कई प्रकार के स्टील, और सीएनसी मशीनिंग के बारे में आपको क्या पता होना चाहिए

स्टील क्या है?
लोहे और कार्बन मिश्र धातुओं के लिए स्टील एक व्यापक शब्द है।कार्बन सामग्री (0.05% - 2% वजन से) और अन्य तत्वों को जोड़ने से स्टील के विशिष्ट मिश्र धातु और इसके भौतिक गुणों का निर्धारण होता है।अन्य मिश्र धातु तत्वों में मैंगनीज, सिलिकॉन, फास्फोरस, सल्फर और ऑक्सीजन शामिल हैं।कार्बन स्टील की कठोरता और ताकत को बढ़ाता है, जबकि संक्षारण प्रतिरोध या मशीनेबिलिटी में सुधार के लिए अन्य तत्वों को जोड़ा जा सकता है।स्टील की भंगुरता को कम करने और इसकी ताकत में सुधार करने के लिए मैंगनीज सामग्री भी आम तौर पर उच्च (कम से कम 0.30% से 1.5%) होती है।
स्टील की ताकत और कठोरता इसके सबसे लोकप्रिय गुणों में से एक है।यह वे हैं जो स्टील को निर्माण और परिवहन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं क्योंकि इस सामग्री का उपयोग भारी और बार-बार भार के तहत लंबे समय तक किया जा सकता है।कुछ स्टील मिश्र, यानी स्टेनलेस स्टील की किस्में, संक्षारण प्रतिरोधी हैं, जो उन्हें अत्यधिक वातावरण में काम करने वाले भागों के लिए सबसे अच्छा विकल्प बनाती हैं।
हालांकि, यह ताकत और कठोरता मशीनिंग के समय को भी बढ़ाएगी और उपकरण पहनने में वृद्धि करेगी।स्टील एक उच्च घनत्व वाली सामग्री है, जो इसे कुछ अनुप्रयोगों में बहुत भारी बनाती है।हालांकि, स्टील में वजन अनुपात में उच्च शक्ति होती है, यही वजह है कि यह निर्माण में सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली धातुओं में से एक है।

स्टील का प्रकार
आइए कई प्रकार के स्टील के बारे में बात करते हैं।स्टील के रूप में, कार्बन को लोहे में जोड़ा जाना चाहिए।हालांकि, कार्बन की सामग्री अलग होगी, जिसके परिणामस्वरूप इसके प्रदर्शन में बड़े बदलाव होंगे।कार्बन स्टील आमतौर पर स्टेनलेस स्टील के अलावा अन्य स्टील को संदर्भित करता है और स्टील के 4-अंकीय ग्रेड द्वारा पहचाना जाता है।मोटे तौर पर, यह कम कार्बन स्टील, मध्यम कार्बन स्टील या उच्च कार्बन स्टील है।
कम कार्बन स्टील: 0.30% से कम कार्बन सामग्री (वजन के हिसाब से)
मध्यम कार्बन स्टील: 0.3 - 0.5% कार्बन सामग्री
उच्च कार्बन स्टील: 0.6% और ऊपर
स्टील के मुख्य मिश्र धातु तत्वों को चार अंकों के ग्रेड के पहले अंक द्वारा दर्शाया जाता है।उदाहरण के लिए, कोई भी 1xxx स्टील, जैसे कि 1018, कार्बन को मुख्य मिश्र धातु तत्व के रूप में उपयोग करेगा।1018 स्टील में 0.14 - 0.20% कार्बन और थोड़ी मात्रा में फास्फोरस, सल्फर और मैंगनीज होता है।यह सार्वभौमिक मिश्र धातु आमतौर पर गैसकेट, शाफ्ट, गियर और पिन को मशीन करने के लिए उपयोग किया जाता है।
चिप्स को छोटे टुकड़ों में तोड़ने के लिए कार्बन स्टील को प्रोसेस करने में आसान री फॉस्फेट और री फॉस्फेट किया जाता है।यह लंबे या बड़े चिप्स को काटने के दौरान टूल से उलझने से रोकता है।मशीन के लिए आसान स्टील प्रसंस्करण समय को तेज कर सकता है, लेकिन लचीलापन और प्रभाव प्रतिरोध को कम कर सकता है।

