টুল স্টিল ফোরজিং: গ্রেড, পদ্ধতি, এবং প্রক্রিয়া পরামিতি

টুল স্টিল ফোরজিং হল টুল স্টিলের অ্যালয়গুলিকে উচ্চ সংকোচনের শক্তির অধীনে আকার দেওয়ার প্রক্রিয়া - সাধারণত এর মধ্যে 1,900°F এবং 2,200°F (1,040°C–1,200°C) - উচ্চতর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য সহ ডাইস, পাঞ্চ, কাটার সরঞ্জাম এবং কাঠামোগত উপাদান উত্পাদন করা। মেশিনযুক্ত বা কাস্ট বিকল্পগুলির তুলনায়, নকল টুল ইস্পাত অংশগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর শক্ততা, ক্লান্তি প্রতিরোধ এবং মাত্রিক সামঞ্জস্য প্রদান করে, যা উচ্চ-স্ট্রেস টুলিং অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য পছন্দের উত্পাদন রুট তৈরি করে।

আপনি কোল্ড-ওয়ার্ক ডাইয়ের জন্য খালি জায়গাগুলি সোর্স করছেন বা হট-ওয়ার্ক পাঞ্চের জন্য একটি ফোরজিং পদ্ধতি নির্বাচন করছেন, আপনার প্রয়োজনীয় কর্মক্ষমতা পাওয়ার জন্য প্রক্রিয়াটি নির্দিষ্ট টুল স্টিলের গ্রেডের সাথে কীভাবে ইন্টারঅ্যাক্ট করে তা বোঝা অপরিহার্য।

কেন ফরজ টুল ইস্পাত এ সব?

টুল স্টিল বার স্টক থেকে মেশিন করা যেতে পারে বা পাউডার ধাতুবিদ্যা দ্বারা উত্পাদিত হতে পারে, তাই নকল করার পছন্দটি ইচ্ছাকৃতভাবে হয় - কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা দ্বারা চালিত যা অন্যান্য পদ্ধতিগুলি সম্পূর্ণরূপে পূরণ করতে পারে না।

ফোরজিং কার্বাইড নেটওয়ার্কগুলিকে বিচ্ছিন্ন করে এবং পুনরায় বিতরণ করে যা দৃঢ়করণের সময় তৈরি হয়। ডি 2 বা এম 2 এর মতো হাই-অ্যালয় টুল স্টিলে, অ্যাস-কাস্ট কার্বাইড ব্যান্ডিং ট্রান্সভার্স শক্ততা কমাতে পারে 30-50% একটি সঠিকভাবে নকল এবং কাজ করা বিলেটের তুলনায়। যান্ত্রিক কাজও অভ্যন্তরীণ ছিদ্র বন্ধ করে, অংশ জ্যামিতির সাথে শস্য প্রবাহকে সারিবদ্ধ করে এবং একটি পরিমার্জিত শস্য কাঠামো তৈরি করে যা তাপ চিকিত্সার জন্য আরও অনুমানযোগ্যভাবে প্রতিক্রিয়া জানায়।

ব্যবহারিক পরিভাষায়, একটি নকল H13 ডাই সন্নিবেশ সাধারণত একটি ফ্যাক্টর দ্বারা একটি মেশিনযুক্ত সমতুল্যকে ছাড়িয়ে যায় 1.5-3× উচ্চ চাপ ডাই ঢালাই অ্যাপ্লিকেশন, তাপ সাইক্লিং এর তীব্রতা উপর নির্ভর করে.

