"हरित विनिर्माण" प्रौद्योगिकी - पाउडर धातुकर्म

1. परिभाषा और सिद्धांत

पाउडर धातुकर्म धातु पाउडर तैयार करने या धातु पाउडर को कच्चे माल के रूप में उपयोग करने, बनाने और सिंटरिंग करने, धातु सामग्री, मिश्रित सामग्री और विभिन्न प्रकार के उत्पादों के निर्माण के लिए एक प्रक्रिया प्रौद्योगिकी है। इसकी मूल प्रक्रिया में पाउडर तैयार करना, पाउडर बनाना, सिंटरिंग और उसके बाद का उपचार शामिल है। यह तकनीक प्राचीन धातुकर्म तकनीक से उत्पन्न हुई है, लेकिन आधुनिक पाउडर धातुकर्म तकनीक का विकास 20वीं सदी की शुरुआत में शुरू हुआ और धीरे-धीरे सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकी की एक महत्वपूर्ण शाखा बन गई।

1. प्रक्रिया

1.पाउडरिंगकच्चे माल को पाउडर में बदलने की प्रक्रिया है। आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली पाउडरिंग विधियों में ऑक्साइड रिडक्शन विधि और मैकेनिकल विधि शामिल हैं।

2.मिश्रणविभिन्न आवश्यक पाउडर को एक निश्चित अनुपात में मिलाकर उन्हें खाली पाउडर में समरूप करने की प्रक्रिया है। इसके तीन प्रकार हैं: सूखा, अर्ध-सूखा और गीला, जिनका उपयोग विभिन्न आवश्यकताओं के लिए किया जाता है।

3.बनानेसमान रूप से मिश्रित मिश्रण को डाई में लोड करने और इसे एक निश्चित आकार, आकार और घनत्व के साथ रिक्त स्थान में दबाने की प्रक्रिया है। बनाने की विधियाँ मूल रूप से दबाव बनाने और दबाव रहित बनाने में विभाजित हैं। दबाव बनाने में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला संपीड़न मोल्डिंग है।

4.सिंटरिंगपाउडर धातु विज्ञान में एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। आवश्यक अंतिम भौतिक और यांत्रिक गुणों को प्राप्त करने के लिए गठित रिक्त को सिंटर किया जाता है। सिंटरिंग को यूनिट सिस्टम सिंटरिंग और मल्टी-कंपोनेंट सिस्टम सिंटरिंग में विभाजित किया गया है। साधारण सिंटरिंग के अलावा, विशेष सिंटरिंग प्रक्रियाएँ भी हैं जैसे कि ढीला सिंटरिंग, पिघल घुसपैठ, गर्म दबाव, आदि।

5.पोस्ट-सिन्टरिंगविभिन्न उत्पाद आवश्यकताओं के अनुसार, उपचार कई तरीकों से किया जा सकता है। जैसे कि परिष्करण, तेल विसर्जन, मशीनिंग, गर्मी उपचार और इलेक्ट्रोप्लेटिंग। इसके अलावा, हाल के वर्षों में, रोलिंग और फोर्जिंग जैसी कुछ नई प्रक्रियाओं को भी सिंटरिंग के बाद पाउडर धातु विज्ञान सामग्री के प्रसंस्करण में लागू किया गया है, जिससे अपेक्षाकृत आदर्श परिणाम प्राप्त हुए हैं।

3. सामान्य गियर प्रसंस्करण विधियों में क्लैम्पिंग प्रणाली

साधारण टर्निंग से लेकर गियर होबिंग → गियर शेपिंग → गियर शेविंग → हार्ड टर्निंग → गियर ग्राइंडिंग → होनिंग → ड्रिलिंग → इनर होल ग्राइंडिंग → वेल्डिंग → मापन तक, इस प्रक्रिया के लिए उपयुक्त क्लैम्पिंग सिस्टम को कॉन्फ़िगर करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

4. प्रक्रिया विशेषताएँ

1. उत्पाद के घनत्व को नियंत्रित किया जा सकता है, जैसे झरझरा सामग्री, उच्च घनत्व सामग्री, आदि।

2. बारीक दाने, एकसमान सूक्ष्म संरचना, तथा कोई घटक पृथक्करण नहीं।

3. निकट-मोल्डिंग, कच्चे माल की उपयोग दर > 95%.

