फोर्जिंगसाठी कोणते साहित्य वापरले जाते?

फोर्जिंग ही उच्च दाबाखाली धातूंना आकार देण्यासाठी वापरली जाणारी एक व्यापकपणे स्वीकारलेली उत्पादन प्रक्रिया आहे. ऑटोमोटिव्ह, एरोस्पेस, तेल आणि वायू, बांधकाम आणि यंत्रसामग्री यांसारख्या उच्च-कार्यक्षमता उद्योगांमध्ये आवश्यक असलेले मजबूत, विश्वासार्ह आणि दोषरहित घटक तयार करण्यासाठी ही प्रक्रिया ओळखली जाते. तथापि, सर्वच धातू फोर्जिंगसाठी योग्य नसतात.

फोर्जिंगसाठी वापरले जाणारे साहित्यप्रक्रियेच्या आणि अंतिम उपयोगाच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी, त्यामध्ये मजबुती, लवचिकता, औष्णिक स्थिरता आणि यंत्रणक्षमता यांचा योग्य मिलाफ असणे आवश्यक आहे. हा लेख सर्वात सामान्य फोर्जिंग सामग्री, त्यांचे प्रमुख गुणधर्म आणि विविध उद्योग व वातावरणांसाठी त्यांची निवड का केली जाते, याबद्दल माहिती देतो.

साकीस्टील

फोर्जिंग सामग्रीचा आढावा

फोर्जिंगमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या सामग्रीचे तीन मुख्य प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाते:

1. लोह धातू(लोहयुक्त)

2. अलौह धातू(मुख्यतः लोह नाही)

3. विशेष मिश्रधातू(निकेल-आधारित, टायटॅनियम आणि कोबाल्ट मिश्रधातू)

प्रत्येक प्रकार मजबुती, गंजरोधकता, किफायतशीरपणा किंवा उच्च तापमानातील कामगिरी यांसाठी अद्वितीय फायदे देतो.

फोर्जिंगमध्ये वापरले जाणारे लोह धातू

1. कार्बन स्टील

कार्बन स्टील हे त्याच्या बहुउपयोगिता आणि किफायतशीरपणामुळे सर्वात सामान्य फोर्जिंग सामग्रीपैकी एक आहे.

• कमी कार्बन स्टील (०.३% कार्बन पर्यंत)

  • उच्च तन्यता आणि यंत्रणक्षमता

  • वाहनांचे भाग, हाताची अवजारे आणि फिटिंग्जमध्ये वापरले जाते

• मध्यम कार्बन स्टील (०.३%–०.६% कार्बन)

  • उत्तम ताकद आणि कडकपणा

  • शाफ्ट, गिअर, कनेक्टिंग रॉडमध्ये सामान्यपणे आढळतात

• उच्च कार्बन स्टील (०.६%–१.०% कार्बन)

  • अतिशय कठीण आणि झीज-प्रतिरोधक

  • चाकू, डाय आणि स्प्रिंगमध्ये वापरले जाते

प्रमुख श्रेणी: AISI 1018, AISI 1045, AISI 1095

2. मिश्रधातू स्टील

मिश्र पोलादाची कणखरता, मजबुती आणि झीज-प्रतिरोधकता सुधारण्यासाठी त्यात क्रोमियम, मॉलिब्डेनम, निकेल आणि व्हॅनेडियम यांसारखे घटक मिसळले जातात.

• उत्कृष्ट कठीणता आणि थकवा सहन करण्याची क्षमता

• विशिष्ट यांत्रिक गुणधर्मांसाठी उष्णता प्रक्रिया केली जाऊ शकते.

• आव्हानात्मक अनुप्रयोगांसाठी आदर्श

सामान्य उपयोगक्रँकशाफ्ट, ट्रान्समिशन गिअर्स, संरचनात्मक घटक

प्रमुख श्रेणी: ४१४०, ४३४०, ८६२०, ४२CrMo४

3. स्टेनलेस स्टील

जेव्हा क्षरणरोधकतेला प्राधान्य दिले जाते, तेव्हा फोर्जिंगसाठी स्टेनलेस स्टीलची निवड केली जाते.

• क्रोमियमचे उच्च प्रमाण ऑक्सिडेशन आणि क्षरण प्रतिरोधकता प्रदान करते.

• चांगली ताकद आणि कणखरपणा

• अन्न प्रक्रिया, सागरी आणि वैद्यकीय उद्योगांसाठी उपयुक्त

प्रकार:

• ऑस्टेनिटिक (उदा., ३०४, ३१६): अचुंबकीय, उच्च क्षरण प्रतिरोधकता

• मार्टेन्सिटिक (उदा., ४१०, ४२०): चुंबकीय, उच्च कठीणता

• फेरिटिक (उदा., ४३०): मध्यम मजबुती आणि क्षरण प्रतिरोधकता

सामान्य बनावटीचे भागफ्लॅन्जेस, पंप शाफ्ट, शस्त्रक्रिया उपकरणे, फास्टनर्स

साकीस्टीलविविध उपयोगांसाठी अनुरूप अशा स्टेनलेस स्टील फोर्जिंगची विस्तृत श्रेणी उपलब्ध करून देते.

