স্ট্যাম্পিং ডাই-এ ঘর্ষণ সমাধান: প্রধান ঘর্ষণ প্রক্রিয়া

সংক্ষেপে

স্ট্যাম্পিং ডাইগুলিতে ক্ষয়ের প্রক্রিয়া মূলত টুল এবং শীট ধাতুর মধ্যে তীব্র ঘর্ষণ এবং চাপ দ্বারা চালিত হয়। দুটি মৌলিক ধরন হল ক্ষয়কারী ক্ষয় , যা কঠিন কণাগুলি ডাই পৃষ্ঠের উপর দাগ কাটার কারণে হয়, এবং আসঞ্জন পরিধূষণ (গলিং) , যা পৃষ্ঠগুলির মধ্যে উপাদান স্থানান্তর এবং মাইক্রো-ওয়েল্ডিং এর ফলে হয়। আধুনিক কোটেড ইস্পাতের ক্ষেত্রে, ক্ষয়ের একটি প্রভাবশালী ক্রিয়া হল কঠিন কোটিংয়ের ধ্বংসাবশেষ সংকোচন, যা শীট থেকে ভেঙে যায় এবং টুলের উপর জমা হয়, যা ক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে এবং ডাই আয়ু হ্রাস করে।

মৌলিক ক্রিয়াকলাপ: অ্যাব্রাজিভ বনাম আঠালো ক্ষয়

স্ট্যাম্পিং ডাইগুলির দীর্ঘস্থায়ীত্ব এবং কর্মদক্ষতা বোঝা শুরু হয় টুল-কাজের পৃষ্ঠের সংযোগস্থলে ঘটিত দুটি প্রধান ক্ষয় প্রক্রিয়া চেনা দিয়ে: অ্যাব্রেসিভ (আঘাতজনিত) এবং আঞ্চলিক ক্ষয়। যদিও এগুলি প্রায়শই একই সঙ্গে ঘটে, তবু এগুলি আলাদা পদার্থবিদ্যার প্রক্রিয়া দ্বারা প্রভাবিত হয়। টুল এবং ডাইয়ের ক্ষয় হল শীট ধাতু এবং টুলের পৃষ্ঠের মধ্যে ঘর্ষণের ফলাফল, যা উপাদানের ক্ষয় বা সরানোর দিকে নিয়ে যায়।

অ্যাব্রেসিভ ক্ষয় হল একটি পৃষ্ঠের যান্ত্রিক অবনতি যা কঠিন কণাগুলি এর বিরুদ্ধে চাপা পড়ে এবং এটির সাথে সাথে চলার ফলে ঘটে। এই কণাগুলি বেশ কয়েকটি উৎস থেকে আসতে পারে, যার মধ্যে রয়েছে শীট ধাতুর সূক্ষ্মগঠনের মধ্যে কঠিন পর্যায়, পৃষ্ঠের উপর অক্সাইড বা, সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণভাবে, প্রেস-হার্ডেনিং ইস্পাতের উপরে Al-Si স্তরের মতো কঠিন আবরণ থেকে ভাঙা টুকরা। এই কণাগুলি কাটার যন্ত্রের মতো কাজ করে, নরম ডাই উপকরণে খাঁজ ও আঁচড় ফেলে। একটি টুল স্টিলের অ্যাব্রেসিভ ক্ষয়ের বিরুদ্ধে প্রতিরোধের সাথে এর কঠোরতা এবং এর সূক্ষ্মগঠনে কঠিন কার্বাইডের আয়তনের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে যুক্ত।

