भूतल उपचार और संशोधन

सतहें सब कुछ कवर करती हैं। अपील और कार्य भौतिक सतहें हमें अत्यधिक महत्व प्रदान करती हैं। इसलिए SURFACE TREATMENT and SURFACE MODIFICATION_cc7894-bb3b- हमारे रोजमर्रा के औद्योगिक कार्यों में से हैं। भूतल उपचार और संशोधन से सतह के गुणों में वृद्धि होती है और इसे या तो अंतिम परिष्करण ऑपरेशन के रूप में या कोटिंग या ज्वाइनिंग ऑपरेशन से पहले किया जा सकता है। सतह के उपचार और संशोधन की प्रक्रिया (जिसे as surfACE इंजीनियरिंग भी कहा जाता है) , सामग्री और उत्पादों की सतहों को इस प्रकार तैयार करें:

 

 

 

- घर्षण को नियंत्रित करें और पहनें

 

- संक्षारण प्रतिरोध में सुधार

 

- बाद के कोटिंग्स या शामिल भागों के आसंजन को बढ़ाएं

 

- भौतिक गुणों को बदलें चालकता, प्रतिरोधकता, सतह ऊर्जा और प्रतिबिंब

 

- कार्यात्मक समूहों को शुरू करके सतहों के रासायनिक गुणों को बदलें

 

- आयाम बदलें

 

- रूप बदलें, जैसे, रंग, खुरदरापन… आदि।

 

- सतहों को साफ और / या कीटाणुरहित करें

 

 

 

सतह के उपचार और संशोधन का उपयोग करके, सामग्री के कार्यों और सेवा जीवन में सुधार किया जा सकता है। हमारे सामान्य सतह उपचार और संशोधन विधियों को दो प्रमुख श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:

 

 

 

भूतल उपचार और संशोधन जो सतहों को कवर करता है:

 

कार्बनिक कोटिंग्स: कार्बनिक कोटिंग्स सामग्री की सतहों पर पेंट, सीमेंट, लैमिनेट्स, फ्यूज्ड पाउडर और स्नेहक लागू करते हैं।

 

अकार्बनिक कोटिंग्स: हमारे लोकप्रिय अकार्बनिक कोटिंग्स इलेक्ट्रोप्लेटिंग, ऑटोकैटलिटिक प्लेटिंग (इलेक्ट्रोलेस प्लेटिंग), रूपांतरण कोटिंग्स, थर्मल स्प्रे, हॉट डिपिंग, हार्डफेसिंग, फर्नेस फ्यूज़िंग, पतली फिल्म कोटिंग्स जैसे SiO2, धातु, कांच, सिरेमिक,….आदि पर SiN हैं। कोटिंग्स से जुड़े भूतल उपचार और संशोधन को संबंधित सबमेनू के तहत विस्तार से समझाया गया है, कृपयायहां क्लिक करें कार्यात्मक कोटिंग्स / सजावटी कोटिंग्स / पतली फिल्म / मोटी फिल्म

 

 

 

भूतल उपचार और संशोधन जो सतहों को बदल देता है: यहां इस पृष्ठ पर हम इन पर ध्यान केंद्रित करेंगे। नीचे वर्णित सभी सतह उपचार और संशोधन तकनीकें सूक्ष्म या नैनो-पैमाने पर नहीं हैं, लेकिन फिर भी हम उनके बारे में संक्षेप में उल्लेख करेंगे क्योंकि मूल उद्देश्य और विधियां उन लोगों के समान हैं जो सूक्ष्म निर्माण पैमाने पर हैं।

 

 

 

हार्डनिंग: लेजर, फ्लेम, इंडक्शन और इलेक्ट्रॉन बीम द्वारा चयनात्मक सतह सख्त।

 

 

 

उच्च ऊर्जा उपचार: हमारे कुछ उच्च ऊर्जा उपचारों में आयन आरोपण, लेजर ग्लेज़िंग और संलयन, और इलेक्ट्रॉन बीम उपचार शामिल हैं।

 

 

 

पतला प्रसार उपचार: पतली प्रसार प्रक्रियाओं में फेरिटिक-नाइट्रोकार्बराइजिंग, बोरोनाइजिंग, अन्य उच्च तापमान प्रतिक्रिया प्रक्रियाएं जैसे कि TiC, VC शामिल हैं।

 

 

 

भारी प्रसार उपचार: हमारी भारी प्रसार प्रक्रियाओं में कार्बराइजिंग, नाइट्राइडिंग और कार्बोनिट्राइडिंग शामिल हैं।

 

 

 

विशेष भूतल उपचार: क्रायोजेनिक, चुंबकीय और ध्वनि उपचार जैसे विशेष उपचार सतहों और थोक सामग्री दोनों को प्रभावित करते हैं।

 

 

 

