি ব্যবহৃত হয়। এটি সাধারণত মাঝারি কার্বন স্ট্রাকচারাল স্টিল এবং মাঝারি কার্বন অ্যালয় স্ট্রাকচারাল স্টিলকে বোঝায়।
৬. কার্বুরাইজিং: কার্বুরাইজিং হলো ইস্পাতের উপরিস্তরে কার্বন পরমাণু প্রবেশ করানোর একটি প্রক্রিয়া। এর মাধ্যমে নিম্ন কার্বন ইস্পাতের ওয়ার্কপিসের উপরিস্তরকে উচ্চ কার্বন ইস্পাতের মতো করা হয় এবং এরপর কোয়েনচিং ও নিম্ন তাপমাত্রায় টেম্পারিং করা হয়। এর ফলে ওয়ার্কপিসটির উপরিস্তর উচ্চ কাঠিন্য ও ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা লাভ করে, এবং একই সাথে ওয়ার্কপিসটির কেন্দ্রভাগ নিম্ন কার্বন ইস্পাতের দৃঢ়তা ও নমনীয়তা বজায় রাখে।
ভ্যাকুয়াম পদ্ধতি
কারণ ধাতব ওয়ার্কপিস গরম করা এবং ঠান্ডা করার প্রক্রিয়া সম্পন্ন করতে এক ডজন বা এমনকি কয়েক ডজন ধাপের প্রয়োজন হয়। এই ধাপগুলো ভ্যাকুয়াম হিট ট্রিটমেন্ট ফার্নেসের ভেতরে সম্পন্ন করা হয়, যেখানে অপারেটরের পক্ষে কাছে যাওয়া সম্ভব হয় না, তাই ভ্যাকুয়াম হিট ট্রিটমেন্ট ফার্নেসের অটোমেশনের মাত্রা উচ্চতর হওয়া প্রয়োজন। একই সাথে, কিছু ধাপ, যেমন ধাতব ওয়ার্কপিসকে গরম করা এবং ধরে রাখা থেকে শুরু করে কোয়েনচিং প্রক্রিয়ার শেষ পর্যায় পর্যন্ত, ছয় বা সাতটি ধাপ সম্পন্ন করতে হয় এবং তা ১৫ সেকেন্ডের মধ্যে করতে হয়। এতগুলো ধাপ দ্রুত সম্পন্ন করার এই পরিস্থিতি সহজেই অপারেটরের মধ্যে অস্থিরতা সৃষ্টি করতে পারে এবং এর ফলে ভুল অপারেশন হতে পারে। অতএব, শুধুমাত্র উচ্চ মাত্রার অটোমেশনই প্রোগ্রাম অনুযায়ী নির্ভুল ও সময়োপযোগী সমন্বয় সাধন করতে পারে।
ধাতব যন্ত্রাংশের ভ্যাকুয়াম হিট ট্রিটমেন্ট একটি বদ্ধ ভ্যাকুয়াম ফার্নেসে করা হয় এবং এর জন্য কঠোর ভ্যাকুয়াম সিলিং অপরিহার্য। তাই, ফার্নেসের মূল বায়ু নিঃসরণের হার বজায় রাখা, ফার্নেসের কার্যকরী ভ্যাকুয়াম নিশ্চিত করা এবং যন্ত্রাংশের ভ্যাকুয়াম হিট ট্রিটমেন্টের মান নিশ্চিত করার বিষয়টি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। সুতরাং, ভ্যাকুয়াম হিট ট্রিটমেন্ট ফার্নেসের একটি মূল বিষয় হলো একটি নির্ভরযোগ্য ভ্যাকুয়াম সিলিং কাঠামো থাকা। ভ্যাকুয়াম ফার্নেসের ভ্যাকুয়াম কার্যকারিতা নিশ্চিত করার জন্য, এর কাঠামোগত নকশায় একটি মৌলিক নীতি অনুসরণ করতে হবে। তা হলো, ফার্নেসের মূল অংশে গ্যাস-টাইট ওয়েল্ডিং ব্যবহার করতে হবে এবং ফার্নেসের মূল অংশে যতটা সম্ভব কম ছিদ্র রাখতে হবে বা একেবারেই ছিদ্র রাখা যাবে না। ভ্যাকুয়াম লিকেজের সম্ভাবনা কমানোর জন্য ডাইনামিক সিলিং কাঠামোর ব্যবহার কম বা পরিহার করতে হবে। ভ্যাকুয়াম ফার্নেসের মূল অংশে স্থাপিত বিভিন্ন যন্ত্রাংশ ও সরঞ্জাম, যেমন—ওয়াটার-কুলড ইলেকট্রোড, থার্মোকাপল ইত্যাদিও অবশ্যই সিলিং কাঠামো মেনে ডিজাইন করতে হবে।