এর বিপরীতে, আঠালো পরা, দুটি যোগাযোগ পৃষ্ঠের মধ্যে উপাদান স্থানান্তর জড়িত একটি আরো জটিল ঘটনা। স্ট্যাম্পিংয়ের সময় উত্পন্ন বিশাল চাপ এবং তাপের অধীনে, ডাই এবং শীট ধাতব পৃষ্ঠের উপর মাইক্রোস্কোপিক অস্পষ্টতা (পিকস) স্থানীয় মাইক্রো-ওয়েড গঠন করতে পারে। যখন পৃষ্ঠগুলি স্লাইডিং চালিয়ে যায়, তখন এই সিলাইডগুলি ফাটল হয়, দুর্বল পৃষ্ঠ থেকে ছোট ছোট টুকরো টুকরো করে (প্রায়শই সরঞ্জাম) এবং অন্যটিতে স্থানান্তরিত হয়। এই প্রক্রিয়াটি গুরুতর রূপের দিকে এগোতে পারে যা গ্যালিং , যেখানে স্থানান্তরিত উপাদানটি ডাইতে জমা হয়, যার ফলে উল্লেখযোগ্য পৃষ্ঠের ক্ষতি, ঘর্ষণ বৃদ্ধি এবং খারাপ অংশের গুণমান ঘটে।

এই দুটি প্রক্রিয়া প্রায়শই জড়িত থাকে। প্রাথমিক আসঞ্জন পরিধূষণের ফলে তৈরি হওয়া খামচালো পৃষ্ঠতল আরও বেশি ঘর্ষক কণা আটকে রাখতে পারে, যা ঘর্ষণজনিত পরিধূষণকে ত্বরান্বিত করে। অন্যদিকে, ঘর্ষণজনিত পরিধূষণের ফলে তৈরি হওয়া খাঁজগুলি ধ্বংসাবশেষ জমা হওয়ার জন্য নিউক্লিয়েশন সাইট তৈরি করতে পারে, যা আসঞ্জন পরিধূষণ শুরু করে। ডাই-এর আয়ু কার্যকরভাবে পরিচালনা করার জন্য এই দুটি মৌলিক ব্যর্থতার মোড উভয়কেই সম্বোধন করে এমন কৌশলগুলি প্রয়োজন।

এদের পার্থক্যগুলি পরিষ্কার করার জন্য, নিম্নলিখিত তুলনা বিবেচনা করুন:

শীট কোটিং এবং ঘর্ষণজনিত ধ্বংসাবশেষের সংকোচনের গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা

ঐতিহ্যবাহী মডেলগুলি ক্ষয়কারী এবং আসঞ্জনমূলক ক্ষয়ের উপর ফোকাস করলেও, আধুনিক উপকরণ যেমন AlSi-কোটযুক্ত অ্যাডভান্সড হাই-স্ট্রেন্থ স্টিল (AHSS)-এর স্ট্যাম্পিংয়ের ক্ষেত্রে একটি আরও সূক্ষ্ম প্রক্রিয়া প্রাধান্য পায়। এমডিপিআই-এর MDPI's স্নেহক জার্নাল -এ প্রকাশিত একটি বিস্তারিত গবেষণার মতো গবেষণা শীটের কোটিং থেকে আসা ঢিলেঢালা ঘর্ষণজনিত ধ্বংসাবশেষের সংকোচন এটি ক্ষয়ের ধারণাকে একটি সরল টুল-ইস্পাত মিথস্ক্রিয়া থেকে একটি আরও জটিল ত্রিবৈজ্ঞানিক ব্যবস্থার দিকে ঘুরিয়ে দেয়, যেখানে তৃতীয় বস্তু—কোটিংয়ের ধ্বংসাবশেষ—নিজেই অংশগ্রহণ করে।

