अनेक प्रकारचे स्टील आणि सीएनसी मशीनिंगबद्दल आपल्याला काय माहित असले पाहिजे

स्टील बर्‍याच प्रकारांमध्ये येते: मेटल प्लेट्स, प्लेट्स, बार आणि बीम, पाईप्स आणि स्टीलच्या सीएनसी मशीनिंगमध्ये वापरल्या जाणार्‍या ठोस कच्च्या मालाचे विविध भौमितिक आकार. स्टीलचा वापर बर्‍याच अनुप्रयोगांमध्ये आणि बर्‍याच उद्योगांमध्ये केला जातो, म्हणून बर्‍याच प्रकारचे स्टील असणे अर्थपूर्ण आहे. परंतु स्टेनलेस स्टील आणि लो कार्बन स्टीलमध्ये काय फरक आहे? विनामूल्य मशीनिंग आणि टूल स्टील? या लेखात, आपण बर्‍याच प्रकारचे प्रक्रिया केलेले स्टील आणि सीएनसी प्रक्रिया स्टील प्रकार कसे यशस्वीरित्या शिकू शकाल.

स्टील म्हणजे काय?

लोह आणि कार्बन मिश्र धातुंसाठी स्टील ही एक विस्तृत संज्ञा आहे. कार्बन सामग्री (वजनानुसार 0.05% -2%) आणि इतर घटकांची भर घालणे स्टीलचे विशिष्ट मिश्र धातु आणि त्यातील भौतिक गुणधर्म निश्चित करते. इतर मिश्र धातु घटकांमध्ये मॅंगनीज, सिलिकॉन, फॉस्फरस, सल्फर आणि ऑक्सिजनचा समावेश आहे. कार्बन एकाच वेळी स्टीलची कडकपणा वाढवते, गंज प्रतिकार किंवा कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी इतर घटक जोडले जाऊ शकतात. स्टीलची ठिसूळपणा कमी करण्यासाठी आणि त्याची शक्ती वाढविण्यासाठी मॅंगनीजची सामग्री सामान्यत: जास्त असते (कमीतकमी 0.30% ते 1.5%).

स्टीलची शक्ती आणि कडकपणा ही त्याच्या सर्वात लोकप्रिय वैशिष्ट्यांपैकी एक आहे. हेच बांधकाम आणि वाहतुकीच्या अनुप्रयोगांसाठी स्टीलला योग्य बनवते, कारण ही सामग्री जड आणि पुनरावृत्ती झालेल्या भारांखाली बर्‍याच काळासाठी वापरली जाऊ शकते. स्टेनलेस स्टीलचे काही स्टीलचे मिश्रण, गंज प्रतिरोधक आहेत, जे अत्यंत वातावरणात काम करणा parts ्या भागांसाठी त्यांना सर्वोत्तम पर्याय बनवते.

तथापि, ही शक्ती आणि कठोरता मशीनिंगची वेळ वाढवेल आणि साधन पोशाख वाढवेल. स्टील ही एक उच्च-घनता सामग्री आहे, जी विशिष्ट अनुप्रयोगांसाठी खूपच भारी करते. तथापि, स्टीलचे वजन जास्त प्रमाणात असते, म्हणूनच ते मॅन्युफॅक्चरिंगमधील सर्वात सामान्यतः वापरल्या जाणार्‍या धातूंपैकी एक आहे. आमच्या उत्पादन प्रक्रियेत, आम्ही बर्‍याचदा कच्चा माल स्टेनलेस स्टील वापरतोमेटल अ‍ॅक्सेसरीज कास्टिंग पार्ट्स.

स्टीलचा प्रकार

आपण अनेक प्रकारच्या स्टीलवर चर्चा करूया. स्टील म्हणून, कार्बन लोहामध्ये जोडले जाणे आवश्यक आहे. तथापि, कार्बनची सामग्री बदलू शकते, ज्यामुळे त्याच्या कार्यक्षमतेत चांगले बदल होतात. कार्बन स्टील सामान्यत: स्टेनलेस स्टील व्यतिरिक्त स्टीलचा संदर्भ देते आणि स्टीलच्या 4-अंकी ग्रेडद्वारे ओळखले जाते, अधिक व्यापकपणे सांगायचे तर ते कमी कार्बन स्टील, मध्यम कार्बन स्टील किंवा उच्च कार्बन स्टील आहे.