বেশিরভাগ তাপ ও নিরোধক উপাদান শুধুমাত্র ভ্যাকুয়ামের অধীনে ব্যবহার করা যায়। ভ্যাকুয়াম হিট ট্রিটমেন্ট ফার্নেসের তাপ প্রদান এবং তাপ নিরোধক আস্তরণ ভ্যাকুয়াম এবং উচ্চ তাপমাত্রায় কাজ করে, তাই এই উপাদানগুলোর ক্ষেত্রে উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা, বিকিরণ সহনশীলতা, তাপ পরিবাহিতা এবং অন্যান্য প্রয়োজনীয়তা থাকে। জারণ প্রতিরোধ ক্ষমতার প্রয়োজনীয়তা খুব বেশি নয়। তাই, ভ্যাকুয়াম হিট ট্রিটমেন্ট ফার্নেসে তাপ প্রদান এবং তাপ নিরোধক উপাদান হিসেবে ট্যান্টালাম, টাংস্টেন, মলিবডেনাম এবং গ্রাফাইট ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এই উপাদানগুলো বায়ুমণ্ডলীয় অবস্থায় খুব সহজে জারিত হয়, তাই সাধারণ হিট ট্রিটমেন্ট ফার্নেসে এই তাপ ও নিরোধক উপাদানগুলো ব্যবহার করা যায় না।
জল-শীতলীকরণ যন্ত্র: ভ্যাকুয়াম হিট ট্রিটমেন্ট ফার্নেসের খোলস, ফার্নেসের ঢাকনা, বৈদ্যুতিক হিটিং এলিমেন্ট, জল-শীতলীকৃত ইলেকট্রোড, মধ্যবর্তী ভ্যাকুয়াম তাপ নিরোধক দরজা এবং অন্যান্য উপাদানগুলি একটি ভ্যাকুয়ামের মধ্যে তাপীয় অবস্থায় কাজ করে। এই ধরনের অত্যন্ত প্রতিকূল পরিস্থিতিতে কাজ করার সময়, এটি অবশ্যই নিশ্চিত করতে হবে যে প্রতিটি উপাদানের কাঠামো যেন বিকৃত বা ক্ষতিগ্রস্ত না হয় এবং ভ্যাকুয়াম সিল যেন অতিরিক্ত গরম হয়ে পুড়ে না যায়। অতএব, ভ্যাকুয়াম হিট ট্রিটমেন্ট ফার্নেস যাতে স্বাভাবিকভাবে কাজ করতে পারে এবং এর পর্যাপ্ত ব্যবহারকাল থাকে, তা নিশ্চিত করার জন্য প্রতিটি উপাদানকে বিভিন্ন পরিস্থিতি অনুযায়ী জল-শীতলীকরণ যন্ত্র দিয়ে স্থাপন করা উচিত।
নিম্ন-ভোল্টেজ উচ্চ-কারেন্টের ব্যবহার: ভ্যাকুয়াম কন্টেইনারে, যখন ভ্যাকুয়ামের মাত্রা কয়েক ±১০⁻¹ টর পরিসরে থাকে, তখন ভ্যাকুয়াম কন্টেইনারের শক্তিপ্রাপ্ত পরিবাহীতে উচ্চ ভোল্টেজের প্রভাবে গ্লো ডিসচার্জের ঘটনা ঘটে। ভ্যাকুয়াম হিট ট্রিটমেন্ট ফার্নেসে, গুরুতর আর্ক ডিসচার্জ বৈদ্যুতিক হিটিং এলিমেন্ট এবং ইনসুলেশন স্তর পুড়িয়ে ফেলতে পারে, যা বড় ধরনের দুর্ঘটনা এবং ক্ষতির কারণ হয়। তাই, ভ্যাকুয়াম হিট ট্রিটমেন্ট ফার্নেসের বৈদ্যুতিক হিটিং এলিমেন্টের কার্যকরী ভোল্টেজ সাধারণত ৮০ থেকে ১০০ ভোল্টের বেশি হয় না। একই সাথে, বৈদ্যুতিক হিটিং এলিমেন্টের কাঠামোগত নকশায় কার্যকর ব্যবস্থা গ্রহণ করা উচিত, যেমন যন্ত্রাংশের অগ্রভাগ এড়িয়ে চলার চেষ্টা করা এবং ইলেকট্রোডগুলোর মধ্যে ব্যবধান খুব কম না রাখা, যাতে গ্লো ডিসচার্জ বা আর্ক ডিসচার্জের সৃষ্টি প্রতিরোধ করা যায়।
টেম্পারিং
ওয়ার্কপিসের বিভিন্ন কার্যক্ষমতার প্রয়োজনীয়তা অনুসারে, এর বিভিন্ন টেম্পারিং তাপমাত্রার ওপর ভিত্তি করে টেম্পারিংকে নিম্নলিখিত প্রকারগুলিতে ভাগ করা যেতে পারে:
(ক) নিম্ন-তাপমাত্রার টেম্পারিং (১৫০-২৫০ ডিগ্রি)