প্রেস-হার্ডেনিং ইস্পাতে প্রয়োগ করা আলসি আবরণটি উচ্চ তাপমাত্রায় স্কেলিং এবং ডিকার্বুরাইজেশন প্রতিরোধের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। তবে, উত্তাপন প্রক্রিয়ার সময়, এই আবরণটি কঠিন এবং ভঙ্গুর ইন্টারমেটালিক ফেজে পরিণত হয়। 7 থেকে 14 GPa এর মধ্যে কঠোরতার মান প্রতিবেদিত হওয়ায়, এই ইন্টারমেটালিক স্তরগুলি এমনকি হার্ডেনড টুল স্টিলের চেয়েও অনেক বেশি কঠিন (সাধারণত 6-7 GPa এর কাছাকাছি)। স্ট্যাম্পিং প্রক্রিয়ার সময়, দুটি প্রধান কারণে এই ভঙ্গুর আবরণটি ভেঙে যায়: ডাইয়ের বিরুদ্ধে তীব্র স্লাইডিং ঘর্ষণ এবং মূল ইস্পাত সাবস্ট্রেটের গুরুতর প্লাস্টিক বিকৃতি। এই ভাঙনের ফলে কঠিন আবরণের কণার একটি সূক্ষ্ম, ক্ষয়কারী "ধুলো" তৈরি হয়।

এই ধ্বংসাবশেষগুলি টুল-কাজের নমুনা ইন্টারফেসে আটকে যায়। স্ট্যাম্পিং চক্রের উচ্চ চাপ এবং তাপমাত্রার অধীনে, এই শিথিল কণাগুলি ডাইয়ের পৃষ্ঠের যেকোনো সূক্ষ্ম অনিয়মে, যেমন মেশিনিং দাগ বা প্রাথমিক ঘর্ষণ খাঁজগুলিতে চাপ দেওয়া হয়। আরও বেশি সংখ্যক চক্র ঘটার সাথে সাথে, এই ধ্বংসাবশেষ জমা হয় এবং একটি ঘন, চকচকে সদৃশ স্তরে সংকুচিত হয় যা টুলের সাথে যান্ত্রিকভাবে আবদ্ধ হয়ে যায়। টানার ব্যাসার্ধের মতো উচ্চ চাপযুক্ত অঞ্চলগুলিতে এই প্রক্রিয়াটি বিশেষভাবে গুরুতর হয়, যেখানে ঘর্ষণ এবং উপাদান বিকৃতি উভয়ই সর্বোচ্চ পর্যায়ে থাকে।

এই ধরনের ক্ষয়ের আকৃতি অবস্থানভেদে ভিন্ন হয়। আঁকা ব্যাসার্ধে, এটি 'স্থূল উপাদান স্থানান্তর' হিসাবে প্রকাশ পেতে পারে, ঘন ও সংকুচিত স্তর গঠন করে যা ডাই-এর জ্যামিতি পরিবর্তন করতে পারে। কম চাপযুক্ত সমতল তলে, এটি 'আলগা উপাদান স্থানান্তর' হিসাবে দেখা দিতে পারে, ফিকে প্রান্ত বা দাগ তৈরি করে। এই প্রক্রিয়া থেকে এটি বোঝা যায় যে ক্ষয় প্রায়শই শুধুমাত্র রাসায়নিক সমস্যা নয়, বরং একটি যান্ত্রিক ও টপোলজিক্যাল সমস্যা। টুলের প্রাথমিক পৃষ্ঠতলের মান অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, কারণ ক্ষুদ্রতম ত্রুটিও ময়লা জমা হওয়ার জন্য আকর্ষণ কেন্দ্র হিসাবে কাজ করতে পারে। তাই, পৃষ্ঠতলের ক্ষতির *শুরু* রোধ করাই এই আক্রমণাত্মক ক্ষয় কমানোর একটি প্রধান কৌশল।

ডাই ক্ষয় ত্বরান্বিত করার প্রধান কারণগুলি

ডাই ক্ষয় হল একটি বহুমুখী সমস্যা যা যান্ত্রিক, উপাদান এবং প্রক্রিয়া-সংক্রান্ত কারণগুলির সমন্বয়ে ত্বরান্বিত হয়। AHSS-এর মতো উচ্চ-শক্তির উপাদানগুলিতে রূপান্তর এই চলকগুলির প্রভাবকে আরও বাড়িয়ে তুলেছে, যা প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণকে আগের চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ করে তুলেছে। এই কারণগুলি বোঝাই হল কার্যকর হ্রাসকরণ কৌশল বিকাশের প্রথম ধাপ।