कमी कार्बन स्टील: कार्बन सामग्री 0.30% पेक्षा कमी (वजनानुसार)

मध्यम कार्बन स्टील: 0.3-0.5% कार्बन सामग्री

उच्च कार्बन स्टील: 0.6% आणि त्यापेक्षा जास्त

स्टीलचे मुख्य मिश्र धातु घटक चार-अंकी ग्रेडमधील पहिल्या संख्येद्वारे दर्शविले जातात. उदाहरणार्थ, 1018 सारख्या कोणत्याही 1xxx स्टीलमध्ये मुख्य मिश्रधातू घटक म्हणून कार्बन असेल. 1018 स्टीलमध्ये 0.14-0.20% कार्बन आणि कमी प्रमाणात फॉस्फरस, सल्फर आणि मॅंगनीज असतात. या सामान्य-हेतू मिश्र धातुचा वापर सामान्यत: मशीनिंग गॅस्केट्स, शाफ्ट, गीअर्स आणि पिनसाठी केला जातो.

प्रक्रिया सुलभ ग्रेड कार्बन स्टीलमध्ये चिप्स लहान तुकड्यांमध्ये तोडण्यासाठी पुन्हा फॉस्फेटिंग आणि री-फॉस्फेटिंग उपचारांचा समावेश आहे. हे लांब किंवा मोठ्या चिप्स कटिंग दरम्यान साधनासह अडकण्यापासून प्रतिबंधित करते. मशीन करण्यायोग्य स्टील प्रक्रियेच्या वेळेस गती देऊ शकते, परंतु ड्युटिलिटी आणि प्रभाव प्रतिकार कमी करू शकते.

स्टेनलेस स्टील

स्टेनलेस स्टीलमध्ये कार्बन असते, परंतु त्यात सुमारे 11% क्रोमियम देखील असते, ज्यामुळे सामग्रीचा गंज प्रतिकार वाढतो. अधिक क्रोमियम म्हणजे कमी गंज! निकेल जोडणे गंज प्रतिकार आणि तन्य शक्ती देखील सुधारू शकते. याव्यतिरिक्त, स्टेनलेस स्टीलमध्ये उष्णतेचा चांगला प्रतिकार चांगला आहे आणि अत्यंत वातावरणातील एरोस्पेस आणि इतर अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहे.

धातूच्या क्रिस्टल स्ट्रक्चरनुसार, स्टेनलेस स्टीलला पाच प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकते. पाच प्रकार ऑस्टेनाइट, फेराइट, मार्टेनाइट, डुप्लेक्स आणि पर्जन्यमान कठोर आहेत. स्टेनलेस स्टील ग्रेड चार अंकांऐवजी तीन अंकांद्वारे ओळखले जातात. प्रथम संख्या क्रिस्टल स्ट्रक्चर आणि मुख्य मिश्र धातु घटकांचे प्रतिनिधित्व करते.

उदाहरणार्थ, 300 मालिका स्टेनलेस स्टील एक ऑस्टेनिटिक क्रोमियम-निकेल मिश्र धातु आहे. 304 स्टेनलेस स्टील हा सर्वात सामान्य ग्रेड आहे, ज्याला 18/8 म्हणून देखील ओळखले जाते कारण त्याची क्रोमियम सामग्री 18% आहे आणि निकेल सामग्री 8% आहे. 303 स्टेनलेस स्टील 304 स्टेनलेस स्टीलची विनामूल्य मशीनिंग आवृत्ती आहे. सल्फरची भर घालण्यामुळे त्याचा गंज प्रतिकार कमी होतो, म्हणून टाइप 303 स्टेनलेस स्टील प्रकार 304 पेक्षा गंजला अधिक प्रवण आहे.