টেম্পার্ড মার্টেনসাইট গঠনের জন্য নিম্ন তাপমাত্রায় টেম্পারিং করা হয়। এর উদ্দেশ্য হলো কোয়েনচিং-এর ফলে সৃষ্ট অভ্যন্তরীণ পীড়ন এবং ভঙ্গুরতা হ্রাস করার শর্তে কোয়েনচড স্টিলের উচ্চ কাঠিন্য এবং উচ্চ ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা বজায় রাখা, যাতে ব্যবহারের সময় ভাঙন বা অকাল ক্ষতি এড়ানো যায়। এটি প্রধানত বিভিন্ন ধরণের উচ্চ-কার্বন কাটিং টুল, গেজ, কোল্ড-ড্রন ডাই, রোলিং বিয়ারিং এবং কার্বুরাইজড যন্ত্রাংশ ইত্যাদিতে ব্যবহৃত হয়, টেম্পারিং-এর পরে এগুলোর কাঠিন্য সাধারণত HRC58-64 হয়ে থাকে।
(ii) মাঝারি তাপমাত্রায় টেম্পারিং (২৫০-৫০০ ডিগ্রি)
টেম্পারড কোয়ার্টজ বস্তুর জন্য মাঝারি তাপমাত্রার টেম্পারিং ব্যবস্থা। এর উদ্দেশ্য হলো উচ্চ ফলন শক্তি, স্থিতিস্থাপক সীমা এবং উচ্চ দৃঢ়তা অর্জন করা। তাই, এটি প্রধানত বিভিন্ন ধরণের স্প্রিং এবং হট ওয়ার্ক মোল্ড প্রক্রিয়াকরণে ব্যবহৃত হয়, টেম্পারিং কঠোরতা সাধারণত HRC35-50 হয়ে থাকে।
(গ) উচ্চ তাপমাত্রায় টেম্পারিং (৫০০-৬৫০ ডিগ্রি)
টেম্পারড সোনাইটের জন্য উচ্চ-তাপমাত্রার টেম্পারিং পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। প্রচলিত কোয়েনচিং এবং উচ্চ-তাপমাত্রার টেম্পারিং-এর সম্মিলিত তাপ প্রক্রিয়াকরণকে টেম্পারিং ট্রিটমেন্ট বলা হয়। এর উদ্দেশ্য হলো শক্তি, কাঠিন্য, নমনীয়তা এবং দৃঢ়তার মতো সামগ্রিক যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলোকে আরও উন্নত করা। তাই এটি অটোমোবাইল, ট্রাক্টর, মেশিন টুলস এবং অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ কাঠামোগত অংশ, যেমন কানেক্টিং রড, বোল্ট, গিয়ার এবং শ্যাফটে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। টেম্পারিং-এর পরে এর কাঠিন্য সাধারণত HB200-330 হয়ে থাকে।
বিকৃতি প্রতিরোধ
সূক্ষ্ম ও জটিল ছাঁচের বিকৃতির কারণগুলো প্রায়শই জটিল হয়ে থাকে, কিন্তু এর বিকৃতির নিয়ম আয়ত্ত করে, এর কারণগুলো বিশ্লেষণ করে এবং বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করে ছাঁচের বিকৃতি প্রতিরোধ করার মাধ্যমে তা কমানো এবং নিয়ন্ত্রণ করা সম্ভব। সাধারণভাবে, সূক্ষ্ম ও জটিল ছাঁচের তাপ প্রক্রিয়াকরণে বিকৃতি প্রতিরোধের জন্য নিম্নলিখিত পদ্ধতিগুলো অবলম্বন করা যেতে পারে।
(1) যুক্তিসঙ্গত উপাদান নির্বাচন। সূক্ষ্ম ও জটিল ছাঁচের জন্য ভালো মাইক্রোডিফরমেশন ক্ষমতাসম্পন্ন মোল্ড স্টিল (যেমন এয়ার কোয়েনচিং স্টিল) নির্বাচন করা উচিত, যেসব মোল্ড স্টিলে কার্বাইড সেগ্রিগেশন বেশি হয় সেগুলোকে যুক্তিসঙ্গতভাবে ফোর্জিং এবং টেম্পারিং হিট ট্রিটমেন্ট করা উচিত, এবং যেসব মোল্ড স্টিল আকারে বড় এবং ফোর্জ করা যায় না সেগুলোকে সলিড সলিউশন ডাবল রিফাইনিং হিট ট্রিটমেন্ট করা যেতে পারে।
(2) ছাঁচের কাঠামোর নকশা যুক্তিসঙ্গত হওয়া উচিত, পুরুত্বের মধ্যে খুব বেশি পার্থক্য থাকা উচিত নয়, আকৃতি প্রতিসম হওয়া উচিত, বড় ছাঁচের বিকৃতির জন্য বিকৃতির নিয়ম নিয়ন্ত্রণ করতে হবে, প্রক্রিয়াকরণের জন্য অতিরিক্ত জায়গা রাখতে হবে, বড়, নির্ভুল এবং জটিল ছাঁচের জন্য একাধিক কাঠামোর সমন্বয় ব্যবহার করা যেতে পারে।
