সংক্ষেপে

AHSS স্ট্যাম্পিং-এর জন্য সঠিক ডাই উপকরণ নির্বাচন করতে হলে প্রচলিত টুলিং কৌশল থেকে মৌলিক পরিবর্তন প্রয়োজন। 590 MPa-এর বেশি স্ট্রেন্থযুক্ত উন্নত উচ্চ-শক্তিসম্পন্ন ইস্পাত (AHSS)-এর ক্ষেত্রে, কার্বাইড স্ট্রিংগারের মতো অসম ক্রমবিন্যাস এবং যথেষ্ট ক্ষতি সহনের অক্ষমতার কারণে সাধারণ D2 টুল স্টিল প্রায়শই ব্যাহত হয়। শিল্প সম্মত মত হল উন্নত উপকরণে আপগ্রেড করা পাউডার ধাতুবিদ্যা (PM) টুল ইস্পাত (যেমন ভ্যানাডিস 4E বা CPM 3V), যা চিপিং ছাড়াই উচ্চ আঘাতের ঝাঁকুনি সহ্য করার জন্য সমগ্র দানাদার গঠন প্রদান করে

তবে, উপকরণ মাত্র অর্ধেক যুদ্ধ। AHSS-এর ক্ষেত্রে চরম ঘর্ষণজনিত ক্ষয় এবং গ্যালিং-এর মোকাবিলা করতে, আপনাকে সঠিক PM সাবস্ট্রেটের সাথে একটি উন্নত পৃষ্ঠীয় কোটিং—সাধারণত PVD (ফিজিক্যাল ভ্যাপার ডিপোজিশন) নিখুঁত রক্ষণাবেক্ষণের জন্য TD (থার্মাল ডিফিউশন) সর্বোচ্চ পৃষ্ঠের কঠোরতা অর্জনের জন্য। একটি সফল নির্বাচন কৌশল শীট ধাতুর টান সামর্থ্যকে সরাসরি ডাই উপাদানের দৃঢ়তা এবং প্রলেপের ক্ষয় প্রতিরোধের সাথে সম্পর্কিত করে।

AHSS-এর চ্যালেঞ্জ: কেন প্রচলিত টুল ইস্পাত ব্যর্থ হয়

অ্যাডভান্সড হাই-স্ট্রেন্থ স্টিল (AHSS) স্ট্যাম্পিং মৃদু ইস্পাত গঠনের তুলনায় আকারে উচ্চতর বল প্রয়োগ করে। মৃদু ইস্পাতের ক্ষেত্রে তুলনামূলকভাবে কম চাপ প্রয়োজন হলেও, ডুয়াল ফেজ (DP) এবং মার্টেনসিটিক (MS) ইস্পাতের মতো AHSS গ্রেডগুলি ডাই পৃষ্ঠের উপর অপরিসীম সংকোচন চাপ প্রয়োগ করে। এর ফলে গঠনের সময় শীট উপাদানের দ্রুত কার্যকরী কঠোরতা ঘটে, যেখানে স্ট্যাম্প করা অংশটি প্রায় টুলের মতোই কঠিন হয়ে ওঠে।

AISI D2 এর মতো প্রচলিত কোল্ড ওয়ার্ক টুল স্টিলের জন্য প্রাথমিক ব্যর্থতার কারণ হল এর মাইক্রোস্ট্রাকচার। ঐতিহ্যবাহী ইনগট-কাস্ট স্টিলে, কার্বাইডগুলি "স্ট্রিংগার" নামে পরিচিত বড়, অনিয়মিত নেটওয়ার্ক গঠন করে। 980 MPa বা 1180 MPa ইস্পাতের মধ্য দিয়ে আঘাত করার সময় উচ্চ আঘাত চাপের কারণে এই স্ট্রিংগারগুলি চাপ বৃদ্ধি করে, যা চূড়ান্ত ব্যর্থতার দিকে নিয়ে যায় চিপিং বা ক্র্যাকিং . ক্ষয় ক্রমাগত হওয়ার জন্য মৃদু ইস্পাত স্ট্যাম্পিং-এর বিপরীতে, AHSS ব্যর্থতা প্রায়শই হঠাৎ এবং কাঠামোগত হয়।