स्टेनलेस स्टीलचा वापर विस्तृत उद्योगांमध्ये केला जाऊ शकतो. प्रकार 316 स्टेनलेस स्टीलचा वापर योग्य प्रक्रियेनंतर मशीन आणि पाइपलाइनमधील वाल्व भागांसारख्या वैद्यकीय उपकरणांसाठी केला जाऊ शकतो. 316 स्टेनलेस स्टीलचा वापर मशीनिंग नट आणि बोल्टसाठी देखील केला जातो, त्यापैकी बरेच एरोस्पेस आणि ऑटोमोटिव्ह उद्योगांमध्ये वापरले जातात. 303 स्टेनलेस स्टीलचा वापर गीअर्स, शाफ्ट आणि विमान आणि ऑटोमोबाईलसाठी आवश्यक असलेल्या इतर भागांसाठी केला जातो.

टूल स्टील

टूल स्टीलचा वापर डाय कास्टिंग, इंजेक्शन मोल्डिंग, स्टॅम्पिंग आणि कटिंग यासह विविध उत्पादन प्रक्रियेसाठी साधने तयार करण्यासाठी केला जातो. स्टीलचे बरेच भिन्न टूल आहेत जे वेगवेगळ्या अनुप्रयोगांसाठी वापरले जाऊ शकतात, परंतु ते सर्व त्यांच्या कठोरपणासाठी ओळखले जातात. त्यापैकी प्रत्येकजण एकाधिक वापराच्या पोशाख आणि अश्रू सहन करू शकतो (इंजेक्शन मोल्डिंगसाठी वापरल्या जाणार्‍या स्टीलचा साचा दहा लाख वेळा किंवा त्याहून अधिक सामग्रीचा प्रतिकार करू शकतो) आणि उच्च तापमान प्रतिकार आहे.

टूल स्टीलचा सामान्य अनुप्रयोग म्हणजे इंजेक्शन मोल्ड्स, ज्यावर उच्च दर्जाचे उत्पादन भाग तयार करण्यासाठी कठोर स्टील सीएनसीद्वारे प्रक्रिया केली जाते. एच 13 स्टील सामान्यत: त्याच्या चांगल्या थर्मल थकवा गुणधर्मांमुळे निवडले जाते-त्याची शक्ती आणि कठोरता अत्यंत तापमानात दीर्घकालीन प्रदर्शनास प्रतिकार करू शकते. एच 13 मोल्ड उच्च वितळण्याच्या तापमानासह प्रगत इंजेक्शन मोल्डिंग मटेरियलसाठी खूप योग्य आहे, कारण हे इतर स्टील्स -500,000 ते 1 दशलक्ष वेळा जास्त लांब मोल्ड लाइफ प्रदान करते. त्याच वेळी, एस 136 स्टेनलेस स्टील आहे, ज्यामध्ये दहा लाखाहून अधिक वेळा मोल्ड लाइफ आहे. ही सामग्री उच्च स्तरावर पॉलिश केली जाऊ शकते आणि विशेष अनुप्रयोगांमध्ये वापरली जाऊ शकते जिथे उच्च ऑप्टिकल स्पष्टता आवश्यक आहे.

स्टील प्रक्रिया

स्टीलची काही सर्वात उपयुक्त गुणधर्म अतिरिक्त प्रक्रिया आणि प्रक्रिया चरणांमधून येतात. या पद्धती स्टीलचे गुणधर्म बदलण्यासाठी आणि स्टीलला प्रक्रिया करणे सुलभ करण्यासाठी प्रक्रिया करण्यापूर्वी केल्या जाऊ शकतात. लक्षात ठेवा की मशीनिंग करण्यापूर्वी सामग्री कठोर केल्याने मशीनिंगची वेळ वाढेल आणि साधन पोशाख वाढेल, परंतु तयार उत्पादनाची शक्ती किंवा कडकपणा वाढविण्यासाठी मशीनिंगनंतर स्टीलचा उपचार केला जाऊ शकतो. ते म्हणाले की, आपल्या भागांसाठी आवश्यक गुणधर्म साध्य करण्यासाठी आपल्याला अर्ज करण्याची आवश्यकता असलेल्या कोणत्याही नियोजित उपचारांपूर्वी विचार करणे महत्वाचे आहे.