(3) মেশিনিং প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন অবশিষ্ট চাপ দূর করার জন্য সূক্ষ্ম এবং জটিল ছাঁচগুলিকে আগে থেকে তাপ দেওয়া উচিত।
(4) উত্তাপের তাপমাত্রার যুক্তিসঙ্গত নির্বাচন, উত্তাপের গতি নিয়ন্ত্রণ, সূক্ষ্ম জটিল ছাঁচের জন্য ছাঁচের তাপ প্রক্রিয়াকরণের বিকৃতি কমাতে ধীর উত্তাপ, প্রাক-উত্তাপ এবং অন্যান্য ভারসাম্যপূর্ণ উত্তাপ পদ্ধতি গ্রহণ করা যেতে পারে।
(5) ছাঁচের কাঠিন্য নিশ্চিত করার শর্তে, প্রি-কুলিং, গ্রেডেড কুলিং কুইঞ্চিং বা টেম্পারেচার কুইঞ্চিং প্রক্রিয়া ব্যবহার করার চেষ্টা করুন।
(6) সূক্ষ্ম এবং জটিল ছাঁচের জন্য, পরিস্থিতি অনুকূলে থাকলে, ভ্যাকুয়াম হিটিং কোয়েনচিং এবং কোয়েনচিং এর পরে গভীর শীতলীকরণ পদ্ধতি ব্যবহার করার চেষ্টা করুন।
(7) কিছু সূক্ষ্ম এবং জটিল ছাঁচের নির্ভুলতা নিয়ন্ত্রণের জন্য প্রি-হিট ট্রিটমেন্ট, এজিং হিট ট্রিটমেন্ট, টেম্পারিং নাইট্রাইডিং হিট ট্রিটমেন্ট ব্যবহার করা যেতে পারে।
(8) ছাঁচের বালির ছিদ্র, সচ্ছিদ্রতা, ক্ষয় এবং অন্যান্য ত্রুটি মেরামতের ক্ষেত্রে, মেরামতের প্রক্রিয়ায় বিকৃতি এড়াতে কোল্ড ওয়েল্ডিং মেশিন এবং অন্যান্য তাপীয় প্রভাব সৃষ্টিকারী মেরামত সরঞ্জাম ব্যবহার করা হয়।
এছাড়াও, সূক্ষ্ম ও জটিল ছাঁচের বিকৃতি কমাতে সঠিক তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি (যেমন ছিদ্র বন্ধ করা, ছিদ্র বাঁধা, যান্ত্রিক স্থিরকরণ, উপযুক্ত উত্তাপন পদ্ধতি, ছাঁচের শীতলীকরণের দিক এবং শীতলকারী মাধ্যমের চলাচলের দিকের সঠিক নির্বাচন ইত্যাদি) এবং যুক্তিসঙ্গত টেম্পারিং তাপ প্রক্রিয়াকরণও কার্যকর ব্যবস্থা।
পৃষ্ঠতল কোয়েনচিং এবং টেম্পারিং তাপীয় প্রক্রিয়াকরণ সাধারণত ইন্ডাকশন হিটিং বা ফ্লেম হিটিং দ্বারা করা হয়। এর প্রধান প্রযুক্তিগত প্যারামিটারগুলো হলো পৃষ্ঠতলের কাঠিন্য, স্থানীয় কাঠিন্য এবং কার্যকরী কঠিনীভবন স্তরের গভীরতা। কাঠিন্য পরীক্ষার জন্য ভিকার্স হার্ডনেস টেস্টার ব্যবহার করা যেতে পারে, এছাড়াও রকওয়েল বা সারফেস রকওয়েল হার্ডনেস টেস্টারও ব্যবহার করা যায়। পরীক্ষার বল (স্কেল) নির্বাচন কার্যকরী কঠিনীভবন স্তরের গভীরতা এবং ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠতলের কাঠিন্যের উপর নির্ভর করে। এক্ষেত্রে তিন ধরনের হার্ডনেস টেস্টার ব্যবহৃত হয়।
