1. क्रायोजेनिक उपचार प्रक्रिया का विकास

क्रायोजेनिक उपचार आमतौर पर तरल नाइट्रोजन शीतलन को अपनाता है, जो वर्कपीस को नीचे - 190 ℃ तक ठंडा कर सकता है। उपचारित सामग्री की सूक्ष्म संरचना कम तापमान पर बदल जाती है, और कुछ गुणों में सुधार होता है। क्रायोजेनिक उपचार पहली बार 1939 में पूर्व सोवियत संघ द्वारा प्रस्तावित किया गया था। यह 1960 के दशक तक नहीं था कि संयुक्त राज्य अमेरिका ने क्रायोजेनिक उपचार तकनीक को उद्योग में लागू किया और इसे मुख्य रूप से विमानन क्षेत्र में उपयोग करना शुरू किया। 1970 के दशक में, इसका विस्तार मशीनरी निर्माण क्षेत्र में हुआ।

विभिन्न शीतलन विधियों के अनुसार, इसे तरल विधि और गैस विधि में विभाजित किया जा सकता है। तरल विधि का अर्थ है कि वर्कपीस को तरल नाइट्रोजन तापमान में ठंडा करने के लिए सामग्री या वर्कपीस को सीधे तरल नाइट्रोजन में डुबोया जाता है, और वर्कपीस को इस तापमान पर एक निश्चित अवधि के लिए रखा जाता है, फिर इसे बाहर निकाला जाता है और एक निश्चित तापमान पर गर्म किया जाता है। . इस तरह से तापमान में वृद्धि और गिरावट की गति को नियंत्रित करना मुश्किल है, जिससे वर्कपीस पर एक बड़ा थर्मल प्रभाव पड़ता है और आमतौर पर माना जाता है कि इससे वर्कपीस को नुकसान होने की संभावना है। क्रायोजेनिक उपकरण अपेक्षाकृत सरल है, जैसे तरल नाइट्रोजन टैंक।

2. क्रायोजेनिक उपचार की गैस विधि

गैस सिद्धांत तरल नाइट्रोजन (लगभग 199.54kJ/kg) की गैसीकरण गुप्त गर्मी और कम तापमान नाइट्रोजन के गर्मी अवशोषण द्वारा ठंडा करना है। गैस विधि क्रायोजेनिक तापमान - 190 ℃ तक पहुँच सकती है, ताकि क्रायोजेनिक नाइट्रोजन सामग्री से संपर्क कर सके। संवहन हीट एक्सचेंज के माध्यम से, नाइट्रोजन को क्रायोजेनिक बॉक्स में नोजल से बाहर निकालने के बाद वाष्पीकृत किया जा सकता है। गैसीकरण की गुप्त गर्मी और क्रायोजेनिक नाइट्रोजन के ताप अवशोषण द्वारा वर्कपीस को ठंडा किया जा सकता है। शीतलन दर को नियंत्रित करने के लिए तरल नाइट्रोजन के इनपुट को नियंत्रित करके, क्रायोजेनिक उपचार तापमान को स्वचालित रूप से समायोजित और सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, और थर्मल शॉक प्रभाव छोटा होता है, इसलिए क्रैकिंग की संभावना होती है।

वर्तमान में, गैस विधि को इसके अनुप्रयोग में शोधकर्ताओं द्वारा व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त है, और इसके शीतलन उपकरण मुख्य रूप से नियंत्रित तापमान के साथ एक प्रोग्राम योग्य क्रायोजेनिक बॉक्स है। क्रायोजेनिक उपचार काफी आर्थिक लाभ और बाजार की संभावनाओं के साथ, लौह धातुओं, अलौह धातुओं, धातु मिश्र धातुओं और अन्य सामग्रियों की सेवा जीवन, पहनने के प्रतिरोध और आयामी स्थिरता में काफी सुधार कर सकता है।

सीमेंटेड कार्बाइड की क्रायोजेनिक तकनीक पहली बार 1980 और 1990 के दशक में सामने आई थी। यांत्रिक प्रौद्योगिकी 1981 में जापान के और आधुनिक मशीन की दुकान 1992 में संयुक्त राज्य अमेरिका ने बताया कि क्रायोजेनिक उपचार के बाद सीमेंटेड कार्बाइड के प्रदर्शन में काफी सुधार हुआ है। 1970 के दशक से, विदेशों में क्रायोजेनिक उपचार पर शोध कार्य फलदायी रहा है। पूर्व सोवियत संघ, संयुक्त राज्य अमेरिका, जापान और अन्य देशों ने उपकरण और मरने के सेवा जीवन में सुधार, वर्कपीस के प्रतिरोध और आयामी स्थिरता में सुधार के लिए क्रायोजेनिक उपचार का सफलतापूर्वक उपयोग किया है।