स्टेनलेस स्टील
स्टेनलेस स्टील में कार्बन होता है, लेकिन इसमें लगभग 11% क्रोमियम भी होता है, जो सामग्री के संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाता है।अधिक क्रोमियम का अर्थ है कम जंग!निकल के अलावा जंग प्रतिरोध और तन्य शक्ति में भी सुधार हो सकता है।इसके अलावा, स्टेनलेस स्टील में अच्छा गर्मी प्रतिरोध होता है और यह चरम वातावरण में एयरोस्पेस और अन्य अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
धातु की क्रिस्टल संरचना के अनुसार, स्टेनलेस स्टील को पांच प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है।ये पांच प्रकार हैं ऑस्टेनाइट, फेराइट, मार्टेंसाइट, डुप्लेक्स और वर्षा सख्त।स्टेनलेस स्टील ग्रेड चार अंकों के बजाय तीन अंकों से पहचाने जाते हैं।पहली संख्या क्रिस्टल संरचना और प्रमुख मिश्र धातु तत्वों का प्रतिनिधित्व करती है।
उदाहरण के लिए, 300 श्रृंखला स्टेनलेस स्टील ऑस्टेनिटिक क्रोमियम निकल मिश्र धातु है।304 स्टेनलेस स्टील सबसे आम ग्रेड है, जिसे 18/8 भी कहा जाता है, क्योंकि इसमें 18% क्रोमियम और 8% निकल होता है।303 स्टेनलेस स्टील 304 स्टेनलेस स्टील का एक मुफ्त मशीनिंग संस्करण है।सल्फर के अतिरिक्त इसके संक्षारण प्रतिरोध को कम कर देता है, इसलिए टाइप 303 स्टेनलेस स्टील टाइप 304 स्टेनलेस स्टील की तुलना में जंग लगने की अधिक संभावना है।
स्टेनलेस स्टील का उपयोग उद्योगों की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जा सकता है।टाइप 316 स्टेनलेस स्टील का उपयोग उचित प्रसंस्करण के बाद मशीनों और पाइपलाइनों जैसे चिकित्सा उपकरणों में वाल्व घटकों के लिए किया जा सकता है।316 स्टेनलेस स्टील का उपयोग नट और बोल्ट के प्रसंस्करण के लिए भी किया जाता है, जिनमें से कई का उपयोग एयरोस्पेस और ऑटोमोटिव उद्योगों में किया जाता है।303 स्टेनलेस स्टील का उपयोग गियर, शाफ्ट और विमान और ऑटोमोबाइल के लिए आवश्यक अन्य भागों के लिए किया जाता है।

छेनी उपकरण स्टील
टूल स्टील का उपयोग विभिन्न विनिर्माण प्रक्रियाओं के लिए उपकरण बनाने के लिए किया जाता है, जिसमें डाई कास्टिंग, इंजेक्शन मोल्डिंग, स्टैम्पिंग और कटिंग शामिल हैं।विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए कई अलग-अलग उपकरण स्टील मिश्र धातु उपलब्ध हैं, लेकिन वे सभी अपनी कठोरता के लिए जाने जाते हैं।उनमें से प्रत्येक कई उपयोगों के पहनने का सामना कर सकता है (इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला स्टील मोल्ड एक लाख गुना या अधिक सामग्री का सामना कर सकता है) और उच्च तापमान प्रतिरोध है।
टूल स्टील का एक सामान्य अनुप्रयोग इंजेक्शन मोल्डिंग है, जिसे उच्चतम गुणवत्ता वाले उत्पादन भागों का उत्पादन करने के लिए कठोर स्टील सीएनसी द्वारा संसाधित किया जाता है।H13 स्टील को आमतौर पर इसके अच्छे थर्मल थकान प्रदर्शन के कारण चुना जाता है - इसकी ताकत और कठोरता अत्यधिक तापमान के दीर्घकालिक जोखिम का सामना कर सकती है।H13 मोल्ड उच्च पिघलने वाले तापमान के साथ उन्नत इंजेक्शन मोल्डिंग सामग्री के लिए बहुत उपयुक्त है, क्योंकि यह अन्य स्टील्स की तुलना में लंबा मोल्ड जीवन प्रदान करता है - 500000 से 1 मिलियन बार।इसी समय, S136 स्टेनलेस स्टील है, और मरने का जीवन दस लाख गुना से अधिक है।इस सामग्री को उच्चतम स्तर तक पॉलिश किया जा सकता है और उच्च ऑप्टिकल स्पष्टता की आवश्यकता वाले भागों के विशेष अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है।