फोर्जिंगमध्ये वापरले जाणारे अलौह धातू

1. ॲल्युमिनियम आणि ॲल्युमिनियम मिश्रधातू

ॲल्युमिनियम त्याच्या हलके वजन, गंजरोधकता आणि उत्कृष्ट शक्ती-वजन गुणोत्तरामुळे फोर्जिंगमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

• घडवणे आणि यंत्राने बनवणे सोपे

• एरोस्पेस, ऑटोमोटिव्ह आणि वाहतूक भागांसाठी आदर्श

प्रमुख श्रेणी:

• ६०६१ – उच्च सामर्थ्य आणि गंजरोधकता

• ७०७५ – उच्च शक्ती, बहुतेकदा एरोस्पेसमध्ये वापरले जाते

• २०२४ – उत्कृष्ट थकवा प्रतिरोध

ठराविक अनुप्रयोग: कंट्रोल आर्म्स, विमान फिटिंग्ज, व्हील हब्स

2. तांबे आणि तांब्याच्या मिश्रधातू (कांस्य आणि पितळ)

तांब्यावर आधारित पदार्थ उत्कृष्ट विद्युत आणि औष्णिक वाहकता देतात.

• इलेक्ट्रिकल कनेक्टर, प्लंबिंग फिटिंग्ज, सागरी घटकांमध्ये वापरले जाते

• फोर्ज केलेले भाग झीज आणि क्षरणाला प्रतिकार करतात.

प्रमुख मिश्रधातू:

• C110 (शुद्ध तांबे)

• सी३६० (पितळ)

• C95400 (ॲल्युमिनियम ब्राँझ)

3. मॅग्नेशियम मिश्रधातू

जरी कमी प्रमाणात आढळत असले तरी, जिथे हलक्या वजनाच्या सामग्रीची नितांत गरज असते, तिथे मॅग्नेशियम मिश्रधातूंचा वापर केला जातो.

• उच्च शक्ती-ते-वजन गुणोत्तर

• एरोस्पेस आणि इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये मुख्यतः वापरले जाते

• नियंत्रित फोर्जिंग परिस्थितीची आवश्यकता असते

मर्यादाप्रक्रियेदरम्यान अधिक महाग आणि प्रतिक्रियाशील

फोर्जिंगमध्ये वापरले जाणारे विशेष मिश्रधातू

1. निकेल-आधारित मिश्रधातू

निकेल मिश्रधातू त्यांच्या उत्कृष्ट उच्च तापमान आणि क्षरण प्रतिरोधक क्षमतेमुळे घडवले जातात.

• रासायनिक प्रक्रिया, वीज निर्मिती आणि एरोस्पेसमध्ये अत्यावश्यक

• अत्यधिक ताण, उष्णता आणि रासायनिक हल्ल्याचा सामना करते

प्रमुख श्रेणी:

• इनकोनेल ६२५, ७१८

• मोनेल ४००

• हॅस्टेलॉय सी-२२, सी-२७६

साकीस्टीलकठीण सेवा परिस्थितींसाठी निकेल मिश्रधातूचे फोर्जिंग पुरवते.

2. टायटॅनियम आणि टायटॅनियम मिश्रधातू

टायटॅनियममध्ये मजबुती, कमी घनता आणि क्षरणरोधकता यांचा अनोखा संगम आढळतो.

• अंतराळ, सागरी आणि वैद्यकीय अनुप्रयोगांमध्ये वापरले जाते

• महागडे पण आदर्श, जिथे कामगिरी किमतीला योग्य ठरवते.

प्रमुख श्रेणी:

• ग्रेड २ (व्यावसायिकदृष्ट्या शुद्ध)

• Ti-6Al-4V (उच्च शक्तीचे एरोस्पेस ग्रेड)

3. कोबाल्ट मिश्रधातू

कोबाल्ट-आधारित फोर्जिंग अत्यंत झीज-प्रतिरोधक असतात आणि उच्च तापमानातही त्यांची मजबुती टिकून राहते.

• टर्बाइनचे घटक, इंजिनचे भाग, वैद्यकीय रोपण यांमध्ये सामान्यपणे आढळते

• जास्त खर्चामुळे याचा वापर केवळ अत्यंत विशिष्ट अनुप्रयोगांपुरता मर्यादित राहतो.

फोर्जिंगमध्ये सामग्री निवडीवर परिणाम करणारे घटक

फोर्जिंगसाठी योग्य सामग्रीची निवड अनेक महत्त्वाच्या घटकांवर अवलंबून असते:

• यांत्रिक शक्तीच्या आवश्यकता

• गंज आणि ऑक्सिडेशन प्रतिरोधकता

• कार्यरत तापमान

• यंत्रक्षमता आणि आकार्यता

• थकवा आणि झीज प्रतिरोधकता

• किंमत आणि उपलब्धता

घडवलेला घटक त्याच्या अंतिम वापराच्या वातावरणात विश्वसनीयपणे कार्य करेल याची खात्री करण्यासाठी अभियंत्यांनी या घटकांमध्ये संतुलन राखले पाहिजे.

सामग्रीच्या प्रकारानुसार सामान्य फोर्ज्ड उत्पादने