সাধারণ টুল ইস্পাত গ্রেড এবং তাদের Forging বৈশিষ্ট্য

সমস্ত টুল ইস্পাত একই ভাবে নকল হয় না। খাদ উপাদান, কার্বন স্তর, এবং কার্বাইড টাইপ সবই ফোরজিবিলিটি এবং প্রয়োজনীয় প্রক্রিয়া উইন্ডোকে প্রভাবিত করে।

D2, এর সাথে ~12% ক্রোমিয়াম এবং 1.5% কার্বন সামগ্রী , নকল করা সবচেয়ে কঠিন টুল ইস্পাত মধ্যে. ক্রোমিয়াম কার্বাইডের উচ্চ আয়তনের জন্য ইউটেটিক কার্বাইড নেটওয়ার্ককে ভাঙ্গার জন্য ভারী, নিয়ন্ত্রিত হ্রাস প্রয়োজন। 1,850°F-এর নিচে D2 ফোরজি করলে ফাটল হওয়ার ঝুঁকি থাকে; 1,975°F এর উপরে কার্বাইডের সীমানায় প্রাথমিক গলে যাওয়ার ঝুঁকি থাকে।

টুল স্টিলের জন্য ব্যবহৃত ফরজিং পদ্ধতি

ফোরজিং পদ্ধতির পছন্দ শস্য প্রবাহ, পৃষ্ঠের সমাপ্তি, সহনশীলতা এবং পোস্ট-ফার্জ মেশিনিং এর পরিমাণকে প্রভাবিত করে।

ওপেন-ডাই (স্মিথ) ফরজিং

ওপেন-ডাই ফোরজিং ক্রমবর্ধমান সংকোচনের একটি সিরিজের মাধ্যমে উত্তপ্ত বিলেটের কাজ করতে ফ্ল্যাট বা সাধারণ আকৃতির ডাইস ব্যবহার করে। এটি সবচেয়ে নমনীয় পদ্ধতি এবং টুল স্টিল ব্ল্যাঙ্ক, বড় ডাই ব্লক এবং কাস্টম আকার তৈরি করার জন্য আদর্শ পদ্ধতি যা ফিনিশ-মেশিন করা হবে।

• কয়েক পাউন্ড থেকে বিলেটের জন্য উপযুক্ত কয়েক টন
• হ্রাস অনুপাত এবং কাজের দিক সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রণের অনুমতি দেয়
• এর সর্বনিম্ন হ্রাস অনুপাত 4:1 উচ্চ-খাদ গ্রেডে পর্যাপ্ত কার্বাইড ভাঙ্গনের জন্য সাধারণত প্রয়োজনীয়
• স্ট্যান্ডার্ড বৃত্তাকার, বর্গক্ষেত্র, এবং ফ্ল্যাট বার উত্পাদনের জন্য বেশিরভাগ বিশেষ ইস্পাত উত্পাদকদের দ্বারা ব্যবহৃত হয়

ক্লোজড-ডাই (ইমপ্রেশন-ডাই) ফরজিং

ক্লোজড-ডাই ফোর্জিং-এ, উত্তপ্ত স্টককে মিলিত ডাই অর্ধেকের মধ্যে চাপানো হয় যাতে সমাপ্ত অংশের আকৃতির সাথে মেলে এমন একটি গহ্বর থাকে। এই পদ্ধতিটি নিয়ন্ত্রিত শস্য প্রবাহ এবং আঁট মাত্রিক সহনশীলতার সাথে কাছাকাছি-নেট-আকৃতির ফোরজিংস তৈরি করে - সাধারণত ±0.010 থেকে ±0.030 ইঞ্চি সমালোচনামূলক মাত্রার উপর।

ক্লোজড-ডাই ফোরজিং ঘুষি, সন্নিবেশ এবং ছোট টুল উপাদানগুলির জন্য ব্যবহৃত হয় যেখানে ভলিউম টুলিং বিনিয়োগকে সমর্থন করে। টুল স্টিলের জন্য, ডাই লাইফ নিজেই একটি উদ্বেগের বিষয় হয়ে ওঠে- H13 ইমপ্রেশন ডাইস সাধারণত উন্নত তাপমাত্রায় অন্যান্য টুল স্টিলের গ্রেড তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।