প্রথমত, ভিকার্স হার্ডনেস টেস্টার হলো তাপ-প্রক্রিয়াজাত ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠের কাঠিন্য পরীক্ষার একটি গুরুত্বপূর্ণ মাধ্যম। এতে ০.৫ থেকে ১০০ কেজি পর্যন্ত পরীক্ষার বল নির্বাচন করা যায় এবং এটি ০.০৫ মিমি পুরুত্বের মতো পাতলা পৃষ্ঠের কাঠিন্য স্তরও পরীক্ষা করতে পারে। এর নির্ভুলতা সর্বোচ্চ এবং এটি তাপ-প্রক্রিয়াজাত ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠের কাঠিন্যের সূক্ষ্ম পার্থক্যও নিরূপণ করতে সক্ষম। এছাড়াও, ভিকার্স হার্ডনেস টেস্টারের মাধ্যমে কার্যকর কাঠিন্য স্তরের গভীরতাও নির্ণয় করা উচিত। তাই, পৃষ্ঠের তাপ প্রক্রিয়াকরণ বা যেসব ইউনিটে প্রচুর পরিমাণে পৃষ্ঠের তাপ-প্রক্রিয়াজাত ওয়ার্কপিস ব্যবহৃত হয়, সেখানে একটি ভিকার্স হার্ডনেস টেস্টার থাকা আবশ্যক।
দ্বিতীয়ত, সারফেস রকওয়েল হার্ডনেস টেস্টার পৃষ্ঠতল শক্ত করা ওয়ার্কপিসের কাঠিন্য পরীক্ষার জন্যও খুব উপযুক্ত। সারফেস রকওয়েল হার্ডনেস টেস্টারে বেছে নেওয়ার জন্য তিনটি স্কেল রয়েছে। এটি বিভিন্ন পৃষ্ঠতল শক্ত করা ওয়ার্কপিসের ০.১ মিমি-এর বেশি কার্যকর শক্তকরণের গভীরতা পরীক্ষা করতে পারে। যদিও সারফেস রকওয়েল হার্ডনেস টেস্টারের নির্ভুলতা ভিকার্স হার্ডনেস টেস্টারের মতো ততটা বেশি নয়, তবে একটি হিট ট্রিটমেন্ট প্ল্যান্টের মান ব্যবস্থাপনা এবং যোগ্য পরিদর্শনের সনাক্তকরণ মাধ্যম হিসাবে এটি প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে সক্ষম হয়েছে। অধিকন্তু, এর সহজ পরিচালনা, ব্যবহারে সুবিধা, কম দাম, দ্রুত পরিমাপ, সরাসরি কাঠিন্যের মান পাঠ করার ক্ষমতা এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যও রয়েছে। সারফেস রকওয়েল হার্ডনেস টেস্টার ব্যবহার করে এক ব্যাচ পৃষ্ঠতল হিট ট্রিটমেন্ট করা ওয়ার্কপিসের দ্রুত এবং অক্ষতিকরভাবে প্রতিটি অংশ আলাদাভাবে পরীক্ষা করা যেতে পারে। এটি ধাতু প্রক্রিয়াকরণ এবং যন্ত্রপাতি উৎপাদন কারখানার জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
তৃতীয়ত, পৃষ্ঠের তাপ প্রক্রিয়াজাত কঠিন স্তরটি পুরু হলে রকওয়েল হার্ডনেস টেস্টারও ব্যবহার করা যেতে পারে। তাপ প্রক্রিয়াজাত কঠিন স্তরের পুরুত্ব ০.৪ ~ ০.৮ মিমি হলে HRA স্কেল এবং এই পুরুত্ব ০.৮ মিমি-এর বেশি হলে HRC স্কেল ব্যবহার করা যেতে পারে।
ভিকার্স, রকওয়েল এবং সারফেস রকওয়েল—এই তিন ধরনের কাঠিন্যের মান সহজেই একে অপরের মধ্যে রূপান্তর করা যায়। এই রূপান্তর মানগুলো স্ট্যান্ডার্ড, ড্রয়িং বা ব্যবহারকারীর প্রয়োজন অনুযায়ী ব্যবহার করা হয়। এর সংশ্লিষ্ট রূপান্তর সারণীগুলো আন্তর্জাতিক স্ট্যান্ডার্ড ISO, আমেরিকান স্ট্যান্ডার্ড ASTM এবং চীনা স্ট্যান্ডার্ড GB/T-তে দেওয়া আছে।
স্থানীয় শক্তকরণ
যন্ত্রাংশের যদি উচ্চতর স্থানীয় কাঠিন্যের প্রয়োজনীয়তা থাকে, তবে ইন্ডাকশন হিটিং এবং অন্যান্য উপায়ে স্থানীয় কোয়েনচিং হিট ট্রিটমেন্ট করা যেতে পারে। এই ধরনের যন্ত্রাংশের ড্রয়িংয়ে সাধারণত স্থানীয় কোয়েনচিং হিট ট্রিটমেন্টের স্থান এবং স্থানীয় কাঠিন্যের মান চিহ্নিত করতে হয়। যন্ত্রাংশের কাঠিন্য পরীক্ষা নির্ধারিত স্থানে করা উচিত। কাঠিন্য পরীক্ষার যন্ত্র হিসেবে রকওয়েল হার্ডনেস টেস্টার ব্যবহার করে HRC কাঠিন্যের মান পরীক্ষা করা যেতে পারে। যেমন, হিট ট্রিটমেন্টের হার্ডেনিং লেয়ার অগভীর হলে, সারফেস রকওয়েল হার্ডনেস টেস্টার ব্যবহার করে HRN কাঠিন্যের মান পরীক্ষা করা যেতে পারে।
