সংক্ষেপে

অপটিমাল নির্বাচন অটোমোটিভ স্ট্যাম্পিং ডাই কোটিং হার্ডনেস, লুব্রিসিটি এবং প্রক্রিয়াকরণ তাপমাত্রার মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রকৌশলগত সিদ্ধান্ত যা টুলের ব্যর্থতা প্রতিরোধ করে। যদিও PVD (ফিজিক্যাল ভ্যাপার ডিপোজিশন) —বিশেষ করে AlTiN এবং TiAlN— অ্যাডভান্সড হাই-স্ট্রেংথ স্টিল (AHSS) এর ক্ষেত্রে এর কম প্রক্রিয়াকরণ তাপমাত্রা (<500°C) এবং উচ্চ আঘাত প্রতিরোধের কারণে আধুনিক স্ট্যান্ডার্ড হয়ে উঠেছে, তবে TD (থার্মাল ডিফিউশন) স্টেইনলেস স্টিল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে চরম গ্যালিং প্রতিরোধের জন্য এখনও গোল্ড স্ট্যান্ডার্ড হিসাবে বিবেচিত হয়। সবচেয়ে চাহিদাপূর্ণ উচ্চ-লোড পরিস্থিতির জন্য, ডুপ্লেক্স কোটিং (প্লাজমা নাইট্রাইডিং-এর পরে PVD) “ডিমের খোসার প্রভাব” প্রতিরোধে উন্নত সমর্থন প্রদান করে। আপনার কাজের উপাদান এবং উৎপাদন পরিমাণের সাথে কোটিং স্পেসিফিকেশন মিলিয়ে নেওয়ার জন্য এই গাইডটি ব্যবহার করুন।

প্রাথমিক কোটিং প্রযুক্তি: PVD বনাম CVD বনাম TD

অটোমোটিভ স্ট্যাম্পিং শিল্পে, তিনটি প্রধান পৃষ্ঠ চিকিত্সা প্রযুক্তি নির্দিষ্টকরণের জন্য প্রতিদ্বন্দ্বিতা করে। টুল জীবন এবং মাত্রিক স্থিতিশীলতা পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য তাদের মধ্যে তাপ-গতিবিদ্যা এবং যান্ত্রিক পার্থক্যগুলি বোঝা অপরিহার্য।

1. পিভিডি (ফিজিক্যাল ভেপার ডিপোজিশন)

বর্তমানে সূক্ষ্ম অটোমোটিভ টুলিংয়ের জন্য পিভিডি হল সবচেয়ে বহুমুখী প্রযুক্তি। এতে 800°F–900°F / 425°C–480°C তাপমাত্রায় একটি শূন্যস্থানে টুলের পৃষ্ঠে ধাতব বাষ্প (টাইটানিয়াম, ক্রোমিয়াম, অ্যালুমিনিয়াম) ঘনীভূত হওয়ার প্রক্রিয়া জড়িত। যেহেতু এই প্রক্রিয়াকরণ তাপমাত্রা বেশিরভাগ টুল ইস্পাতের (যেমন D2 বা M2) টেম্পারিং বিন্দুর চেয়ে কম, তাই পিভিডি সাবস্ট্রেটের কঠোরতা এবং মাত্রার সঠিকতা বজায় রাখে।

অনুযায়ী আইফেলার , উন্নত পিভিডি পরিবর্তনগুলির মধ্যে AlTiN (অ্যালুমিনিয়াম টাইটানিয়াম নাইট্রাইড) 900°C তাপ প্রতিরোধ এবং 3,000 HV এর বেশি কঠোরতা মান প্রদান করে, যা AHSS স্ট্যাম্প করার সময় উৎপন্ন উচ্চ তাপের জন্য আদর্শ করে তোলে।

2. সিভিডি (কেমিক্যাল ভেপার ডিপোজিশন)

সিভিডি পৃষ্ঠের কাছাকাছি একটি রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে একটি কোটিং তৈরি করে, যা সাধারণত অনেক বেশি তাপমাত্রার (~1,900°F / 1,040°C) প্রয়োজন। এই উচ্চ তাপের কারণে একটি শূন্যস্থান তাপ চিকিত্সা চক্রের প্রয়োজন হয় পরে টুলের কোর হার্ডনেস পুনরুদ্ধারের জন্য কোটিং, যা আকারগত বিকৃতির উল্লেখযোগ্য ঝুঁকি তৈরি করে। তবে, CVD-এর ক্ষেত্রে চমৎকার আসঞ্জন থাকে এবং অন্ধ ছিদ্রসহ জটিল জ্যামিতির সমানভাবে কোটিং করা যায়, যা PVD-এর লাইন-অফ-সাইট প্রক্রিয়াতে মিস হওয়া যেতে পারে।