चयनात्मक सख्त प्रक्रियाओं को लौ, प्रेरण, इलेक्ट्रॉन बीम, लेजर बीम द्वारा किया जा सकता है। फ्लेम हार्डनिंग का उपयोग करके बड़े सबस्ट्रेट्स को गहरा सख्त किया जाता है। दूसरी ओर इंडक्शन हार्डनिंग का उपयोग छोटे भागों के लिए किया जाता है। लेजर और इलेक्ट्रॉन बीम सख्त कभी-कभी हार्डफेसिंग या उच्च ऊर्जा उपचार में उन लोगों से अलग नहीं होते हैं। ये सतह के उपचार और संशोधन प्रक्रियाएं केवल उन स्टील्स पर लागू होती हैं जिनमें शमन सख्त करने के लिए पर्याप्त कार्बन और मिश्र धातु सामग्री होती है। इस सतह के उपचार और संशोधन विधि के लिए कास्ट आयरन, कार्बन स्टील्स, टूल स्टील्स और मिश्र धातु स्टील्स उपयुक्त हैं। इन सख्त सतह उपचारों द्वारा भागों के आयामों में महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं किया जाता है। सख्त करने की गहराई 250 माइक्रोन से लेकर पूरे खंड की गहराई तक भिन्न हो सकती है। हालांकि, पूरे खंड के मामले में, अनुभाग पतला होना चाहिए, 25 मिमी (1 इंच) से कम या छोटा होना चाहिए, क्योंकि सख्त प्रक्रियाओं के लिए सामग्री को तेजी से ठंडा करने की आवश्यकता होती है, कभी-कभी एक सेकंड के भीतर। बड़े वर्कपीस में इसे हासिल करना मुश्किल है, और इसलिए बड़े वर्गों में, केवल सतहों को कठोर किया जा सकता है। एक लोकप्रिय सतह उपचार और संशोधन प्रक्रिया के रूप में हम कई अन्य उत्पादों के बीच स्प्रिंग्स, चाकू ब्लेड और सर्जिकल ब्लेड को सख्त करते हैं।

 

 

 

उच्च-ऊर्जा प्रक्रियाएं अपेक्षाकृत नई सतह उपचार और संशोधन विधियां हैं। आयामों को बदले बिना सतहों के गुण बदल जाते हैं। हमारी लोकप्रिय उच्च-ऊर्जा सतह उपचार प्रक्रियाएं इलेक्ट्रॉन बीम उपचार, आयन आरोपण और लेजर बीम उपचार हैं।

 

 

 

इलेक्ट्रॉन बीम उपचार: इलेक्ट्रॉन बीम सतह उपचार तेजी से हीटिंग और तेजी से शीतलन द्वारा सतह के गुणों को बदल देता है - 10Exp6 सेंटीग्रेड / सेकंड (10exp6 फ़ारेनहाइट / सेकंड) के क्रम में भौतिक सतह के पास लगभग 100 माइक्रोन के बहुत उथले क्षेत्र में। सतह मिश्र धातुओं के उत्पादन के लिए हार्डफेसिंग में इलेक्ट्रॉन बीम उपचार का भी उपयोग किया जा सकता है।

 

 

 

आयन प्रत्यारोपण: यह सतह उपचार और संशोधन विधि गैस परमाणुओं को पर्याप्त ऊर्जा के साथ आयनों में परिवर्तित करने के लिए इलेक्ट्रॉन बीम या प्लाज्मा का उपयोग करती है, और आयनों को सब्सट्रेट के परमाणु जाली में प्रत्यारोपित / सम्मिलित करती है, जो एक वैक्यूम कक्ष में चुंबकीय कॉइल द्वारा त्वरित होती है। वैक्यूम से आयनों के लिए कक्ष में स्वतंत्र रूप से घूमना आसान हो जाता है। प्रत्यारोपित आयनों और धातु की सतह के बीच बेमेल परमाणु दोष पैदा करता है जो सतह को सख्त करता है।

 

 

 

लेजर बीम उपचार: इलेक्ट्रॉन बीम सतह उपचार और संशोधन की तरह, लेजर बीम उपचार सतह के पास एक बहुत उथले क्षेत्र में तेजी से हीटिंग और तेजी से ठंडा करके सतह के गुणों को बदल देता है। सतह के मिश्र धातुओं के उत्पादन के लिए इस सतह के उपचार और संशोधन विधि का उपयोग हार्डफेसिंग में भी किया जा सकता है।

 

 

 

इम्प्लांट की खुराक और उपचार के मापदंडों की जानकारी हमें अपने फैब्रिकेशन प्लांट्स में इन उच्च ऊर्जा सतह उपचार तकनीकों का उपयोग करना संभव बनाती है।

 

 

 

पतला प्रसार भूतल उपचार:

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फेरिटिक नाइट्रोकार्बराइजिंग एक केस सख्त प्रक्रिया है जो उप-महत्वपूर्ण तापमान पर नाइट्रोजन और कार्बन को लौह धातुओं में फैलाती है। प्रसंस्करण तापमान आमतौर पर 565 सेंटीग्रेड (1049 फ़ारेनहाइट) पर होता है। इस तापमान पर स्टील्स और अन्य लौह मिश्र धातु अभी भी फेरिटिक चरण में हैं, जो ऑस्टेनिटिक चरण में होने वाली अन्य केस सख्त प्रक्रियाओं की तुलना में फायदेमंद है। प्रक्रिया में सुधार के लिए प्रयोग किया जाता है:

 

•स्कफिंग प्रतिरोध

 

•थकान गुण

 

•जंग प्रतिरोध

 

कम प्रसंस्करण तापमान के कारण सख्त प्रक्रिया के दौरान आकार में बहुत कम विकृति होती है।

 

 

 

बोरोनाइजिंग, वह प्रक्रिया है जहां बोरॉन को धातु या मिश्र धातु में पेश किया जाता है। यह एक सतह सख्त और संशोधन प्रक्रिया है जिसके द्वारा बोरॉन परमाणु धातु घटक की सतह में फैल जाते हैं। परिणामस्वरूप सतह में धातु के बोराइड होते हैं, जैसे लोहे के बोराइड और निकल बोराइड। अपनी शुद्ध अवस्था में इन बोराइडों में अत्यधिक कठोरता और पहनने का प्रतिरोध होता है। बोरोनाइज्ड धातु के पुर्जे अत्यधिक पहनने के लिए प्रतिरोधी होते हैं और अक्सर पारंपरिक गर्मी उपचार जैसे कि सख्त, कार्बराइजिंग, नाइट्राइडिंग, नाइट्रोकार्बराइजिंग या इंडक्शन हार्डनिंग के साथ इलाज किए गए घटकों की तुलना में पांच गुना अधिक समय तक चलेगा।

 

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भारी प्रसार भूतल उपचार और संशोधन: यदि कार्बन सामग्री कम है (उदाहरण के लिए 0.25% से कम) तो हम सख्त होने के लिए सतह की कार्बन सामग्री को बढ़ा सकते हैं। वांछित गुणों के आधार पर भाग को या तो तरल में शमन करके या स्थिर हवा में ठंडा करके गर्मी-उपचार किया जा सकता है। यह विधि केवल सतह पर स्थानीय सख्त होने की अनुमति देगी, लेकिन कोर में नहीं। यह कभी-कभी बहुत वांछनीय होता है क्योंकि यह गियर के रूप में अच्छे पहनने के गुणों के साथ एक कठोर सतह की अनुमति देता है, लेकिन इसमें एक कठिन आंतरिक कोर होता है जो प्रभाव लोडिंग के तहत अच्छा प्रदर्शन करेगा।

 

 

 

सतह के उपचार और संशोधन तकनीकों में से एक में, अर्थात् कार्बराइजिंग हम सतह पर कार्बन जोड़ते हैं। हम एक ऊंचे तापमान पर कार्बन समृद्ध वातावरण के हिस्से को उजागर करते हैं और कार्बन परमाणुओं को स्टील में स्थानांतरित करने के लिए प्रसार की अनुमति देते हैं। डिफ्यूजन तभी होगा जब स्टील में कार्बन की मात्रा कम हो, क्योंकि डिफ्यूजन कंसंट्रेशन सिद्धांत के डिफरेंशियल पर काम करता है।

 

 

 

पैक कार्बराइजिंग: भागों को कार्बन पाउडर जैसे उच्च कार्बन माध्यम में पैक किया जाता है और 900 सेंटीग्रेड (1652 फ़ारेनहाइट) पर 12 से 72 घंटे के लिए एक भट्टी में गरम किया जाता है। इन तापों पर CO गैस उत्पन्न होती है जो प्रबल अपचायक है। कार्बन मुक्त करने वाले स्टील की सतह पर कमी प्रतिक्रिया होती है। उच्च तापमान के कारण कार्बन फिर सतह में विसरित हो जाता है। प्रक्रिया की स्थिति के आधार पर सतह पर कार्बन 0.7% से 1.2% है। हासिल की गई कठोरता 60 - 65 आरसी है। कार्बराइज्ड केस की गहराई लगभग 0.1 मिमी से 1.5 मिमी तक होती है। पैक कार्बराइजिंग के लिए तापमान एकरूपता और हीटिंग में स्थिरता के अच्छे नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

 

 

 