যোগাযোগ চাপ এবং উপাদানের বৈশিষ্ট্য এগুলি সম্ভবত সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ চালক। AHSS ফর্মিংয়ের জন্য মৃদু ইস্পাতের চেয়ে অনেক বেশি বলের প্রয়োজন হয়, যা সমানুপাতিকভাবে ডাইয়ের উপর যোগাযোগ চাপ বাড়িয়ে তোলে। তদুপরি, কিছু AHSS গ্রেডের কঠোরতা টুল স্টিলের নিজস্ব কঠোরতার কাছাকাছি পৌঁছাতে পারে, যা আসঁধার ক্ষয়কে তীব্র করে তোলে এমন প্রায় সমান কঠোরতার মিলন ঘটায়। ওজন বাঁচানোর জন্য AHSS-এর সাথে প্রায়শই ব্যবহৃত শীটের হ্রাসকৃত পুরুত্বও কুঞ্চন হওয়ার প্রবণতা বাড়িয়ে তোলে, যা দমন করার জন্য উচ্চতর ব্লাঙ্কহোল্ডার বলের প্রয়োজন হয়, যা আরও বেশি স্থানীয় চাপ এবং ক্ষয় বাড়িয়ে তোলে।

চর্বণ ডাই এবং কাজের পৃষ্ঠগুলি আলাদা করতে এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। অপর্যাপ্ত বা অনুপযুক্ত স্নান রক্ষামূলক ফিল্ম তৈরি করতে ব্যর্থ হয়, যা সরাসরি ধাতু-থেকে-ধাতু সংস্পর্শের দিকে নিয়ে যায়। এটি ঘর্ষণকে আকাশছোঁয়া করে তোলে, অতিরিক্ত তাপ উৎপন্ন করে এবং আঠালো ক্ষয় ও গ্যালিংয়ের প্রধান কারণ। AHSS আকৃতি দেওয়ার সময় জড়িত উচ্চ চাপ এবং তাপমাত্রার কারণে প্রায়শই চরম-চাপ (EP) যোগকারী সহ উচ্চ-কর্মক্ষমতার স্নানকারী পদার্থের প্রয়োজন হয়।

ডাই ডিজাইন এবং পৃষ্ঠের মান এছাড়াও গুরুত্বপূর্ণ। অনুপযুক্ত পাঞ্চ-থেকে-ডাই ক্লিয়ারেন্স কাটার বল এবং ক্ষয় বৃদ্ধি করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, অনুযায়ী AHSS Guidelines , DP590 ইস্পাতের জন্য সুপারিশকৃত ক্লিয়ারেন্স 15% হতে পারে, আর HSLA ইস্পাতের জন্য তা 10% হতে পারে। যন্ত্রের খারাপ পৃষ্ঠের মান ক্ষুদ্র উচ্চতা এবং গর্ত তৈরি করে যা ধূলিকণা জমা হওয়া এবং গ্যালিংয়ের জন্য নিউক্লিয়েশন সাইট হিসাবে কাজ করে। এই আকর্ষণ বিন্দুগুলি কমাতে প্রলেপ দেওয়ার আগে এবং পরে খুব মসৃণ পৃষ্ঠে (যেমন Ra < 0.2 μm) যন্ত্রগুলি পালিশ করা একটি সুপারিশকৃত অনুশীলন।

নিম্নলিখিত টেবিলটি এই গুরুত্বপূর্ণ ফ্যাক্টরগুলি এবং তাদের প্রভাবগুলি সংক্ষেপে দেখায়:

প্রশমন কৌশল: ডাই-এর আয়ু বৃদ্ধি

স্ট্যাম্পিং ডাইগুলির সেবা জীবন বাড়ানোর জন্য উন্নত উপকরণ, জটিল পৃষ্ঠ চিকিত্সা এবং অপ্টিমাইজড প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের সমন্বয়ে একটি সমগ্র পদ্ধতির প্রয়োজন। আধুনিক উচ্চ-শক্তির ইস্পাত দিয়ে কাজ করার সময় প্রায়ই ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতির উপর নির্ভর করা যথেষ্ট হয় না।