রাসায়নিক তাপ চিকিৎসা
রাসায়নিক তাপ প্রক্রিয়াকরণ হলো ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে এক বা একাধিক রাসায়নিক পরমাণুর অনুপ্রবেশ ঘটানো, যার ফলে ওয়ার্কপিসটির পৃষ্ঠের রাসায়নিক গঠন, বিন্যাস এবং কার্যক্ষমতা পরিবর্তিত হয়। কোয়েনচিং এবং নিম্ন-তাপমাত্রার টেম্পারিং-এর পর, ওয়ার্কপিসটির পৃষ্ঠের উচ্চ কাঠিন্য, ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং সংস্পর্শজনিত ক্লান্তি শক্তি বৃদ্ধি পায়, এবং একই সাথে ওয়ার্কপিসটির মূল অংশের দৃঢ়তাও বেশি হয়।
উপরোক্ত আলোচনা অনুসারে, তাপ প্রক্রিয়াকরণে তাপমাত্রা শনাক্তকরণ ও লিপিবদ্ধকরণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, এবং তাপমাত্রার দুর্বল নিয়ন্ত্রণ পণ্যের উপর ব্যাপক প্রভাব ফেলে। অতএব, তাপমাত্রা শনাক্তকরণ অত্যন্ত জরুরি, এবং সম্পূর্ণ প্রক্রিয়া জুড়ে তাপমাত্রার গতিপ্রকৃতিও খুব গুরুত্বপূর্ণ। ফলস্বরূপ, তাপ প্রক্রিয়াকরণ চলাকালীন তাপমাত্রার পরিবর্তন অবশ্যই লিপিবদ্ধ করতে হবে, যা ভবিষ্যতের তথ্য বিশ্লেষণে সহায়তা করার পাশাপাশি কোন সময়ে তাপমাত্রা প্রয়োজনীয়তা পূরণ করছে না তাও দেখতে সাহায্য করে। এটি ভবিষ্যতে তাপ প্রক্রিয়াকরণের মানোন্নয়নে একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে।
অপারেটিং পদ্ধতি
১. কাজের স্থান পরিষ্কার করুন, বিদ্যুৎ সরবরাহ, পরিমাপক যন্ত্র ও বিভিন্ন সুইচ স্বাভাবিক আছে কিনা এবং জলের উৎস নিরবচ্ছিন্ন আছে কিনা তা পরীক্ষা করুন।
২. অপারেটরদের ভালো শ্রম সুরক্ষা সরঞ্জাম পরা উচিত, অন্যথায় এটি বিপজ্জনক হবে।
৩, কন্ট্রোল পাওয়ার ইউনিভার্সাল ট্রান্সফার সুইচটি চালু করুন এবং যন্ত্রের প্রযুক্তিগত প্রয়োজন অনুযায়ী বিভিন্ন অংশে পর্যায়ক্রমে তাপমাত্রার ওঠানামা নিয়ন্ত্রণ করুন, যা যন্ত্রের আয়ু বাড়াতে ও যন্ত্রটিকে অক্ষত রাখতে সাহায্য করে।
৪. হিট ট্রিটমেন্ট ফার্নেসের তাপমাত্রা এবং মেশ বেল্টের গতি নিয়ন্ত্রণের দিকে মনোযোগ দিলে, বিভিন্ন উপকরণের জন্য প্রয়োজনীয় তাপমাত্রার মান আয়ত্ত করা যায়, যার মাধ্যমে ওয়ার্কপিসের কাঠিন্য, পৃষ্ঠের সরলতা এবং অক্সিডেশন লেয়ার নিশ্চিত করা যায় এবং নিরাপত্তার বিষয়টি গুরুত্ব সহকারে ভালোভাবে সম্পন্ন করা হয়।
৫. টেম্পারিং ফার্নেসের তাপমাত্রা এবং মেশ বেল্টের গতির দিকে মনোযোগ দিন এবং নিষ্কাশিত বায়ু চালু রাখুন, যাতে টেম্পারিং-এর পরে ওয়ার্কপিসটি গুণমানের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।
৬, কাজে নিজ দায়িত্বে লেগে থাকা উচিত।
৭, প্রয়োজনীয় অগ্নিনির্বাপক সরঞ্জাম প্রস্তুত করা এবং এর ব্যবহার ও রক্ষণাবেক্ষণ পদ্ধতি সম্পর্কে পরিচিত থাকা।