क्रायोजेनिक उपचार प्रक्रिया के बारे में आपको 4 मुख्य बिंदु जानने की आवश्यकता हो सकती है

3. क्रायोजेनिक उपचार के तंत्र को मजबूत बनाना

धातु चरण सुदृढीकरण।

सीमेंटेड कार्बाइड में सह में एफसीसी क्रिस्टल संरचना α चरण (एफसीसी) और क्लोज पैक हेक्सागोनल क्रिस्टल संरचना ε चरण (एचसीपी) होती है। ε- Co अनुपात α- Co में छोटे घर्षण गुणांक और मजबूत पहनने का प्रतिरोध होता है। 417 ℃ α से ऊपर चरण की मुक्त ऊर्जा कम है, इसलिए Co α चरण रूप मौजूद है। नीचे 417 ℃ चरण की कम मुक्त ऊर्जा, उच्च तापमान पर स्थिर चरण α कम मुक्त ऊर्जा में चरण संक्रमण ε चरण। हालांकि, डब्ल्यूसी कणों और α के कारण चरण में ठोस समाधान हेटेरोएटम के अस्तित्व में चरण संक्रमण पर अधिक बाधा होती है, जिससे α → जब चरण परिवर्तन प्रतिरोध बढ़ता है और तापमान 417 ℃ से नीचे चला जाता है α चरण पूरी तरह से परिवर्तित नहीं किया जा सकता है चरण में। क्रायोजेनिक उपचार को बहुत बढ़ाया जा सकता है α और ε दो चरण मुक्त ऊर्जा अंतर, इस प्रकार चरण परिवर्तन की प्रेरक शक्ति में वृद्धि चरण परिवर्तन चर। क्रायोजेनिक उपचार के बाद सीमेंटेड कार्बाइड के लिए, कुछ परमाणु घुलनशीलता में कमी के कारण यौगिक के रूप में सह अवक्षेप में घुल जाते हैं, जो सह मैट्रिक्स में कठोर चरण को बढ़ा सकते हैं, अव्यवस्था आंदोलन में बाधा डाल सकते हैं, और दूसरे चरण को मजबूत करने में भूमिका निभा सकते हैं। कण।

सतही अवशिष्ट तनाव का सुदृढ़ीकरण।

क्रायोजेनिक उपचार के बाद के अध्ययन से पता चलता है कि सतह पर अवशिष्ट संपीड़न तनाव बढ़ जाता है। कई शोधकर्ताओं का मानना है कि सतह परत में अवशिष्ट संपीड़न तनाव का एक निश्चित मूल्य इसकी सेवा जीवन में काफी सुधार कर सकता है। सिंटरिंग के बाद सीमेंटेड कार्बाइड की शीतलन प्रक्रिया के दौरान, बंधन चरण सह तन्यता तनाव के अधीन होता है, और डब्ल्यूसी कण संपीड़ित तनाव के अधीन होते हैं। तन्यता तनाव से कंपनी को बहुत नुकसान होता है। इसलिए, कुछ शोधकर्ताओं का मानना है कि गहरी शीतलन के कारण सतह के संपीड़न तनाव में वृद्धि धीमी हो जाती है या आंशिक रूप से सिंटरिंग के बाद शीतलन प्रक्रिया के दौरान बंधन चरण द्वारा उत्पन्न तन्यता तनाव को कम कर देता है, या इसे समायोजित भी करता है संपीड़ित तनाव, माइक्रोक्रैक की पीढ़ी को कम करता है।

अन्य सुदृढ़ीकरण तंत्र

यह माना जाता है कि चरण कण WC कणों के साथ मिलकर मैट्रिक्स को अधिक कॉम्पैक्ट और दृढ़ बनाते हैं, और η चरण के गठन के कारण मैट्रिक्स में Co की खपत होती है। बंधन चरण में सह सामग्री की कमी से सामग्री की समग्र तापीय चालकता बढ़ जाती है, और कार्बाइड कण आकार और आसन्नता में वृद्धि से मैट्रिक्स की तापीय चालकता भी बढ़ जाती है। तापीय चालकता में वृद्धि के कारण, उपकरण और डाई युक्तियों का ताप अपव्यय तेज होता है; उपकरण और मरने के पहनने के प्रतिरोध और उच्च तापमान कठोरता में सुधार हुआ है। दूसरों का मानना है कि क्रायोजेनिक उपचार के बाद, Co के सिकुड़न और घनत्व के कारण, WC कणों को धारण करने में Co की दृढ़ भूमिका मजबूत होती है। भौतिकविदों का मानना है कि डीप कूलिंग ने धातुओं के परमाणुओं और अणुओं की संरचना को बदल दिया है।