এছাড়াও, উচ্চ যোগাযোগ চাপ উল্লেখযোগ্য তাপ উৎপন্ন করে, যা প্রমিত লুব্রিকেন্টগুলির মান হ্রাস করে এবং গ্যালিং (আঞ্জেদানিক ক্ষয়) তৈরি করে। এখানে শীট মেটাল আক্ষরিক অর্থে নিজেকে টুলের পৃষ্ঠের সাথে ওয়েল্ড করে, ডাই থেকে সূক্ষ্ম টুকরোগুলি ছিঁড়ে ফেলে। AHSS সম্পর্কে অন্তর্দৃষ্টি 980 MPa এর উপরে টান শক্তি সহ গ্রেডগুলির জন্য ব্যর্থতার মode সরল ক্ষয়জনিত ক্ষয় থেকে জটিল ক্লান্তি ব্যর্থতায় পরিবর্তিত হয়, যা উচ্চ পরিমাণের জন্য প্রমিত D2 অপ্রচলিত করে তোলে।

কোর ম্যাটেরিয়াল ক্লাস: D2 বনাম PM বনাম কার্বাইড

ডাই উপাদান নির্বাচন করা খরচ, শক্ততা (চিপিংয়ের বিরুদ্ধে প্রতিরোধের) এবং ক্ষয় প্রতিরোধের মধ্যে একটি ভারসাম্য। AHSS অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, এই ক্রম স্পষ্টভাবে আলাদা।

প্রচলিত টুল ইস্পাত (D2, A2)

D2 তার কম খরচ এবং ভালো ক্ষয় প্রতিরোধের কারণে মৃদু ইস্পাত স্ট্যাম্পিংয়ের জন্য এখনও মৌলিক ভিত্তি হিসাবে রয়েছে। তবে, এর ঘন কার্বাইড গঠন এর শক্ততা সীমিত করে। AHSS অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য, D2 সাধারণত প্রোটোটাইপিং বা নিম্ন-গ্রেড AHSS (590 MPa এর নিচে) এর কম পরিমাণে উৎপাদনের জন্য সীমাবদ্ধ। উচ্চতর গ্রেডের জন্য ব্যবহার করা হলে, এটি প্রায়শই রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন হয় এবং প্রাথমিক ক্লান্তি বিফলতার শিকার হয়।

পাউডার মেটালার্জি (PM) ইস্পাত

এটি আধুনিক AHSS উৎপাদনের জন্য আদর্শ। PM ইস্পাতগুলি গলিত ধাতুকে একটি সূক্ষ্ম গুঁড়োতে পরমাণুকরণ করে, তারপর উচ্চ তাপ এবং চাপের অধীনে (হট আইসোস্টেটিক প্রেসিং) বন্ধন করে তৈরি করা হয়। এই প্রক্রিয়াটি সূক্ষ্ম, সমানভাবে বিতরিত কার্বাইড সহ একটি সুষম সূক্ষ্মগঠন তৈরি করে। এমন গ্রেডগুলির মতো Vanadis 4E , CPM 3V , অথবা K340 চিপিং রোধ করার জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ আঘাতের দৃঢ়তা প্রদান করে যখন চাপ সহনশীলতার উৎকৃষ্ট মান বজায় রাখে। ফ্যাব্রিকেটর d2 ডাইগুলি কন্ট্রোল আর্ম অংশের উপর 5,000 সাইকেল পরে ব্যর্থ হতে পারে, কিন্তু PM ইস্পাতের ডাইগুলি 40,000 সাইকেলের পরেও ভালভাবে কাজ করতে থাকে।

Cemented Carbide

সবচেয়ে চরম প্রয়োগের ক্ষেত্রে, বা পাঞ্চ এবং ডাই বোতামের মতো নির্দিষ্ট ইনসার্টের জন্য, সিমেন্টেড কার্বাইড উৎকৃষ্ট ক্ষয় প্রতিরোধের সুবিধা দেয়। তবে, এটি অত্যন্ত ভঙ্গুর। যদিও এটি যে কোনও ইস্পাতের চেয়ে ঘর্ষণজনিত ক্ষয় প্রতিরোধ করে, তবুও AHSS স্ন্যাপ-থ্রু-এর সাধারণ শক লোডের অধীনে ভেঙে যাওয়ার প্রবণতা রয়েছে। শক নিয়ন্ত্রিত হওয়া এমন উচ্চ ক্ষয়ের এলাকাগুলির জন্য বা কম টেনসাইল কিন্তু ঘর্ষক উপকরণগুলি গঠনের জন্য এটি সবচেয়ে উপযুক্ত।