उष्णता उपचार

उष्णता उपचार म्हणजे बर्‍याच वेगवेगळ्या प्रक्रियेचा संदर्भ देते ज्यात स्टीलच्या तपमानात त्याचे भौतिक गुणधर्म बदलण्यासाठी हाताळणी करतात. Example नीलिंग हे एक उदाहरण आहे, जे कठोरपणा कमी करण्यासाठी आणि ड्युटिलिटी वाढविण्यासाठी वापरले जाते, ज्यामुळे स्टील प्रक्रिया करणे सुलभ होते. En नीलिंग प्रक्रिया हळूहळू आवश्यक तापमानात स्टीलला गरम करते आणि काही कालावधीसाठी ती राखते. आवश्यक वेळ आणि तापमान विशिष्ट मिश्र धातुवर अवलंबून असते आणि कार्बन सामग्री वाढत असताना कमी होते. अखेरीस, धातू भट्टीमध्ये हळूहळू थंड होते किंवा इन्सुलेट सामग्रीने वेढलेले असते.

Ne नील स्टीलपेक्षा उच्च सामर्थ्य आणि कडकपणा राखताना उष्णतेचे उपचार सामान्य केल्याने स्टीलमधील अंतर्गत ताण दूर होऊ शकतो. सामान्यीकरण प्रक्रियेदरम्यान, स्टीलला उच्च तापमानात गरम केले जाते आणि नंतर उच्च कडकपणा मिळविण्यासाठी एअर-कूल्ड केले जाते.

कठोर स्टील ही आणखी एक उष्णता उपचार प्रक्रिया आहे, आपण अंदाज केला आहे, यामुळे स्टील कठोर होते. हे सामर्थ्य देखील वाढवेल, परंतु यामुळे सामग्री अधिक ठिसूळ होईल. कडक प्रक्रियेमध्ये हळूहळू स्टील गरम करणे, उच्च तापमानात भिजविणे आणि नंतर स्टीलला पाणी, तेल किंवा वेगवान शीतकरणासाठी ब्राइन सोल्यूशनमध्ये विसर्जन करणे समाविष्ट आहे.

अखेरीस, टेम्परिंग उष्णता उपचार प्रक्रियेचा वापर विझवलेल्या स्टीलची ठिसूळपणा कमी करण्यासाठी केला जातो. टेम्पर्ड स्टील सामान्य करणे जवळजवळ एकसारखेच आहे: ते हळूहळू निवडलेल्या तापमानात गरम केले जाते आणि नंतर स्टील एअर-कूल्ड असते. फरक असा आहे की टेम्परिंग तापमान इतर प्रक्रियेपेक्षा कमी आहे, जे टेम्पर्ड स्टीलची कडकपणा आणि कडकपणा कमी करते.

पर्जन्यमान कठोर

पर्जन्यमान कठोर केल्याने स्टीलची उत्पन्नाची शक्ती वाढते. स्टेनलेस स्टीलच्या काही ग्रेडमध्ये नावात पीएच मूल्य असू शकते, याचा अर्थ असा की त्यांच्याकडे पर्जन्यमान कठोर गुणधर्म आहेत. पर्जन्यमान कठोर स्टील्समधील मुख्य फरक म्हणजे त्यामध्ये अतिरिक्त घटक असतात: तांबे, अॅल्युमिनियम, फॉस्फरस किंवा टायटॅनियम. येथे बर्‍याच वेगवेगळ्या मिश्र धातु आहेत. पर्जन्यवृष्टी कडक गुणधर्म सक्रिय करण्यासाठी, स्टील अंतिम आकारात तयार होते आणि नंतर वय कठोर उपचारांच्या अधीन होते. वृद्धत्वाची कडक प्रक्रिया जोडलेल्या घटकांना त्रास देण्यासाठी आणि वेगवेगळ्या आकाराचे घन कण तयार करण्यासाठी बर्‍याच काळासाठी सामग्री गरम करते, ज्यामुळे सामग्रीची शक्ती वाढते.