इस्पात उपचार
स्टील के कुछ सबसे उपयोगी गुण अतिरिक्त प्रसंस्करण और मशीनिंग चरणों से आते हैं।स्टील के गुणों को बदलने और स्टील को संसाधित करने में आसान बनाने के लिए प्रसंस्करण से पहले इन विधियों को किया जा सकता है।कृपया याद रखें कि मशीनिंग से पहले सख्त सामग्री मशीनिंग समय को बढ़ाएगी और उपकरण पहनने में वृद्धि करेगी, लेकिन तैयार उत्पाद की ताकत या कठोरता को बढ़ाने के लिए मशीनिंग के बाद स्टील को संसाधित किया जा सकता है।कहने का तात्पर्य यह है कि किसी भी नियोजित उपचार का अनुमान लगाना महत्वपूर्ण है जिसे आपको अपने भागों के लिए आवश्यक गुण प्राप्त करने के लिए लागू करने की आवश्यकता है।

उष्मा उपचार
हीट ट्रीटमेंट से तात्पर्य कई अलग-अलग प्रक्रियाओं से है जिसमें स्टील के तापमान में हेरफेर करके उसके भौतिक गुणों को बदलना शामिल है।एक उदाहरण एनीलिंग है, जिसका उपयोग कठोरता को कम करने और लचीलापन बढ़ाने के लिए किया जाता है, जिससे स्टील को संसाधित करना आसान हो जाता है।एनीलिंग प्रक्रिया धीरे-धीरे स्टील को वांछित तापमान तक गर्म करती है और इसे कुछ समय के लिए रखती है।आवश्यक समय और तापमान विशिष्ट मिश्र धातु पर निर्भर करता है और बढ़ती कार्बन सामग्री के साथ घटता है।अंत में, धातु को धीरे-धीरे भट्टी में ठंडा किया जाता है या इन्सुलेट सामग्री से घिरा होता है।
एनाल्ड स्टील की तुलना में उच्च शक्ति और कठोरता को बनाए रखते हुए गर्मी उपचार को सामान्य करने से स्टील में आंतरिक तनाव समाप्त हो सकता है।सामान्यीकरण के दौरान, स्टील को उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है और फिर उच्च कठोरता प्राप्त करने के लिए हवा को ठंडा किया जाता है।
बुझा हुआ स्टील एक और गर्मी उपचार प्रक्रिया है।आपने अनुमान लगाया, यह स्टील को सख्त करता है।यह ताकत भी बढ़ाता है, लेकिन सामग्री को अधिक भंगुर भी बनाता है।सख्त प्रक्रिया में स्टील को धीरे-धीरे गर्म करना, इसे उच्च तापमान पर भिगोना और फिर स्टील को पानी, तेल या नमकीन घोल में तेजी से ठंडा करना शामिल है।
अंत में, तड़के वाले स्टील की भंगुरता को कम करने के लिए तड़के की गर्मी उपचार प्रक्रिया को अपनाया जाता है।टेम्पर्ड स्टील सामान्यीकरण के लगभग समान है: इसे धीरे-धीरे एक चयनित तापमान पर गर्म करें, और फिर स्टील को हवा में ठंडा करें।अंतर यह है कि तड़के का तापमान अन्य प्रक्रियाओं की तुलना में कम होता है, जो टेम्पर्ड स्टील की भंगुरता और कठोरता को कम करता है।

