क्या सतही उपचार से भागों की ताकत कमजोर हो जाएगी?

दूसरा, सतह के उपचार का मुख्य उद्देश्य एक ही समय में मजबूत और सख्त करना है।
भूतल उपचार केवल एक तकनीक नहीं है; इसका मुख्य उद्देश्य सामग्रियों की सतहों की संरचना और तनाव के तरीके को संशोधित करके प्रदर्शन में सुधार करना है। उनके काम करने के तरीके के आधार पर सतह उपचार के दो मुख्य प्रकार हैं:
1. बेहतर उपचार: सतह को सख्त और टूट-फूट के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाता है
शॉट पीनिंग सुदृढ़ीकरण: यह विधि सतह से टकराने के लिए उच्च गति वाले प्रोजेक्टाइल का उपयोग करती है और एक अवशिष्ट संपीड़ित तनाव परत बनाती है जो 0.5 मिमी तक मोटी होती है। यह थकान शक्ति को 200% से अधिक बढ़ा सकता है। उदाहरण के लिए, शॉट पीनिंग से विमानन इंजन ब्लेड का थकान जीवन लोड के 10 ^ 7 चक्र से अधिक हो सकता है, जो 500 घंटे से 1500 घंटे तक जा सकता है।
लेज़र शॉक पीनिंग: एक उच्च {{0}ऊर्जा लेज़र प्लाज़्मा शॉक तरंगें बनाता है जो सतह पर अवशिष्ट संपीड़न तनाव की 1 मिमी {{2}गहरी परत बनाता है। इससे दाने का आकार छोटा हो जाता है, जिससे टाइटेनियम मिश्र धातु के हिस्से थकान के प्रति तीन गुना अधिक प्रतिरोधी हो जाते हैं।
कार्बराइजिंग/नाइट्राइडिंग: रासायनिक ताप उपचार सतह पर बहुत कठोर कार्बाइड या नाइट्राइड परत (1200HV तक) बनाता है, जो सतह को पहनने के लिए कहीं अधिक प्रतिरोधी बनाता है। कार्बराइजिंग के बाद, ऑटोमोटिव गियर की सतह की कठोरता 35HRC से 60HRC हो गई, और गियर का जीवन पांच गुना बढ़ गया।
2. सख्त उपचार: दरारों के फैलाव को धीमा करता है
सतह पर रोलिंग: सतह पर एक रोलर को घुमाने से, प्रसंस्करण संबंधी खामियां दूर हो जाती हैं और अवशिष्ट संपीड़न तनाव पैदा होता है। यह एल्यूमीनियम मिश्र धातु भागों में दरारें फैलने की दर को 60% तक धीमा कर देता है।
चरण परिवर्तन कठोरता: ज़िरकोनिया सिरेमिक जैसी सामग्रियों के लिए, सैंडब्लास्टिंग के कारण सतह टी चरण से एम चरण में बदल जाती है। वॉल्यूम विस्तार से संपीड़ित तनाव का उपयोग उस बल से लड़ने के लिए किया जाता है जो दरारें फैलने का कारण बनता है, जिससे झुकने की ताकत 15% से 20% तक बढ़ जाती है।
मुख्य निष्कर्ष: वैज्ञानिक रूप से डिज़ाइन किया गया सतह उपचार अवशिष्ट संपीड़न तनाव, अनाज शोधन और चरण परिवर्तन सख्त करने जैसी विधियों का उपयोग करके भागों को कमजोर करने के बजाय अधिक मजबूत बना सकता है।
2, खराब शिल्प कौशल का खतरा: ताकत में सुधार और प्रदर्शन को बदतर बनाने के बीच मुख्य बिंदु
सतही उपचार चीजों को मजबूत बना सकता है, लेकिन यदि प्रक्रिया मापदंडों को विनियमित नहीं किया जाता है या सामग्री एक साथ अच्छी तरह से काम नहीं करती है, तो ताकत वास्तव में कम हो सकती है। यह मुख्यतः निम्नलिखित तीन तंत्रों के कारण है:
1. बहुत अधिक सख्त होने से चीजें आसानी से टूट जाती हैं।
एक कंपनी ने स्टेनलेस स्टील वाल्वों को पहनने के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाने के लिए उन पर बहुत अधिक तापमान कार्बराइजिंग उपचार का उपयोग किया। इससे सतह पर कार्बाइड की परत 0.8 मिमी से अधिक मोटी हो गई, और कार्बाइड अनाज की सीमाओं पर जमा हो गए, जिससे दरारें पड़ गईं और दबाव परीक्षण में वाल्व जल्दी विफल हो गया।
तंत्र: जब सतह की कठोरता कोर सामग्री की कठोरता सीमा से अधिक होती है, तो दरारें कठोर, भंगुर परत से नरम कोर तक फैलने की संभावना होती है। इसे "कठोर और भंगुर" विफलता मोड कहा जाता है।
2. अवशिष्ट तन्य तनाव दरारों की शुरुआत को तेज करता है।
मामला: अनुचित इलेक्ट्रोप्लेटिंग उपचार के कारण कोटिंग और एक निश्चित कार गियरबॉक्स शाफ्ट के सब्सट्रेट के बीच संपर्क पर अवशिष्ट तन्य तनाव पैदा हो गया। जब नमूने को वैकल्पिक तनाव के अधीन किया गया तो दरार का घनत्व तीन गुना बढ़ गया।
तंत्र: यदि इलेक्ट्रोप्लेटिंग, रासायनिक प्लेटिंग और अन्य प्रक्रियाएं कोटिंग की तनाव स्थिति को नियंत्रण में नहीं रखती हैं, तो सतह संपीड़न तनाव के मजबूत प्रभाव को संतुलित करने के लिए तन्य तनाव जोड़ा जा सकता है।
3. सतह के क्षतिग्रस्त होने से तनाव उत्पन्न होता है।
उच्च दबाव पर सैंडब्लास्टिंग के बाद, ज़िरकोनिया सिरेमिक प्रत्यारोपण की सतह पर माइक्रोक्रैक दिखाई दिए। सिम्युलेटेड चबाने के परीक्षणों में, दरार प्रसार दर अनुपचारित नमूनों की तुलना में दोगुनी तेज थी। इसका मतलब यह था कि नैदानिक ​​​​उपयोग में प्रारंभिक फ्रैक्चर का खतरा बहुत अधिक था।
तंत्र: यदि सैंडब्लास्टिंग और पीसने जैसे यांत्रिक उपचार के लिए सेटिंग्स गलत हैं (उदाहरण के लिए, यदि दबाव बहुत अधिक है या अपघर्षक कण बहुत छोटे हैं), तो सतह संपीड़ित तनाव परत से अधिक गहराई तक क्षतिग्रस्त हो सकती है, जिससे फ्रैक्चर शुरू हो सकता है।
मुख्य बात यह है कि ताकत पर सतह के उपचार का नकारात्मक प्रभाव खराब प्रसंस्करण के कारण होता है, न कि तकनीक के कारण। जोखिमों को खत्म करने के लिए, आपको मापदंडों और परीक्षण गुणवत्ता को अनुकूलित करना चाहिए।
3, भौतिक गुण और प्रक्रिया अनुकूलनशीलता: शक्ति अनुकूलन के पीछे मुख्य विचार
विभिन्न सामग्रियों की भौतिक विशेषताएं, जैसे कि वे कितनी कठोर या कठोर हैं और वे चरण कैसे बदलती हैं, सीधे प्रभावित करती हैं कि आप सतह उपचार तकनीकों को कैसे चुनते हैं और स्थापित करते हैं। सामग्रियों को संशोधित करने के सामान्य तरीके निम्नलिखित हैं:
1. धातु सामग्री: अवशिष्ट संपीड़न तनाव और कठोरता का संतुलन