17-4PH (630 स्टील म्हणून देखील ओळखले जाते) हे स्टेनलेस स्टीलसाठी पर्जन्यवृष्टी कडक करण्याच्या ग्रेडचे एक सामान्य उदाहरण आहे. मिश्र धातुमध्ये 17% क्रोमियम आणि 4% निकेल आणि 4% तांबे आहे, जे पर्जन्यमान कठोर होण्यास मदत करते. वाढीव कडकपणा, सामर्थ्य आणि उच्च गंज प्रतिकारांमुळे, हेलिकॉप्टर डेक प्लॅटफॉर्म, टर्बाइन ब्लेड आणि अणु कचरा बॅरल्ससाठी 17-4PH वापरला जातो.

कोल्ड वर्किंग

बर्‍याच उष्णतेशिवाय स्टीलचे गुणधर्म देखील बदलले जाऊ शकतात. उदाहरणार्थ, शीत-काम केलेल्या स्टीलला काम कठोर प्रक्रियेद्वारे अधिक मजबूत केले जाते. जेव्हा धातू प्लास्टिकली विकृत होते, तेव्हा कार्य कठोर होते. हे हातोडा, रोलिंग किंवा रेखांकन करून साध्य केले जाऊ शकते. प्रक्रियेदरम्यान, जर साधन किंवा वर्कपीस जास्त तापले असेल तर, कार्य कठोर करणे देखील अनपेक्षितपणे होईल. कोल्ड वर्किंग देखील स्टीलची कार्यक्षमता सुधारू शकते. कोल्ड वर्किंगसाठी सौम्य स्टील खूप योग्य आहे.

स्टील स्ट्रक्चर डिझाइनची खबरदारी

स्टीलचे भाग डिझाइन करताना, सामग्रीची अद्वितीय वैशिष्ट्ये लक्षात ठेवणे महत्वाचे आहे. आपल्या अनुप्रयोगासाठी ती योग्य बनविणारी वैशिष्ट्ये मॅन्युफॅक्चरिंग फॉर मॅन्युफॅक्चरिंग (डीएफएम) च्या अतिरिक्त विचारांची आवश्यकता असू शकते.

सामग्रीच्या कठोरपणामुळे, प्रक्रिया स्टीलला इतर मऊ सामग्री (जसे की अ‍ॅल्युमिनियम किंवा पितळ) पेक्षा जास्त वेळ लागतो. मशीनिंगची गुणवत्ता ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी आणि टूल पोशाख कमी करण्यासाठी आपल्याला योग्य मशीन सेटिंग्ज वापरण्याची आवश्यकता आहे. सराव मध्ये, याचा अर्थ आपले भाग आणि मोल्ड्सचे संरक्षण करण्यासाठी हळू स्पिंडल वेग आणि फीड दर आहेत.

जरी आपण स्वतः प्रक्रिया करत नाही, तरीही आपण आपल्या प्रकल्पासाठी योग्य असलेल्या स्टील ग्रेडचे मूल्यांकन केले पाहिजे, केवळ कठोरपणा आणि सामर्थ्याच्या बाबतीतच नव्हे तर कार्यक्षमतेतील फरक लक्षात घेता. उदाहरणार्थ, स्टेनलेस स्टीलची प्रक्रिया वेळ कार्बन स्टीलच्या दुप्पट आहे. वेगवेगळ्या ग्रेडचा निर्णय घेताना, आपल्याला कोणत्या गुणधर्मांना सर्वोच्च प्राधान्य आहे आणि कोणत्या स्टीलचे मिश्रण सहज उपलब्ध आहेत याचा विचार केला पाहिजे. 304 किंवा 316 स्टेनलेस स्टील सारख्या सामान्यतः वापरल्या जाणार्‍या ग्रेडमध्ये निवडण्यासाठी स्टॉक आकारांची विस्तृत श्रेणी असते आणि शोधण्यासाठी आणि खरेदी करण्यास कमी वेळ लागतो. 

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

रेबेका वांग यांनी संपादित केले