কোটিংয়ের গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা: PVD, CVD এবং TD

AHSS এতটা ঘর্ষক হওয়ায়, সেরা PM ইস্পাতও শেষ পর্যন্ত ক্ষয় হয়ে যায়। গলিং প্রতিরোধের জন্য কঠিন, কম ঘর্ষণযুক্ত বাধা প্রদানের জন্য কোটিং অপরিহার্য।

ফিজিক্যাল ভ্যাপার ডিপোজিশন (PVD) সাধারণত নির্ভুল ডাইগুলির জন্য পছন্দ করা হয় কারণ এটি নিম্ন তাপমাত্রায় প্রয়োগ করা হয়, যা সাবস্ট্রেটের তাপ চিকিত্সা এবং মাত্রার নির্ভুলতা অক্ষুণ্ণ রাখে। যেখানে তীক্ষ্ণ জ্যামিতি বজায় রাখা গুরুত্বপূর্ণ, সেখানে কাটিং এজের জন্য এটি আদর্শ।

তাপীয় ব্যাপন (টিডি) একটি ভ্যানাডিয়াম কার্বাইড স্তর তৈরি করে যা অত্যন্ত কঠিন (3000+ এইচভি), যা ভারী ফরমিং অপারেশনে গ্যালিং প্রতিরোধের জন্য সোনার মানদণ্ড হিসাবে কাজ করে। তবে, যেহেতু প্রক্রিয়াটি অস্টেনিটাইজিং তাপমাত্রায় ঘটে, টুল স্টিল কার্বনের উৎস হিসাবে কাজ করে এবং পুনরায় কঠিন করা প্রয়োজন। এটি মাত্রার সরণের দিকে নিয়ে যেতে পারে, যা কঠোর-সহনশীলতার উপাদানগুলির জন্য ঝুঁকিপূর্ণ করে তোলে যদি না সতর্কতার সাথে পরিচালনা করা হয়।

নির্বাচন কাঠামো: এএইচএসএস গ্রেডের সাথে উপাদান মিলিয়ে নেওয়া

কোন উপাদান ব্যবহার করা হবে তা শীট ধাতুর নির্দিষ্ট তন্যতা শক্তির উপর নির্ভর করে। যত উপাদানের গ্রেড বাড়ে, টুলিং-এর প্রয়োজনীয়তাও সাধারণ ক্ষয় প্রতিরোধ থেকে আঘাতের সহনশীলতার দিকে সরে যায়।

• 590 MPa - 780 MPa: নিম্ন পরিমাণের ক্ষেত্রে প্রচলিত D2 ব্যবহার করা যেতে পারে, কিন্তু দীর্ঘমেয়াদী চালানোর জন্য একটি পরিবর্তিত কোল্ড-ওয়ার্ক ইস্পাত (যেমন 8% Cr) অথবা একটি মৌলিক PM গ্রেড নিরাপদ। ঘর্ষণ কমানোর জন্য PVD প্রলেপ (যেমন TiAlN বা CrN) ব্যবহার করা উচিত।
• 980 MPa - 1180 MPa: এখানেই হল সীমানা। D2 প্রায় নিরাপদ নয়। আপনাকে অবশ্যই একটি সুদৃঢ় PM ইস্পাত (যেমন Vanadis 4 Extra বা সমতুল্য) ব্যবহার করতে হবে। যেগুলি গলিং-এর প্রবণ, সেগুলি ফর্মিংয়ের জন্য TD প্রলেপ খুব কার্যকর। কাটার ধারগুলির জন্য, PM সাবস্ট্রেটে PVD প্রলেপ ধার ধরে রাখতে এবং চিপিং প্রতিরোধ করতে সাহায্য করে।
• 1180 MPa এর উপরে (মার্টেনসিটিক/হট স্ট্যাম্পড): শুধুমাত্র সর্বোচ্চ সহনশীলতা সম্পন্ন PM গ্রেড বা বিশেষায়িত ম্যাট্রিক্স হাই-স্পিড ইস্পাত ব্যবহার করা উচিত। পৃষ্ঠ প্রস্তুতি খুবই গুরুত্বপূর্ণ, এবং ডুপ্লেক্স কোটিং (নাইট্রাইডিং এর পরে পিভিডি) প্রায়শই চরম পৃষ্ঠভাগের লোডগুলি সমর্থন করতে ব্যবহৃত হয়।