ঘূর্ণমান (রিং) রোলিং এবং রেডিয়াল ফোরজিং

নলাকার উপাদানগুলির জন্য যেমন রিং, বুশিং বা বৃত্তাকার বার, ঘূর্ণমান ফোরজিং পদ্ধতিগুলি ক্রমাগত পরিধিযুক্ত শস্য পরিশোধন প্রদান করে। রেডিয়াল ফোরজিং একাধিক দিক থেকে একই সাথে একটি বৃত্তাকার বিলেটকে চাপ দেয়, যা বৃত্তাকার বা ষড়ভুজ বারে খুব অভিন্ন মাইক্রোস্ট্রাকচার তৈরি করে। এই পদ্ধতি ব্যাপকভাবে উত্পাদন জন্য ব্যবহৃত হয় উচ্চ গতির ইস্পাত (HSS) বৃত্তাকার বার টুল ফাঁকা কাটা জন্য.

আইসোথার্মাল ফরজিং

আইসোথার্মাল ফোরজিং ওয়ার্কপিস এবং ডাই উভয়কেই একই তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করে, তাপমাত্রার হ্রাস দূর করে যা সারফেস হিলিং এবং ফরজ-টু-ফার্জ অ্যালোয় ক্র্যাক করে। সরঞ্জামের খরচের কারণে টুল স্টিলের ক্ষেত্রে এটি কম সাধারণ, কিন্তু মহাকাশ-গ্রেড এইচএসএস এবং পাউডার মেটালার্জি টুল স্টিলের জন্য ব্যবহার করা হয় যেগুলির জন্য অত্যন্ত সংকীর্ণ গরম-কাজ করা উইন্ডো রয়েছে।

নিয়ন্ত্রণের জন্য জটিল প্রক্রিয়া পরামিতি

টুল স্টিল ফোরজিংয়ের সময় ধাতুবিদ্যা সঠিকভাবে পাওয়ার জন্য বেশ কয়েকটি আন্তঃনির্ভরশীল ভেরিয়েবলের কঠোর নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন।

প্রিহিট এবং সোক টেম্পারেচার

তাপীয় শক এড়াতে টুল স্টিলগুলিকে ধীরে ধীরে এবং সমানভাবে গরম করতে হবে। একটি বড় H13 ব্লকের জন্য একটি সাধারণ প্রিহিট প্রোটোকল:

1. তাপ 1,200°F (650°C) এবং ক্রস-সেকশনের মধ্য দিয়ে তাপমাত্রা সমান না হওয়া পর্যন্ত ধরে রাখুন
2. র্যাম্প ফোরজিং তাপমাত্রায় ≤200°F/ঘন্টা (110°C/ঘন্টা)
3. একটি সর্বনিম্ন জন্য forging তাপমাত্রায় ভিজিয়ে রাখুন 1 ঘন্টা প্রতি ইঞ্চি পুরুত্ব

ভিজিয়ে তাড়াহুড়ো করা একটি ঠান্ডা কোরের দিকে নিয়ে যায়, যা অসম বিকৃতি তৈরি করে এবং চাপ দেওয়ার সময় অভ্যন্তরীণ ফাটল শুরু করতে পারে।

তাপমাত্রা Forging শেষ

ভঙ্গুর অবস্থায় ইস্পাতকে স্ট্রেন-কঠিন করা এড়াতে ন্যূনতম ফিনিস তাপমাত্রার উপরে কাজ শেষ করতে হবে। বেশিরভাগ টুল স্টিলের জন্য, ফোরজিং নীচে চালিয়ে যাওয়া উচিত নয় 1,750°F (955°C) . যদি টুকরোটি এই প্রান্তিকের নীচে নেমে যায় তবে অতিরিক্ত হ্রাসের মাধ্যমে জোরপূর্বক না করে চুল্লিতে ফিরিয়ে দেওয়া উচিত।

হ্রাস অনুপাত

হ্রাস অনুপাত (শুরু ক্রস-সেকশন ÷ সমাপ্ত ক্রস-সেকশন) কার্বাইড ভাঙ্গন এবং শস্য পরিশোধন করে। টুল স্টিল ফোরজিংসের জন্য শিল্পের মান সাধারণত প্রয়োজন হয়:

• সর্বনিম্ন ৩:১ শক-প্রতিরোধী এবং জল-কঠিন গ্রেডের জন্য (S7, W1)
• সর্বনিম্ন ৪:১ থেকে ৬:১ কোল্ড-ওয়ার্ক গ্রেডের জন্য (A2, D2)
• সর্বনিম্ন 6:1 বা তার বেশি উচ্চ-গতির স্টিলের জন্য (M2, T1) পর্যাপ্তভাবে ইউটেটিক কার্বাইড নেটওয়ার্কগুলি ভাঙতে

Forging পরে কুলিং

ট্রান্সফর্মেশন স্ট্রেস থেকে ক্র্যাকিং রোধ করতে ফরজিংয়ের পরে টুল স্টিলগুলিকে ধীরে ধীরে ঠান্ডা করতে হবে। সাধারণ অভ্যাস হল ফোরজিংকে শুকনো বালি, ভার্মিকুলাইট বা উত্তাপক চুনে পুঁতে দেওয়া বা সরাসরি চুল্লিতে স্থাপন করা। 1,100–1,200°F (595–650°C) একটি ধীর, নিয়ন্ত্রিত শীতল থেকে পরিবেষ্টনের জন্য। ছোট ক্রস-সেকশনে S7-এর মতো সবচেয়ে ক্ষমাশীল গ্রেডের জন্য এয়ার কুলিং গ্রহণযোগ্য।

Forging পরে annealing

ফরজিং ওয়ার্ক-কঠিন টুল ইস্পাত এবং অবশিষ্ট চাপে তালা। যেকোন মেশিন বা তাপ চিকিত্সার আগে, নকল টুল স্টিলের ফাঁকাগুলিকে অ্যানিল করতে হবে:

• ইস্পাতকে যন্ত্রযোগ্য কঠোরতায় নরম করুন (সাধারণত HB 180-250 গ্রেডের উপর নির্ভর করে)
• অবশিষ্ট ফোরজিং চাপ উপশম
• সর্বোত্তম তাপ চিকিত্সা প্রতিক্রিয়ার জন্য একটি অভিন্ন গোলকযুক্ত কার্বাইড মাইক্রোস্ট্রাকচার তৈরি করুন

D2 টুল স্টিলের জন্য একটি পূর্ণ স্ফেরোইডাইজিং অ্যানিল, উদাহরণস্বরূপ, এ ধরে রাখা জড়িত 1,600°F (870°C) 2-4 ঘন্টার জন্য, তারপর ধীর চুল্লি ঠান্ডা হয় ≤25°F/ঘন্টা (14°C/ঘন্টা) 1,000°F (540°C) এর নিচে এই ধাপটি এড়িয়ে যাওয়া বা সংক্ষিপ্ত করা প্রায়শই শক্ত হওয়ার সময় নাকাল ফাটল বা বিকৃতির দিকে নিয়ে যায়।

টুল স্টিল ফোরজিংসের সাধারণ ত্রুটি এবং কীভাবে সেগুলি এড়ানো যায়

টুল স্টিল ফোরজিং বনাম পাউডার ধাতুবিদ্যা: কখন প্রতিটি বেছে নেবেন তা জানা

পাউডার ধাতুবিদ্যা (PM) টুল স্টিলস, অ্যাটমাইজিং এবং সিন্টারিং অ্যালয় পাউডার দ্বারা উত্পাদিত, অত্যন্ত অভিন্ন কার্বাইড বিতরণের প্রস্তাব দেয় যা একা ফোর্জিং উচ্চ-খাদ গ্রেডে অর্জন করতে পারে না। CPM 3V, CPM M4, বা Vanadis 4 Extra-এর মতো PM গ্রেডগুলি চাহিদার আবেদনের জন্য প্রচলিতভাবে নকল D2 বা M2-এর জনপ্রিয় বিকল্প হয়ে উঠেছে।

যাইহোক, ফরজিং এখনও বেশ কয়েকটি পরিস্থিতিতে স্পষ্ট সুবিধা ধারণ করে:

• খরচ: প্রচলিতভাবে নকল টুল ইস্পাত বার সাধারণত হয় 30-60% কম ব্যয়বহুল সমতুল্য পিএম গ্রেডের চেয়ে
• বড় ক্রস-সেকশন: PM বার প্রাপ্যতা ভারী বিভাগে সীমিত; নকল টুল ইস্পাত ব্লক নিয়মিতভাবে 24 ইঞ্চি অতিক্রম মাপ উত্পাদিত হয়
• কাস্টম আকার: ওপেন-ডাই ফোরজিং কাছাকাছি-নেট-আকৃতির প্রিফর্ম তৈরি করতে পারে যা বড় ডাই ব্লকগুলিতে উপাদানের বর্জ্য হ্রাস করে
• প্রমাণিত কর্মক্ষমতা: নকল H13, A2, এবং S7 এর কার্যত প্রতিটি টুলিং অ্যাপ্লিকেশন জুড়ে কয়েক দশকের ফিল্ড পারফরম্যান্স ডেটা রয়েছে

PM হল আরও ভাল পছন্দ যখন সমস্ত দিকের কঠোরতা সমালোচনামূলক হয়, ভ্যানাডিয়ামের সামগ্রী ~3–4% ছাড়িয়ে যায় (প্রচলিত ফোরজিংকে অব্যবহারিক করে তোলে), বা যখন অ্যাপ্লিকেশনটি সর্বোত্তম কার্বাইড কাঠামোর দাবি করে। বেশিরভাগ ওয়ার্কহরস টুলিংয়ের জন্য, সঠিকভাবে নকল প্রচলিত টুল ইস্পাত সবচেয়ে খরচ কার্যকর সমাধান অবশেষ .

সোর্সিং এবং গুণমান যাচাইকরণ

নকল টুল ইস্পাত কেনার সময়, মূল গুণমান নিশ্চিতকরণ অনুশীলনগুলি অন্তর্ভুক্ত করে:

• মিল সার্টিফিকেশন: রাসায়নিক বিশ্লেষণের অনুরোধ করুন (তাপ শংসাপত্র) এবং, যেখানে পাওয়া যায়, ফোরজিং তাপ থেকে যান্ত্রিক পরীক্ষার ফলাফল (টেনসিল, প্রভাব)
• অতিস্বনক পরীক্ষা (UT): বড় ডাই ব্লকের জন্য গুরুত্বপূর্ণ; ASTM A388 হল স্টিল ফোরজিংসের জন্য আদর্শ UT পদ্ধতি এবং নির্দিষ্ট গ্রহণযোগ্যতা সীমার উপরে অভ্যন্তরীণ শূন্যতা বা পৃথকীকরণ সনাক্ত করতে পারে
• কার্বাইড নেটওয়ার্ক রেটিং: উচ্চ-অ্যালয় গ্রেডের জন্য, সরবরাহকারীদের একটি সংজ্ঞায়িত গ্রহণযোগ্যতা মান (যেমন, কার্বাইড ব্যান্ডিংয়ের জন্য SEP 1520) অনুযায়ী পর্যাপ্ত কার্বাইড বিতরণ নিশ্চিত করে ধাতব পরিদর্শন প্রদান বা ব্যবস্থা করতে সক্ষম হওয়া উচিত।
• অ্যানিলড কঠোরতা পরীক্ষা: রসিদে একটি ব্রিনেলের কঠোরতা পড়া নিশ্চিত করে যে উপাদানটি সঠিকভাবে অ্যানিল করা হয়েছে এবং গ্রেডের জন্য প্রত্যাশিত সীমার মধ্যে পড়ে

Böhler-Uddeholm, Carpenter Technology, এবং Crucible Industries-এর মতো স্বনামধন্য টুল স্টিল সরবরাহকারীরা (PM গ্রেডের জন্য) মানসম্মত পণ্যের সার্টিফিকেশন প্রদান করে, কিন্তু নিরাপত্তা-গুরুত্বপূর্ণ বা উচ্চ-ভলিউম টুলিং প্রোগ্রামের জন্য স্বাধীন যাচাইকরণের পরামর্শ দেওয়া হয়।