৮. মেশিন বন্ধ করার সময়, সমস্ত কন্ট্রোল সুইচ বন্ধ অবস্থায় আছে কিনা তা পরীক্ষা করে দেখতে হবে এবং তারপরে ইউনিভার্সাল ট্রান্সফার সুইচটি বন্ধ করতে হবে।
অতিরিক্ত গরম হওয়া
রোলার অ্যাকসেসরিজ বিয়ারিং পার্টসের অমসৃণ মুখ থেকে কোয়েনচিং-এর পরে মাইক্রোস্ট্রাকচারে অতিরিক্ত উত্তাপের প্রভাব লক্ষ্য করা যায়। কিন্তু অতিরিক্ত উত্তাপের সঠিক মাত্রা নির্ধারণ করতে হলে অবশ্যই মাইক্রোস্ট্রাকচার পর্যবেক্ষণ করতে হবে। যদি GCr15 স্টিলের কোয়েনচিং অর্গানাইজেশনে মোটা সূঁচের মতো মার্টেনসাইট দেখা যায়, তবে এটি কোয়েনচিং-এর অতিরিক্ত উত্তাপের ফলে সৃষ্ট অর্গানাইজেশন। এই গঠনের কারণ হতে পারে কোয়েনচিং-এর জন্য তাপমাত্রা খুব বেশি হওয়া অথবা উত্তাপ দেওয়া এবং ধরে রাখার সময় খুব দীর্ঘ হওয়া, যা সম্পূর্ণ পরিসরের অতিরিক্ত উত্তাপের কারণ হয়; এছাড়াও এটি হতে পারে ব্যান্ড কার্বাইডের মূল অর্গানাইজেশন গুরুতর হওয়ার কারণে, যেখানে দুটি ব্যান্ডের মধ্যবর্তী কম কার্বনযুক্ত অঞ্চলে একটি স্থানীয় মার্টেনসাইট সূঁচের মতো পুরু স্তর তৈরি হয়, যার ফলে স্থানীয় অতিরিক্ত উত্তাপ ঘটে। এই অতিরিক্ত উত্তপ্ত অর্গানাইজেশনে অবশিষ্ট অস্টেনাইটের পরিমাণ বাড়ে এবং মাত্রিক স্থিতিশীলতা কমে যায়। কোয়েনচিং অর্গানাইজেশনের অতিরিক্ত উত্তাপের কারণে স্টিলের ক্রিস্টাল মোটা হয়ে যায়, যা পার্টসের দৃঢ়তা হ্রাস করে, অভিঘাত প্রতিরোধ ক্ষমতা কমিয়ে দেয় এবং বিয়ারিংয়ের আয়ুও হ্রাস করে। গুরুতর অতিরিক্ত উত্তাপের কারণে এমনকি কোয়েনচিং ফাটলও হতে পারে।
কম গরম
কম শোধন তাপমাত্রা বা অপর্যাপ্ত শীতলীকরণের ফলে অণুসজ্জায় স্বাভাবিকের চেয়ে বেশি টরেনাইট গঠন তৈরি হয়, যা আন্ডারহিটিং অর্গানাইজেশন নামে পরিচিত। এর ফলে কাঠিন্য কমে যায়, ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা তীব্রভাবে হ্রাস পায় এবং এটি রোলার ও বিয়ারিং যন্ত্রাংশের আয়ুষ্কালকে প্রভাবিত করে।
শীতলীকরণ ফাটল
কোয়েনচিং এবং শীতলীকরণ প্রক্রিয়ায় রোলার বিয়ারিং যন্ত্রাংশে অভ্যন্তরীণ পীড়নের কারণে যে ফাটল তৈরি হয়, তাকে কোয়েনচিং ফাটল বলা হয়। এই ধরনের ফাটলের কারণগুলো হলো: কোয়েনচিং-এর জন্য উত্তাপের তাপমাত্রা খুব বেশি হওয়া বা শীতলীকরণ খুব দ্রুত হওয়া, যার ফলে তাপীয় পীড়ন এবং ধাতব ভর ও আয়তনের পরিবর্তনের কারণে সৃষ্ট পীড়ন ইস্পাতের ফাটল সহনশীলতার চেয়ে বেশি হয়ে যায়; যন্ত্রাংশের কার্যপৃষ্ঠে থাকা মূল ত্রুটি (যেমন পৃষ্ঠের ফাটল বা আঁচড়) অথবা ইস্পাতের অভ্যন্তরীণ ত্রুটি (যেমন স্ল্যাগ, গুরুতর অধাতব অন্তর্ভুক্তি, সাদা দাগ, সংকোচনের অবশিষ্টাংশ ইত্যাদি) কোয়েনচিং-এর সময় পীড়ন ঘনত্ব তৈরি করা; পৃষ্ঠের গুরুতর ডিকার্বনাইজেশন এবং কার্বাইড সেগ্রিগেশন; টেম্পারিং করার পর যন্ত্রাংশের অপর্যাপ্ত বা অসময়ে টেম্পারিং করা; পূর্ববর্তী প্রক্রিয়ার কারণে কোল্ড পাঞ্চ স্ট্রেস খুব বেশি হওয়া, ফোরজিং