गैस कार्बराइजिंग: सतह के उपचार के इस प्रकार में, कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) गैस को गर्म भट्टी में आपूर्ति की जाती है और कार्बन के जमाव की कमी प्रतिक्रिया भागों की सतह पर होती है। यह प्रक्रिया पैक कार्बराइजिंग की अधिकांश समस्याओं को दूर करती है। हालांकि एक चिंता CO गैस की सुरक्षित रोकथाम है।

 

 

 

लिक्विड कार्बराइजिंग: स्टील के पुर्जों को पिघले हुए कार्बन युक्त स्नान में डुबोया जाता है।

 

 

 

नाइट्राइडिंग एक सतही उपचार और संशोधन प्रक्रिया है जिसमें स्टील की सतह में नाइट्रोजन का प्रसार शामिल है। नाइट्रोजन एल्यूमीनियम, क्रोमियम और मोलिब्डेनम जैसे तत्वों के साथ नाइट्राइड बनाता है। नाइट्राइडिंग से पहले भागों को हीट-ट्रीटेड और टेम्पर्ड किया जाता है। इसके बाद भागों को साफ किया जाता है और 500-625 सेंटीग्रेड (932 - 1157 फारेनहाइट) पर 10 से 40 घंटे के लिए अलग अमोनिया (एन और एच युक्त) के वातावरण में एक भट्टी में गर्म किया जाता है। नाइट्रोजन स्टील में फैलता है और नाइट्राइड मिश्र धातु बनाता है। यह 0.65 मिमी तक की गहराई तक प्रवेश करता है। मामला बहुत कठिन है और विरूपण कम है। चूंकि मामला पतला है, सतह पीसने की सिफारिश नहीं की जाती है और इसलिए नाइट्राइडिंग सतह उपचार बहुत चिकनी परिष्करण आवश्यकताओं वाली सतहों के लिए एक विकल्प नहीं हो सकता है।

 

 

 

कार्बोनिट्राइडिंग सतह के उपचार और संशोधन प्रक्रिया कम कार्बन मिश्र धातु स्टील्स के लिए सबसे उपयुक्त है। कार्बोनिट्राइडिंग प्रक्रिया में, कार्बन और नाइट्रोजन दोनों सतह में विसरित होते हैं। भागों को अमोनिया (NH3) के साथ मिश्रित हाइड्रोकार्बन (जैसे मीथेन या प्रोपेन) के वातावरण में गर्म किया जाता है। सीधे शब्दों में कहें तो यह प्रक्रिया कार्बराइजिंग और नाइट्राइडिंग का मिश्रण है। कार्बोनिट्राइडिंग सतह का उपचार 760 - 870 सेंटीग्रेड (1400 - 1598 फ़ारेनहाइट) के तापमान पर किया जाता है, फिर इसे प्राकृतिक गैस (ऑक्सीजन मुक्त) वातावरण में बुझाया जाता है। अंतर्निहित विकृतियों के कारण कार्बोनिट्राइडिंग प्रक्रिया उच्च परिशुद्धता भागों के लिए उपयुक्त नहीं है। हासिल की गई कठोरता कार्बराइजिंग (60 - 65 आरसी) के समान है लेकिन नाइट्राइडिंग (70 आरसी) जितनी अधिक नहीं है। मामले की गहराई 0.1 और 0.75 मिमी के बीच है। मामला नाइट्राइड्स के साथ-साथ मार्टेंसाइट में समृद्ध है। भंगुरता को कम करने के लिए बाद में तड़के की आवश्यकता होती है।

 

 

 

विशेष सतह उपचार और संशोधन प्रक्रियाएं विकास के प्रारंभिक चरण में हैं और उनकी प्रभावशीलता अभी तक अप्रमाणित है। वे हैं:

 

 

 

क्रायोजेनिक उपचार: आम तौर पर कठोर स्टील्स पर लागू होता है, सामग्री के घनत्व को बढ़ाने के लिए सब्सट्रेट को धीरे-धीरे लगभग -166 सेंटीग्रेड (-300 फ़ारेनहाइट) तक ठंडा कर देता है और इस प्रकार पहनने के प्रतिरोध और आयाम स्थिरता को बढ़ाता है।

 

 

 

कंपन उपचार: ये कंपन के माध्यम से गर्मी उपचार में निर्मित थर्मल तनाव को दूर करने और पहनने के जीवन को बढ़ाने का इरादा रखते हैं।

 

 

 

चुंबकीय उपचार: ये चुंबकीय क्षेत्रों के माध्यम से सामग्री में परमाणुओं की लाइन-अप को बदलने का इरादा रखते हैं और उम्मीद है कि पहनने के जीवन में सुधार होगा।

 

 

 

इन विशेष सतह उपचार और संशोधन तकनीकों की प्रभावशीलता अभी भी सिद्ध होनी बाकी है। साथ ही ऊपर दी गई ये तीन तकनीकें सतहों के अलावा थोक सामग्री को भी प्रभावित करती हैं।