এটি মনে রাখা খুবই গুরুত্বপূর্ণ যে উপাদান নির্বাচন উৎপাদন বাস্তুসংস্থানের কেবলমাত্র একটি অংশ। প্রোটোটাইপ থেকে বৃহৎ আকারে উৎপাদনের দিকে এগোনো উৎপাদকদের জন্য, এই ধরনের উপাদানগুলি পরিচালনা করার জন্য সজ্জিত একটি ষ্ট্যাম্পারের সাথে অংশীদারিত্ব করা অপরিহার্য। শাওয়াই মেটাল টেকনোলজি উচ্চ-টনেজ প্রেস (৬০০ টন পর্যন্ত) এবং আইএটিএফ 16949-প্রত্যয়িত প্রক্রিয়াগুলি ব্যবহার করে উপাদান নির্দিষ্টকরণ এবং সফল অংশ উৎপাদনের মধ্যে ব্যবধান কমাতে সাহায্য করে, যাতে উৎপাদনের শর্তাবলীর অধীনে নির্বাচিত ডাই উপাদানগুলি যথাযথভাবে কাজ করে।

তাপ চিকিত্সা এবং পৃষ্ঠপ্রস্তুতির সেরা অনুশীলন

যদি সাবস্ট্রেটটি সঠিকভাবে প্রস্তুত না করা হয় তবে প্রিমিয়াম কোটিংযুক্ত সবচেয়ে ব্যয়বহুল পিএম ইস্পাতও ব্যর্থ হবে। একটি সাধারণ ব্যর্থতার ধরন হল "ডিমের খোসার প্রভাব", যেখানে একটি কঠিন কোটিং একটি নরম সাবস্ট্রেটে প্রয়োগ করা হয়। চাপের অধীনে, সাবস্ট্রেটটি ভেঙে পড়ে, যার ফলে ভঙ্গুর কোটিংটি ফাটল ধরে এবং খসে পড়ে।

এটি প্রতিরোধ করার জন্য, কোটিং সমর্থন করার জন্য সাবস্ট্রেটকে যথেষ্ট কঠোরতায় (সাধারণত PM ইস্পাতের জন্য 58-62 HRC) তাপ-চিকিত্সা করা আবশ্যিক। ট্রিপল টেম্পারিং অবশিষ্ট অস্টেনাইট রূপান্তর এবং মাত্রার স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করার জন্য প্রায়শই প্রয়োজন হয়। তদুপরি, কোটিংয়ের আগে পৃষ্ঠতলের শেষ পর্যন্ত কোনো আপোষ করা যাবে না। কোনও গ্রাইন্ডিং দাগ বা আঁচড় যন্ত্রটিতে থেকে গেলে তা চাপ বৃদ্ধি করে ফাটল ধরার কারণ হতে পারে বা কোটিংয়ের আঠালো ভাব নষ্ট করতে পারে।

অবশেষে, রক্ষণাবেক্ষণ কৌশলগুলি কে খাপ খাইয়ে নিতে হবে। আপনি কোটিং সরিয়ে না নিয়ে কেবল একটি কোট করা যন্ত্রকে ধারালো করার জন্য গ্রাইন্ড করতে পারবেন না। PVD-কোট করা যন্ত্রের ক্ষেত্রে, প্রায়শই কেমিক্যাল পদ্ধতিতে কোটিং সরাতে হয়, তারপর যন্ত্রটি ধারালো ও পোলিশ করা হয় এবং পুনরায় কোটিং করা হয় যাতে পূর্ণ কর্মক্ষমতা ফিরে পাওয়া যায়। প্রাথমিক ডাই উপাদান নির্বাচনের সময় এই চক্রাকার খরচ অবশ্যই বিবেচনা করা হবে।