ফোল্ডিং, গভীর টার্নিং কাট, অয়েল গ্রুভের ধারালো প্রান্ত ইত্যাদি। সংক্ষেপে, কোয়েনচিং ফাটলের কারণ উপরোক্ত এক বা একাধিক বিষয় হতে পারে, তবে অভ্যন্তরীণ পীড়নের উপস্থিতিই এই ফাটল তৈরির প্রধান কারণ। কোয়েনচিং ফাটল গভীর ও সরু হয়, এর ভাঙন সরলরৈখিক এবং ভাঙা পৃষ্ঠে কোনো জারিত রঙ থাকে না। এটি প্রায়শই বিয়ারিং কলারের উপর একটি অনুদৈর্ঘ্য সমতল ফাটল বা বলয়াকার ফাটল হয়; বিয়ারিং স্টিল বলের উপর এর আকৃতি S-আকৃতির, T-আকৃতির বা বলয়াকার হয়। কোয়েনচিং ফাটলের গঠনগত বৈশিষ্ট্য হলো, ফাটলের উভয় পাশে কোনো ডিকার্বনাইজেশন ঘটনা ঘটে না, যা ফোর্জিং ফাটল এবং উপাদানগত ফাটল থেকে স্পষ্টভাবে পৃথক।
তাপ প্রক্রিয়াকরণ বিকৃতি
তাপ প্রক্রিয়াকরণের সময় নাচি (NACHI) বিয়ারিং পার্টসে তাপীয় পীড়ন এবং সাংগঠনিক পীড়ন সৃষ্টি হয়। এই অভ্যন্তরীণ পীড়নগুলো একে অপরের উপর আরোপিত হতে পারে অথবা আংশিকভাবে প্রশমিত হতে পারে, যা জটিল এবং পরিবর্তনশীল। কারণ এটি উত্তাপের তাপমাত্রা, উত্তাপের হার, শীতলীকরণের পদ্ধতি, শীতলীকরণের হার এবং পার্টসের আকার ও আকৃতির সাথে পরিবর্তিত হতে পারে, তাই তাপ প্রক্রিয়াকরণে বিকৃতি অনিবার্য। এই নিয়মগুলো শনাক্ত ও আয়ত্ত করার মাধ্যমে বিয়ারিং পার্টসের বিকৃতিকে (যেমন কলারের ডিম্বাকৃতি হওয়া, আকার বড় হওয়া ইত্যাদি) একটি নিয়ন্ত্রণযোগ্য সীমার মধ্যে রাখা যায়, যা উৎপাদনের জন্য সহায়ক। অবশ্যই, তাপ প্রক্রিয়াকরণে যান্ত্রিক সংঘর্ষের কারণেও পার্টসের বিকৃতি ঘটে, কিন্তু এই বিকৃতি কমাতে এবং এড়াতে কার্যপ্রণালী উন্নত করা যেতে পারে।
পৃষ্ঠতল ডিকার্বুরাইজেশন
তাপ প্রক্রিয়াকরণে রোলার অ্যাকসেসরিজের বিয়ারিং পার্টসকে যদি কোনো জারক মাধ্যমে উত্তপ্ত করা হয়, তবে এর পৃষ্ঠতল জারিত হয়, যার ফলে পার্টসের পৃষ্ঠতলের কার্বনের ভর ভগ্নাংশ হ্রাস পায় এবং পৃষ্ঠতলের ডিকার্বনাইজেশন ঘটে। পৃষ্ঠতলের ডিকার্বনাইজেশন স্তরের গভীরতা যদি চূড়ান্ত প্রক্রিয়াকরণে অবশিষ্ট থাকা পরিমাণের চেয়ে বেশি হয়, তবে পার্টসটি বাতিল বলে গণ্য হবে। মেটালোগ্রাফিক পরীক্ষায় পৃষ্ঠতলের ডিকার্বনাইজেশন স্তরের গভীরতা নির্ণয়ের জন্য মেটালোগ্রাফিক পদ্ধতি এবং মাইক্রোহার্ডনেস পদ্ধতি ব্যবহার করা যেতে পারে। এই পরিমাপ পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে পৃষ্ঠতলের স্তরের মাইক্রোহার্ডনেস বন্টন রেখাচিত্রকে একটি মীমাংসা মানদণ্ড হিসেবে ব্যবহার করা যায়।
নরম জায়গা
অপর্যাপ্ত উত্তাপন, ত্রুটিপূর্ণ শীতলীকরণ এবং রোলার বেয়ারিং যন্ত্রাংশের পৃষ্ঠের কাঠিন্য সঠিক না হওয়ার কারণে যে শোধন প্রক্রিয়া ঘটে, তা ‘কোয়েনচিং সফট স্পট’ নামে পরিচিত। এটি অনেকটা পৃষ্ঠের ডিকার্বুরাইজেশনের মতো, যা পৃষ্ঠের ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং ক্লান্তি শক্তির মারাত্মক হ্রাস ঘটাতে পারে।
পোস্ট করার সময়: ০৫-১২-২০২৩