4. कम या कोई कटिंग नहीं, कटिंग प्रसंस्करण केवल 40% ~ 50% है।

5. सामग्री घटक नियंत्रणीय हैं, जो समग्र सामग्री की तैयारी के लिए अनुकूल है।

1. लाभ, हानि और अनुप्रयोग

लाभ:

1. सामान्यतः, पाउडर धातुकर्म गियर की विनिर्माण प्रक्रियाएं कम होती हैं।
2. पाउडर धातु विज्ञान का उपयोग करके गियर का निर्माण करते समय, सामग्री उपयोग दर 95% से अधिक तक पहुंच सकती है।
3. पाउडर धातुकर्म गियर की पुनरावृत्ति बहुत अच्छी है। क्योंकि पाउडर धातुकर्म गियर को सांचों का उपयोग करके आकार में दबाया जाता है, उपयोग की सामान्य परिस्थितियों में, सांचों की एक जोड़ी दसियों से लेकर सैकड़ों हज़ारों गियर ब्लैंक को दबा सकती है।
4. पाउडर धातुकर्म द्वारा एक ही स्थान पर कई भागों का निर्माण किया जा सकता है।
5. पाउडर धातुकर्म गियर का पदार्थ घनत्व नियंत्रणीय है।

6. पाउडर धातु विज्ञान उत्पादन में, बनाने के बाद मरने से रिक्त को हटाने की सुविधा के लिए, मरने की कामकाजी सतह की खुरदरापन बहुत अच्छी है।

नुकसान:

1. बैच उत्पादन की आवश्यकता है। आम तौर पर, 5,000 से अधिक टुकड़ों के बैच पाउडर धातु विज्ञान उत्पादन के लिए अधिक उपयुक्त हैं।
2. आकार प्रेस की दबाने की क्षमता द्वारा सीमित है। प्रेस आम तौर पर कुछ टन से लेकर सैकड़ों टन तक के दबाव को झेल सकता है, और व्यास मूल रूप से 110 मिमी के भीतर उत्पादित किया जा सकता है।
3. पाउडर धातुकर्म गियर संरचना द्वारा सीमित हैं। दबाव और मोल्ड कारणों के कारण, यह आम तौर पर 35 डिग्री से अधिक हेलिक्स कोण के साथ कृमि गियर, हेरिंगबोन गियर और हेलिकल गियर का उत्पादन करने के लिए उपयुक्त नहीं है। आम तौर पर 15 डिग्री के भीतर हेलिकल गियर के हेलिकल दांतों को डिजाइन करने की सिफारिश की जाती है।
4. पाउडर धातुकर्म गियर की मोटाई सीमित होती है। गुहा की गहराई और प्रेस स्ट्रोक गियर की मोटाई से 2 से 2.5 गुना होना चाहिए। साथ ही, गियर ऊंचाई के अनुदैर्ध्य घनत्व की एकरूपता को ध्यान में रखते हुए, पाउडर धातुकर्म गियर की मोटाई भी बहुत महत्वपूर्ण है।

अनुप्रयोग:

1. ऑटोमोबाइल उद्योग: कई ऑटोमोटिव पार्ट्स का निर्माण पाउडर धातुकर्म प्रौद्योगिकी का उपयोग करके किया जाता है, जैसे गियर, सिंक्रोनाइजर रिंग, इंजन पार्ट्स, बियरिंग, ब्रेक सिस्टम घटक आदि।
2. मैकेनिकल इंजीनियरिंग: मैकेनिकल इंजीनियरिंग के क्षेत्र में, पाउडर धातु विज्ञान का उपयोग जटिल संरचनाओं वाले विभिन्न भागों, जैसे पंप, वाल्व, कनेक्टिंग रॉड आदि के निर्माण के लिए किया जाता है।
3. विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उद्योग: पाउडर धातुकर्म प्रौद्योगिकी का उपयोग विद्युत चुम्बकीय उपकरणों में लौह कोर घटकों के उत्पादन के लिए किया जा सकता है, जैसे ट्रांसफार्मर और प्रेरकों के फेराइट कोर।
4. एयरोस्पेस: पाउडर धातुकर्म भागों की कम घनत्व, उच्च शक्ति और अच्छी तापीय स्थिरता की विशेषताओं के कारण, इनका व्यापक रूप से एयरोस्पेस क्षेत्र में उपयोग किया जाता है, जैसे इंजन भागों, उपग्रह घटकों आदि का निर्माण।

संक्षेप में, पाउडर धातु विज्ञान एक महत्वपूर्ण सामग्री तैयारी तकनीक है जिसमें व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं और महत्वपूर्ण लाभ हैं। विज्ञान और प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति और विकास के साथ, पाउडर धातु विज्ञान प्रौद्योगिकी में सुधार और नवाचार जारी रहेगा, जिससे सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकी के विकास में अधिक से अधिक योगदान मिलेगा।