দীর্ঘমেয়াদী উৎপাদনের জন্য অপ্টিমাইজ করা

AHSS-এ রূপান্তরিত হওয়ার জন্য টুলিং-এর ক্ষেত্রে একটি সমগ্রীয় পদ্ধতির প্রয়োজন। আর "নিরাপদ" পছন্দগুলির উপর অতীতের মতো নির্ভর করা যথেষ্ট নয়। ইঞ্জিনিয়ারদের ডাইকে একটি সম্মিলিত ব্যবস্থা হিসাবে বিবেচনা করতে হবে, যেখানে সাবস্ট্রেট কাঠামোগত অখণ্ডতা প্রদান করে এবং কোটিং ঘর্ষণ প্রদর্শন প্রদান করে। PM ইস্পাতের কঠোরতা আধুনিক কোটিংয়ের ক্ষয় প্রতিরোধের সাথে মিলিত করে, উৎপাদকরা উচ্চ-শক্তির উপকরণ স্ট্যাম্প করার চ্যালেঞ্জকে একটি সামঞ্জস্যপূর্ণ, লাভজনক কার্যক্রমে পরিণত করতে পারেন। প্রিমিয়াম উপকরণের প্রাথমিক খরচ প্রায়শই কম ডাউনটাইম এবং কম স্ক্র্যাপ হারের মাধ্যমে পুনরুদ্ধার করা হয়।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

1. AHSS স্ট্যাম্প করার জন্য সেরা ডাই উপকরণ কী?

590 MPa-এর বেশি প্রায় সমস্ত AHSS অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, ভ্যানাডিস 4E, CPM 3V বা অনুরূপ গ্রেডের মতো পাউডার মেটালার্জি (PM) টুল ইস্পাতকে সেরা পছন্দ হিসাবে বিবেচনা করা হয়। ঐতিহ্যগত D2-এর বিপরীতে, PM ইস্পাতের একটি সূক্ষ্ম, সমান সূক্ষ্মগঠন রয়েছে যা চিপিং প্রতিরোধ করার জন্য প্রয়োজনীয় কঠোরতা প্রদান করে এবং উচ্চ সংকোচন শক্তি বজায় রাখে।

2. AHSS-এর সাথে D2 টুল স্টিল ব্যাপার হয় কেন?

D2-এর ব্যাপার হয় মূলত এর মাইক্রোস্ট্রাকচারের কারণে, যেখানে "কার্বাইড স্ট্রিংগার" নামক বড় বড় কার্বাইড থাকে। AHSS স্ট্যাম্পিং-এর উচ্চ শক এবং যোগাযোগের চাপের মুখোমুখি হলে, এই স্ট্রিংগারগুলি চাপের কেন্দ্রবিন্দু হিসাবে কাজ করে, যার ফলে ফাটল এবং চিপিং হয়। D2-এর উচ্চ-শক্তিশালী উপকরণ দ্বারা উৎপাদিত স্ন্যাপ-থ্রু ফোর্সগুলি মোকাবিলা করার জন্য প্রয়োজনীয় দৃঢ়তা অভাব রয়েছে।

3. স্ট্যাম্পিং ডাইগুলির জন্য PVD এবং CVD কোটিংগুলির মধ্যে পার্থক্য কী?

প্রধান পার্থক্য হল প্রয়োগ তাপমাত্রা। PVD (ফিজিক্যাল ভ্যাপার ডিপোজিশন) নিম্ন তাপমাত্রায় (~500°C) প্রয়োগ করা হয়, যা টুল স্টিলের নরম বা বিকৃত হওয়া রোধ করে। CVD (কেমিক্যাল ভ্যাপার ডিপোজিশন) এবং TD (থার্মাল ডিফিউশন) অনেক বেশি তাপমাত্রায় (~1000°C) প্রয়োগ করা হয়, যা শক্তিশালী ধাতব বন্ধন এবং পুরু কোটিং তৈরি করে কিন্তু টুলটিকে পুনরায় কঠিন করার প্রয়োজন হয়, যা মাত্রার বিকৃতির ঝুঁকি তৈরি করে।

4. স্ট্যাম্পিং-এর জন্য আমি কখন পাউডার মেটালার্জি (PM) স্টিল ব্যবহার করব?

যখন আপনি 590 MPa এর বেশি টেনসাইল স্ট্রেন্থ সহ শীট মেটাল স্ট্যাম্পিং করবেন, অথবা রক্ষণাবেক্ষণের খরচ নিয়ে উদ্বিগ্ন থাকলে কম শক্তির উপকরণগুলির দীর্ঘমেয়াদী উৎপাদনের জন্য PM ইস্পাতে পরিবর্তন করা উচিত। ফাটার ঝুঁকি যেখানে বেশি সেখানে জটিল ডাই জ্যামিতি জড়িত যে কোনও অ্যাপ্লিকেশনের জন্য PM ইস্পাত অপরিহার্য।