ऊष्मा उपचार का उद्देश्य स्टील पाइप और सटीक स्टील पाइप के यांत्रिक गुणों को बढ़ाना, अवशिष्ट तनाव को खत्म करना और स्टील धातुओं की मशीनीकरण क्षमता में सुधार करना है। विशिष्ट उद्देश्यों के आधार पर, ऊष्मा उपचार प्रक्रियाओं को मोटे तौर पर दो श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है: प्रारंभिक ऊष्मा उपचार और अंतिम ऊष्मा उपचार।
प्रारंभिक ताप उपचार
प्रारंभिक ताप उपचार का लक्ष्य कार्यशीलता में सुधार करना, आंतरिक तनाव को खत्म करना और अंतिम ताप उपचार के लिए अनुकूल धातुकर्म संरचना तैयार करना है। इसमें शामिल प्रक्रियाओं में एनीलिंग, सामान्यीकरण, एजिंग और क्वेंचिंग और टेम्परिंग शामिल हैं।
(1) एनीलिंग और नॉर्मलाइज़िंग
एनीलिंग और नॉर्मलाइज़िंग को हॉट-वर्क्ड ब्लैंक पर लागू किया जाता है। 0.5% से अधिक कार्बन सामग्री वाले कार्बन स्टील और मिश्र धातु स्टील को अक्सर उनकी कठोरता को कम करने और काटने की सुविधा के लिए एनील किया जाता है। इसके विपरीत, 0.5% से कम कार्बन सामग्री वाले स्टील को अत्यधिक कोमलता से बचने के लिए नॉर्मलाइज़ किया जाता है, जिससे काटने के दौरान उपकरण चिपक सकता है। एनीलिंग और नॉर्मलाइज़िंग अनाज संरचनाओं को भी परिष्कृत करते हैं, सूक्ष्म संरचनाओं को समरूप बनाते हैं, और बाद के ताप उपचारों के लिए सामग्री तैयार करते हैं। ये प्रक्रियाएँ आमतौर पर ब्लैंक निर्माण के बाद और रफ मशीनिंग से पहले की जाती हैं।
(2) बुढ़ापे का उपचार
एजिंग ट्रीटमेंट का उपयोग मुख्य रूप से ब्लैंक विनिर्माण और मशीनिंग के दौरान उत्पन्न आंतरिक तनाव को खत्म करने के लिए किया जाता है। सामान्य परिशुद्धता की आवश्यकता वाले भागों के लिए, अत्यधिक परिवहन से बचने के लिए फिनिशिंग से पहले एक बार एजिंग ट्रीटमेंट पर्याप्त है। हालाँकि, उच्च परिशुद्धता आवश्यकताओं वाले भागों (जैसे कि कोऑर्डिनेट बोरिंग मशीन का बॉक्स) के लिए, दो या अधिक एजिंग ट्रीटमेंट आवश्यक हो सकते हैं। साधारण भागों को आम तौर पर एजिंग ट्रीटमेंट की आवश्यकता नहीं होती है।
कास्टिंग के अलावा, खराब कठोरता वाले सटीक भागों (जैसे, सटीक लीड स्क्रू) को अक्सर आंतरिक तनाव को खत्म करने और प्रसंस्करण सटीकता को स्थिर करने के लिए रफ और सेमी-फ़िनिश मशीनिंग के बीच कई बार एजिंग उपचार से गुजरना पड़ता है। कुछ अक्षीय भागों को भी सीधा करने के बाद एजिंग उपचार की आवश्यकता होती है।
(3) शमन और तड़का
शमन और टेम्परिंग में शमन के बाद उच्च तापमान पर टेम्परिंग शामिल है। इस प्रक्रिया से एक समान और बारीक दाने वाली टेम्पर्ड सोरबाइट संरचना प्राप्त होती है, जो बाद की सतह शमन और नाइट्राइडिंग के दौरान कम विरूपण के लिए सामग्री तैयार करती है। इस प्रकार, शमन और टेम्परिंग प्रारंभिक ताप उपचार के रूप में भी काम कर सकते हैं।