4. क्रायोजेनिक उपचार के साथ YG20 कोल्ड हेडिंग डाई का एक मामला

YG20 कोल्ड पियर फॉर्मवर्क क्रायोजेनिक उपचार के संचालन चरण:

(1) sintered कोल्ड हेडिंग डाई को क्रायोजेनिक ट्रीटमेंट फर्नेस में डालें;

(2) क्रायोजेनिक तड़के एकीकृत भट्टी शुरू करें, तरल नाइट्रोजन खोलें, इसे एक निश्चित दर पर - 60 ℃ तक कम करें, और तापमान को 1 घंटे तक रखें;

(3) एक निश्चित दर पर - 120 ℃ तक कम करें, और तापमान 2 घंटे तक रखें;

(4) एक निश्चित शीतलन दर पर तापमान को - 1 9 0 ℃ तक कम करें, और तापमान को 4-8 घंटे तक रखें;

(5) गर्मी संरक्षण के बाद, 4 घंटे के लिए 0.5 ℃ / मिनट के अनुसार तापमान 180 ℃ तक बढ़ाया जाएगा

(6) कार्यक्रम के उपकरण के पूरा होने के बाद, यह स्वचालित रूप से बंद हो जाएगा और स्वाभाविक रूप से कमरे के तापमान पर ठंडा हो जाएगा।

निष्कर्ष: YG20 कोल्ड हेडिंग क्रायोजेनिक ट्रीटमेंट के बिना मर जाता है और क्रायोजेनिक ट्रीटमेंट कोल्ड हेडेड होने के बाद 3.8 कार्बन स्टील स्क्रू रॉड, परिणाम बताते हैं कि क्रायोजेनिक ट्रीटमेंट के बाद डाई की सर्विस लाइफ क्रायोजेनिक ट्रीटमेंट के बिना डाई की तुलना में 15% से अधिक लंबी है। .क्रायोजेनिक उपचार प्रक्रिया के बारे में 4 मुख्य बिंदु जिन्हें आपको जानना आवश्यक हो सकता है

क्रायोजेनिक उपचार प्रक्रिया के बारे में आपको 4 मुख्य बिंदु जानने की आवश्यकता हो सकती है
(ए) YG20 क्रायोजेनिक उपचार से पहले
(बी) YG20 क्रायोजेनिक उपचार के बाद

यह देखा जा सकता है कि क्रायोजेनिक उपचार से पहले की तुलना में, क्रायोजेनिक उपचार के बाद YG20 में चेहरा केंद्रित क्यूबिक कोबाल्ट (fcc) काफी कम हो गया है, ε- Co (hcp) की स्पष्ट वृद्धि भी पहनने के प्रतिरोध में सुधार का कारण है और पुख्ता कार्बाइड के व्यापक गुण।

5. क्रायोजेनिक उपचार प्रक्रिया की सीमाएं

संयुक्त राज्य अमेरिका में एक टूल एंड डाई कंपनी के व्यावहारिक अनुप्रयोग परिणाम बताते हैं कि उपचार के बाद सीमेंटेड कार्बाइड इंसर्ट का सेवा जीवन 2 ~ 8 गुना बढ़ जाता है, जबकि सीमेंटेड कार्बाइड वायर ड्राइंग का ड्रेसिंग चक्र कई हफ्तों से उपचार के बाद मर जाता है। कई महीनों तक। 1990 के दशक में, सीमेंटेड कार्बाइड की क्रायोजेनिक तकनीक पर घरेलू शोध किया गया था, और कुछ शोध परिणाम प्राप्त हुए थे।

सामान्य तौर पर, सीमेंटेड कार्बाइड की क्रायोजेनिक उपचार तकनीक पर अनुसंधान कम विकसित है और वर्तमान में व्यवस्थित नहीं है, और प्राप्त निष्कर्ष भी असंगत हैं, जिन्हें शोधकर्ताओं द्वारा और अधिक गहन अन्वेषण की आवश्यकता है। मौजूदा शोध आंकड़ों के अनुसार, क्रायोजेनिक उपचार मुख्य रूप से सीमेंटेड कार्बाइड के पहनने के प्रतिरोध और सेवा जीवन में सुधार करता है, लेकिन इसका भौतिक गुणों पर कोई स्पष्ट प्रभाव नहीं पड़ता है।

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