तेजी से सख्त होना
वर्षा सख्त होने से स्टील की उपज शक्ति में सुधार होता है।स्टेनलेस स्टील के कुछ ग्रेड में उनके नाम में पीएच मान हो सकते हैं, जिसका अर्थ है कि उनमें वर्षा सख्त करने की विशेषताएं हैं।वर्षा सख्त स्टील्स के बीच मुख्य अंतर यह है कि उनमें अतिरिक्त तत्व होते हैं: तांबा, एल्यूमीनियम, फास्फोरस या टाइटेनियम।कई अलग-अलग मिश्र हैं।वर्षा सख्त संपत्ति को सक्रिय करने के लिए, स्टील को अंतिम आकार में बनाया जाता है और फिर उम्र सख्त उपचार के अधीन किया जाता है।उम्र बढ़ने की सख्त प्रक्रिया सामग्री को लंबे समय तक गर्म करती है ताकि जोड़े गए तत्वों को अवक्षेपित किया जा सके और विभिन्न आकारों के ठोस कण बनाए जा सकें, इस प्रकार सामग्री की ताकत में सुधार होता है।
17-4PH (630 स्टील के रूप में भी जाना जाता है) स्टेनलेस स्टील वर्षा सख्त ग्रेड का एक सामान्य उदाहरण है।मिश्र धातु में 17% क्रोमियम और 4% निकल और 4% तांबा होता है, जो वर्षा को सख्त करने में योगदान देता है।बढ़ी हुई कठोरता, शक्ति और उच्च संक्षारण प्रतिरोध के कारण, 17-4PH का उपयोग HELIDECK प्लेटफार्मों, टरबाइन ब्लेड और परमाणु अपशिष्ट ड्रम के लिए किया जाता है।

ठंडा काम
बड़ी मात्रा में गर्मी लागू किए बिना स्टील के गुणों को भी बदला जा सकता है।उदाहरण के लिए, कोल्ड वर्क्ड स्टील को वर्क हार्डनिंग प्रक्रिया द्वारा मजबूत बनाया जाता है।वर्क हार्डनिंग तब होती है जब धातु प्लास्टिक रूप से विकृत हो जाती है।यह धातु को हथौड़े से घुमाकर, लुढ़क कर या खींचकर प्राप्त किया जा सकता है।मशीनिंग के दौरान, यदि टूल या वर्कपीस को ज़्यादा गरम किया जाता है, तो गलती से भी वर्क हार्डनिंग हो सकती है।कोल्ड वर्किंग से स्टील की मशीनेबिलिटी में भी सुधार हो सकता है।कम कार्बन स्टील कोल्ड वर्किंग के लिए बहुत उपयुक्त है।

इस्पात संरचना डिजाइन के लिए सावधानियां
स्टील के हिस्सों को डिजाइन करते समय, सामग्री की अनूठी विशेषताओं को याद रखना महत्वपूर्ण है।इसे आपके आवेदन की विशेषताओं के अनुकूल बनाने के लिए विनिर्माण डिजाइन (डीएफएम) पर अतिरिक्त विचार करने की आवश्यकता हो सकती है।
सामग्री की कठोरता के कारण, एल्यूमीनियम या पीतल जैसी अन्य नरम सामग्री की तुलना में स्टील को संसाधित करने में अधिक समय लगता है।मशीनिंग गुणवत्ता को अनुकूलित करने और उपकरण पहनने को कम करने के लिए आपको सही मशीन सेटिंग्स का उपयोग करने की आवश्यकता है।वास्तव में, इसका मतलब है धीमी धुरी गति और अपने भागों और मोल्डों की सुरक्षा के लिए फ़ीड गति।
यहां तक ​​​​कि अगर आप स्वयं प्रसंस्करण नहीं करते हैं, तब भी आपको अपनी परियोजना के लिए उपयुक्त स्टील प्रकार का मूल्यांकन करना चाहिए, न केवल कठोरता और ताकत, बल्कि मशीनेबिलिटी में भी अंतर।उदाहरण के लिए, स्टेनलेस स्टील का प्रसंस्करण समय कार्बन स्टील से लगभग दोगुना है।विभिन्न ग्रेडों पर निर्णय लेते समय, आपको यह भी विचार करना चाहिए कि कौन से गुण सर्वोच्च प्राथमिकता हैं और कौन से स्टील मिश्र धातु प्राप्त करना आसान है।आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले ग्रेड, जैसे 304 या 316 स्टेनलेस स्टील, में चुनने के लिए स्टॉक आकार की एक विस्तृत श्रृंखला होती है और खोजने और खरीदने के लिए कम समय की आवश्यकता होती है।