टाइटेनियम मिश्र धातु: सिलिकॉन कार्बाइड जैसे कठोर अपघर्षक पदार्थों से सतह को खरोंचने से बचाने के लिए शॉट पीनिंग (0.6 मिमी के व्यास और 0.4MPa के दबाव के साथ) पहला कदम है। प्रसंस्करण के बाद, सतह में फंसे किसी भी अपघर्षक से छुटकारा पाने के लिए एसिड वॉशिंग की आवश्यकता होती है।
एल्यूमीनियम मिश्र धातु: सतह को बहुत अधिक खुरदरा बनाए बिना या उसकी थकान शक्ति को कम किए बिना अवशिष्ट संपीड़न तनाव पैदा करने के लिए, एनोडाइजिंग के साथ संयोजन में ग्लास बीड सैंडब्लास्टिंग (120 जाल के कण आकार और 0.3MPa के दबाव के साथ) का उपयोग किया जाता है।
स्टेनलेस स्टील: सतह की कठोरता और संक्षारण प्रतिरोध को संतुलित करने के लिए कम तापमान नाइट्राइडिंग (520 डिग्री) और स्टेनलेस स्टील शॉट ब्लास्टिंग (कण आकार 80 जाल, दबाव 0.5 एमपीए) का उपयोग करना।
2. सिरेमिक सामग्री: चरण परिवर्तन और क्षति नियंत्रण के माध्यम से सख्त करना
ज़िरकोनिया सिरेमिक: सैंडब्लास्टिंग का दबाव 0.25MPa से कम होना चाहिए और समय 20 सेकंड से कम होना चाहिए। यह सतह की क्षति की गहराई को संपीड़ित तनाव परत की मोटाई (लगभग 50 माइक्रोन) से अधिक होने से रोकेगा। वैकल्पिक रूप से, थर्मल क्रैकिंग को रोकने के लिए कम ऊर्जा घनत्व (5J/cm² से कम या उसके बराबर) के साथ लेजर नक़्क़ाशी का उपयोग किया जा सकता है।
सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक: एक सूक्ष्म छिद्रयुक्त संरचना बनाने के लिए, रासायनिक नक़्क़ाशी (HF+HNO3 मिश्रित एसिड) सबसे अच्छी विधि है। यांत्रिक क्षति के बिना चिपकने वाली ताकत में सुधार करने के लिए, यांत्रिक लॉकिंग का उपयोग किया जाता है।
3. समग्र सामग्री: संपर्क को मजबूत करना और प्रदूषण को रोकना
प्लाज्मा छिड़काव (5kW शक्ति, 30L/मिनट आर्गन प्रवाह दर) का उपयोग कार्बन फाइबर प्रबलित मिश्रित सामग्री की सतह पर धातु संक्रमण परत बनाने के लिए किया जाता है। इससे कोटिंग बेहतर चिपकती है और सीधे सैंडब्लास्ट करने पर रेशों को टूटने से बचाती है।
लेज़र क्लैडिंग (पावर 2 किलोवाट, स्कैनिंग गति 10 मिमी/सेकेंड) धातु आधारित मिश्रित सामग्री की सतह पर घिसाव प्रतिरोधी कोटिंग जमा करती है। सब्सट्रेट और सुदृढ़ीकरण चरण को अलग होने से बचाने के लिए ताप इनपुट को सावधानीपूर्वक प्रबंधित किया जाता है।
मुख्य बिंदु यह है कि सामग्री के गुण यह तय करते हैं कि प्रक्रिया कितनी अनुकूलनीय है, और पैरामीटर डिज़ाइन को निर्देशित करने के लिए "सामग्री प्रक्रिया प्रदर्शन" डेटाबेस का उपयोग किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, "सतह उपचार प्रक्रिया विशिष्टता" (जीजेबी 5098-2008) विमानन क्षेत्र में विभिन्न सामग्रियों के लिए प्रक्रिया विंडो निर्धारित करती है।