3. TD (থার্মাল ডিফিউশন)

প্রায়শই "টয়োটা ডিফিউশন" প্রক্রিয়া হিসাবে পরিচিত, TD (বা TRD) লবণ গাদা ডিফিউশন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ভ্যানাডিয়াম কার্বাইড স্তর তৈরি করে। যেমনটি ফ্যাব্রিকেটর উল্লেখ করেছেন, TD কোটিং চরম কঠোরতা (~3,000–4,000 HV) অর্জন করে এবং রাসায়নিকভাবে নিষ্ক্রিয় হয়, যা স্টেইনলেস স্টিল বা ভারী-গেজ হাই-স্ট্রেন্থ লো-অ্যালয় (HSLA) ইস্পাত গঠনের সময় আঠালো ঘর্ষণ (গ্যালিং) থেকে প্রায় সম্পূর্ণরূপে অনাক্রম্য করে তোলে। CVD-এর মতো, উচ্চ প্রক্রিয়াকরণ তাপমাত্রার কারণে কোটিং-এর পরে তাপ চিকিত্সার প্রয়োজন হয়।

কোটিংসকে কাজের উপাদানের সাথে মিলিয়ে নেওয়া

স্ট্যাম্পিং অপারেশনের সাফল্য প্রায়শই কোটিং এবং শীট ধাতুর মধ্যে ঘর্ষণজনিত সামঞ্জস্যের উপর নির্ভর করে। এগুলির মিসম্যাচ দ্রুত বিপর্যয়কর ব্যর্থতার দিকে নিয়ে যেতে পারে।

অ্যাডভান্সড হাই-স্ট্রেংথ স্টিল (AHSS)

এএইচএসএস (টেনসাইল শক্তি >980 MPa) স্ট্যাম্পিং করা অত্যন্ত স্থানীয় চাপ এবং তাপ সৃষ্টি করে। স্ট্যান্ডার্ড TiN কোটিং প্রায়শই এখানে ব্যর্থ হয়। শিল্পের পছন্দ হল PVD AlTiN অথবা TiAlN . ব্যবহারের সময় পৃষ্ঠে একটি শক্ত অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড স্তর তৈরি করতে অ্যালুমিনিয়াম যোগ করা হয়, যা আসলে তাপ প্রতিরোধকতা বৃদ্ধি করে। AHSS Guidelines তথ্য থেকে দেখা যায় যে ক্রোম প্লেটিংয়ের আয়ু 50,000 হিট পর্যন্ত হতে পারে, কিন্তু সঠিকভাবে নির্বাচিত PVD বা ডুপ্লেক্স কোটিং টুলের আয়ু 12 লক্ষ হিটের বেশি পর্যন্ত বাড়িয়ে দিতে পারে।

অ্যালুমিনিয়াম খাদ (5xxx/6xxx সিরিজ)

অ্যালুমিনিয়াম "আসঞ্জন ক্ষয়"-এর জন্য খ্যাত, যেখানে নরম অ্যালুমিনিয়াম টুলের পৃষ্ঠে লেগে থাকে (যা শীতল ওয়েল্ডিং নামে পরিচিত)। AlTiN এই ক্ষেত্রে একটি খারাপ পছন্দ কারণ কোটিংয়ের অ্যালুমিনিয়ামের অ্যালুমিনিয়াম শীটের প্রতি আকর্ষণ থাকে। পরিবর্তে, DLC (ডায়মন্ড-লাইক কার্বন) অথবা CrN (ক্রোমিয়াম নাইট্রাইড) dLC-এর ঘর্ষণের গুণাঙ্ক অসাধারণভাবে কম (0.1–0.15), যা অ্যালুমিনিয়ামকে লেগে না থেকে স্বাধীনভাবে পিছলে যেতে দেয়।

গ্যালভানাইজড স্টিল

জ্যালভানাইজড শীট স্ট্যাম্পিংয়ের সময় দস্তার আঠা লেগে থাকা প্রাথমিক ব্যর্থতার কারণ। পৃষ্ঠের খাড়াপনা যদি খুব বেশি হয়, তবে মাঝে মাঝে স্ট্যান্ডার্ড PVD কোটিং এটি আরও বাড়িয়ে তুলতে পারে। আয়ন নাইট্রাইডিং বা নির্দিষ্ট পালিশ করা CrN কোটিং দস্তার স্তরের সঙ্গে রাসায়নিক বিক্রিয়া প্রতিরোধ করার জন্য সুপারিশ করা হয়।