अपने उत्कृष्ट व्यापक यांत्रिक गुणों के कारण, शमन और तड़के का उपयोग कठोरता और पहनने के प्रतिरोध के लिए मध्यम आवश्यकताओं वाले भागों के लिए अंतिम ताप उपचार के रूप में भी किया जा सकता है।
अंतिम ताप उपचार
अंतिम ताप उपचार का उद्देश्य कठोरता, घिसाव प्रतिरोध और शक्ति जैसे यांत्रिक गुणों में सुधार करना है।
(1) शमन
शमन सतह शमन या शमन के माध्यम से हो सकता है। न्यूनतम विरूपण, ऑक्सीकरण और डीकार्बराइजेशन के कारण सतह शमन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह उच्च बाहरी शक्ति, अच्छा पहनने का प्रतिरोध प्रदान करता है, और अच्छी आंतरिक कठोरता और प्रभाव प्रतिरोध बनाए रखता है। सतह-शमन भागों के यांत्रिक गुणों को बढ़ाने के लिए, शमन और तड़के या सामान्यीकरण जैसे प्रारंभिक ताप उपचार अक्सर पहले से किए जाते हैं। सामान्य प्रक्रिया प्रवाह है: काटना → फोर्जिंग → सामान्यीकरण (या एनीलिंग) → रफ मशीनिंग → शमन और तड़के → अर्ध-परिष्करण मशीनिंग → सतह शमन → फिनिश मशीनिंग।
(2) कार्बराइजिंग और शमन
कार्बराइजिंग और क्वेंचिंग कम कार्बन और कम मिश्र धातु वाले स्टील के लिए उपयुक्त हैं। यह प्रक्रिया भाग की सतह की कार्बन सामग्री को बढ़ाती है, जिसके परिणामस्वरूप क्वेंचिंग के बाद उच्च सतह कठोरता होती है, जबकि कोर मध्यम शक्ति, उच्च कठोरता और प्लास्टिसिटी बनाए रखता है। कार्बराइजिंग या तो पूर्ण या आंशिक हो सकती है, बाद में गैर-कार्बराइज्ड क्षेत्रों के लिए एंटी-कार्बराइजिंग उपायों (जैसे, कॉपर प्लेटिंग या एंटी-कार्बराइजिंग कोटिंग्स) की आवश्यकता होती है। महत्वपूर्ण विरूपण और आम तौर पर 0.5 और 2 मिमी के बीच कार्बराइजिंग गहराई के कारण, कार्बराइजिंग प्रक्रिया आम तौर पर अर्ध-फिनिश और फिनिश मशीनिंग के बीच निर्धारित की जाती है।
सामान्य प्रक्रिया प्रवाह है: काटना → फोर्जिंग → सामान्यीकरण → खुरदरी और अर्द्ध-परिष्कृत मशीनिंग → कार्बराइजिंग और शमन → परिष्कृत मशीनिंग।
जब आंशिक रूप से कार्बराइज्ड भाग के गैर-कार्बराइज्ड भाग को अतिरिक्त कार्बराइज्ड परतों को हटाने के लिए बड़ा किया जाता है, तो यह निष्कासन चरण कार्बराइजिंग के बाद लेकिन शमन से पहले किया जाना चाहिए।
(3) नाइट्राइडिंग
नाइट्राइडिंग में नाइट्रोजन यौगिकों की एक परत बनाने के लिए धातु की सतह में नाइट्रोजन परमाणुओं को घुसाना शामिल है। नाइट्राइड परत भाग की सतह की कठोरता, पहनने के प्रतिरोध, थकान शक्ति और संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाती है। चूंकि नाइट्राइडिंग न्यूनतम विरूपण के साथ कम तापमान पर संचालित होती है और एक पतली परत (आमतौर पर 0.6-0.7 मिमी से अधिक नहीं) बनाती है, इसलिए नाइट्राइडिंग प्रक्रिया को यथासंभव देर से शेड्यूल किया जाना चाहिए। नाइट्राइडिंग के दौरान विरूपण को कम करने के लिए, काटने के बाद आमतौर पर तनाव-मुक्ति उच्च तापमान टेम्परिंग की जाती है।