এই ধরনের উপাদান জোড়া নিয়ে কাজ করতে হলে শুধুমাত্র সঠিক প্রলেপ নয়, বরং সমগ্র উৎপাদন চক্রটি নির্ভুলভাবে সম্পাদন করতে সক্ষম এমন একটি উৎপাদন অংশীদারের প্রয়োজন। গাড়ির কার্যক্রমের ক্ষেত্রে যেখানে বৈশ্বিক মানগুলির কঠোর অনুসরণ প্রয়োজন, সেখানে শাওয়াই মেটাল টেকনোলজি iATF 16949-প্রত্যয়িত প্রক্রিয়াগুলি ব্যবহার করে দ্রুত প্রোটোটাইপিং থেকে শুরু করে উচ্চ-পরিমাণ স্ট্যাম্পিং পর্যন্ত সবকিছু পরিচালনা করে, যাতে এই উন্নত প্রলেপগুলির তাত্ত্বিক সুবিধাগুলি আসল উৎপাদনে রূপান্তরিত হয়।

"ডিমের খোসার প্রভাব" এবং সাবস্ট্রেট নির্বাচন

একটি সাধারণ ভুল ধারণা হল যে একটি নরম টুলের উপর কঠিন প্রলেপ দিলে সমস্যার সমাধান হয়। বাস্তবে, একটি স্ট্যান্ডার্ড নরম টুল স্টিল (যেমন অপরিশোধিত D2) এর উপর একটি অতি-কঠিন প্রলেপ (3000 HV) প্রয়োগ করলে "ডিমের খোসার প্রভাব" তৈরি হয়। গাড়ির স্ট্যাম্পিংয়ের সময় উচ্চ চাপের মুখে নরম সাবস্ট্রেট স্থিতিস্থাপকভাবে বিকৃত হয়, যার ফলে উপরের ভঙ্গুর, কঠিন প্রলেপটি ফাটল ধরে এবং ভেঙে পড়ে—ঠিক যেমন ডিমের খোসা ফাটে যখন ডিমের ভিতরের অংশ চাপা হয়।

সমাধান: ডুপ্লেক্স কোটিং।
এটি প্রতিরোধ করতে, প্রকৌশলীরা "ডুপ্লেক্স" চিকিত্সা নির্দিষ্ট করেন। এই প্রক্রিয়াটি শুরু হয় প্লাজমা আয়ন নাইট্রাইডিং উপাদানটির পৃষ্ঠকে ~0.1–0.2 মিমি গভীরতা পর্যন্ত কঠিন করার জন্য, একটি সমর্থনমূলক গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করে। তারপর উপরের দিকে PVD কোটিং প্রয়োগ করা হয়। এই কঠিনকৃত সাব-স্তরটি কোটিংকে সমর্থন করে, যাতে উচ্চ-গতির স্ট্যাম্পিংয়ের সময় ঘটা চরম আঘাতের মোকাবিলা করা যায়।

আরও খুঁজুন, স্ট্যান্ডার্ড D2 টুল স্টিলে বড় কার্বাইড কাঠামো থাকে যা ভাঙনের বিন্দু হিসাবে কাজ করতে পারে। কোট করা টুলের জন্য MetalForming Magazine উন্নত করার পরামর্শ দেওয়া হয় পাউডার মেটালার্জি (PM) ইস্পাত (যেমন CPM M4 বা Vanadis)। PM ইস্পাতে সূক্ষ্ম, সমান কার্বাইড বন্টন কোটিংয়ের জন্য একটি উত্কৃষ্ট আঙ্কার প্রদান করে এবং ক্ষতির প্রতি প্রতিরোধ ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে।

পারফরম্যান্স মেট্রিক্স ও ব্যর্থতা বিশ্লেষণ

চিহ্নিতকরণ কিভাবে একটি টুল ব্যর্থ হওয়ার কারণ নির্ণয় করা হল সঠিক কোটিং সংশোধন নির্বাচনের প্রথম পদক্ষেপ। MISUMI প্রকৌশল অধ্যয়নগুলি তিনটি আলাদা ব্যর্থতার মোড তুলে ধরে:

• ক্ষয়কারী পরিধান: টুলের পৃষ্ঠটি শারীরিকভাবে আঁচড় বা ক্ষয় হয়ে যায়। সংশোধন: প্রলেপের কঠোরতা বৃদ্ধি করুন (TiN থেকে AlTiN বা TD-এ পরিবর্তন করুন)।
• আসঞ্জন পরিধান (গলিং): কাজের উপাদানটি টুলের সাথে ওয়েল্ড হয়ে যাচ্ছে। সংশোধন: স্নিগ্ধতা বৃদ্ধি করুন/ঘর্ষণ হ্রাস করুন (DLC-এ পরিবর্তন করুন অথবা WS2 শুষ্ক স্নানকারী আস্তরণ যোগ করুন)।
• চিপিং/ফাটল: প্রলেপ বা টুলের ধারটি ভেঙে যাচ্ছে। সংশোধন: প্রলেপটি খুব মোটা হতে পারে অথবা সাবস্ট্রেট খুব ভঙ্গুর হতে পারে। একটি আরও শক্তিশালী প্রলেপে পরিবর্তন করুন (নিম্ন অ্যালুমিনিয়াম সংযুক্তি) অথবা একটি শক্তিশালী PM ইস্পাত সাবস্ট্রেটে ডুপ্লেক্স চিকিত্সা ব্যবহার করুন।

টুলের দীর্ঘস্থায়ীত্বের জন্য অপ্টিমাইজ করা

সব অটোমোটিভ ডাইয়ের জন্য একক "সেরা" প্রলেপ নেই। আপনি যে ব্যর্থতা প্রতিরোধ করতে চান এবং যে উপাদান গঠন করছেন তার উপর সর্বদা নির্ভর করে অনুকূল পছন্দ। সাধারণ AHSS স্ট্যাম্পিংয়ের জন্য, PM ইস্পাত সাবস্ট্রেটে PVD AlTiN হল শিল্পের মৌলিক ভিত্তি। স্টেইনলেসে চরম গ্যালিং সমস্যার ক্ষেত্রে, TD এখনও অপরাজিত। আপনার নির্দিষ্ট উৎপাদন পরিবর্তনশীলগুলির সাথে প্রলেপের বৈশিষ্ট্য—কঠোরতা, ঘর্ষণ সহগ এবং তাপীয় স্থিতিশীলতা—কে পদ্ধতিগতভাবে মিলিয়ে আপনি টুলের আয়ুকে রক্ষণাবেক্ষণের ঝামেলা থেকে প্রতিযোগিতামূলক সুবিধায় রূপান্তরিত করতে পারেন।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

1. AHSS স্ট্যাম্পিংয়ের জন্য সেরা কোটিং কী?

অধিকাংশ উন্নত উচ্চ-শক্তি ইস্পাত (AHSS) অ্যাপ্লিকেশনের জন্য AlTiN (অ্যালুমিনিয়াম টাইটানিয়াম নাইট্রাইড) অথবা TiAlN PVD কোটিংগুলি পছন্দনীয়। এগুলি উচ্চ কঠোরতা (~3400 HV) এবং চমৎকার তাপীয় স্থিতিশীলতা প্রদান করে। সবচেয়ে কঠোর অ্যাপ্লিকেশনের জন্য (1180 MPa+ ইস্পাত), সাবস্ট্রেট কল্যাণ প্রতিরোধ করার জন্য PM টুল স্টিল সাবস্ট্রেটে ডুপ্লেক্স কোটিং (নাইট্রাইডিং + PVD) এর সুপারিশ করা হয়।

2. স্ট্যাম্পিং ডাইয়ের জন্য PVD কোটিং কত ঘন হওয়া উচিত?

স্ট্যাম্পিংয়ের জন্য আদর্শ PVD কোটিংগুলি সাধারণত প্রয়োগ করা হয় 3 থেকে 5 মাইক্রন (0.0001–0.0002 ইঞ্চি) পুরুত্বে। এই চেয়ে ঘন কোটিংগুলি উচ্চ অভ্যন্তরীণ সংকোচন চাপের কারণে খসে পড়ার ঝুঁকি নেয়, যখন পাতলা কোটিংগুলি আগে থেকেই ক্ষয় হয়ে যেতে পারে। বহু-স্তর কোটিংগুলি আঠালোতা না হারানোর কিছুটা ঘন প্রয়োগ করা যেতে পারে।

3. এটি ছাড়াই স্ট্যাম্পিং ডাই পুনরায় কোট করা যাবে?

সাধারণত না। সঠিক আসক্তি এবং মাত্রার নির্ভুলতা নিশ্চিত করার জন্য নতুন স্তর প্রয়োগের আগে পুরানো কোটিং রাসায়নিকভাবে সরিয়ে ফেলা আবশ্যিক। পুরানো, ক্ষয়ক্ষত কোটিং-এর উপর PVD প্রয়োগ করলে অধিকাংশই খসে পড়ার ঘটনা ঘটে এবং তার কার্যকারিতা খারাপ হয়। তবে, টুল স্টিল সাবস্ট্রেটকে ক্ষতি না করেই অধিকাংশ PVD কোটিং-কে রাসায়নিকভাবে সরানো যায়, যার ফলে এগুলি একাধিকবার ব্যবহার করা সম্ভব হয়।