একটি প্রাথমিক কৌশল হল অ্যাডভান্সড টুল স্টিল । দশক ধরে ডি2 এর মতো প্রচলিত টুল স্টিলগুলি কাজের ঘোড়া হিসাবে কাজ করলেও, তারা প্রায়শই AHSS এর সাথে তাদের সীমায় পৌঁছে যায়। পাউডার ধাতুবিদ্যা (PM) টুল স্টিলগুলি একটি গুরুত্বপূর্ণ উন্নয়ন প্রতিনিধিত্ব করে। পরমাণুকৃত ধাতব গুঁড়ো থেকে উৎপাদিত, PM ইস্পাতগুলিতে সমানভাবে বিতরণকৃত কার্বাইডসহ অনেক নিখুঁত এবং সমান মাইক্রোস্ট্রাকচার রয়েছে। এটি প্রচলিতভাবে উৎপাদিত ইস্পাতের তুলনায় দৃঢ়তা এবং ক্ষয় প্রতিরোধের উত্তম সমন্বয় দেয়। একটি কেস স্টাডি দ্বারা উল্লেখ করা হয়েছে AHSS সম্পর্কে অন্তর্দৃষ্টি নিয়ন্ত্রণ বাহু গঠনের জন্য D2 থেকে আরও শক্তিশালী PM টুল স্টিল-এ পরিবর্তন করা হলে টুলের আয়ু 5,000–7,000 সাইকেল থেকে বেড়ে 40,000–50,000 সাইকেলে পৌঁছায়, এটি দেখানো হয়েছে। এই ধরনের কর্মক্ষমতা অর্জনের জন্য প্রায়শই বিশেষজ্ঞদের সাথে অংশীদারিত্ব করা প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, শাওয়াই (নিংবো) মেটাল টেকনোলজি কো., লিমিটেড কাস্টম অটোমোটিভ স্ট্যাম্পিং ডাই তৈরির উপর ফোকাস করে, ওইএম এবং টিয়ার 1 সরবরাহকারীদের জন্য উন্নত উপকরণ এবং প্রক্রিয়াগুলি কাজে লাগিয়ে টুলের আয়ু সর্বাধিক করে।

পৃষ্ঠ ট্রিটমেন্ট এবং কোটিং আরও একটি শক্তিশালী প্রতিরক্ষা সারি প্রদান করে। উদ্দেশ্য হল এমন একটি শক্ত, কম-ঘর্ষণযুক্ত পৃষ্ঠ তৈরি করা যা ঘর্ষণজনিত এবং আসঞ্জনমূলক ক্ষয় উভয়ের বিরুদ্ধেই প্রতিরোধ গড়ে তোলে। একটি সাধারণ সেরা অনুশীলন হল ডুপ্লেক্স চিকিত্সা: প্রথমত, আয়ন নাইট্রাইডিং-এর মতো একটি প্রক্রিয়া টুল স্টিল সাবস্ট্রেটকে শক্তিশালী করে একটি দৃঢ় ভিত্তি প্রদান করে, যা কোটিংয়ের নীচে ডাইয়ের বিকৃত হওয়া রোধ করে। তারপর, ফিজিক্যাল ভ্যাপার ডিপোজিশন (PVD) কোটিং প্রয়োগ করা হয়। টাইটানিয়াম নাইট্রাইড (TiN), টাইটানিয়াম অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড (TiAlN), বা ক্রোমিয়াম নাইট্রাইড (CrN)-এর মতো PVD কোটিং অত্যন্ত শক্ত, স্নায়ুসঞ্চালনযুক্ত এবং ক্ষয়-প্রতিরোধী বাধা তৈরি করে। কেমিক্যাল ভ্যাপার ডিপোজিশন (CVD)-এর তুলনায় প্রায়শই PVD-কে অগ্রাধিকার দেওয়া হয় কারণ এটি একটি নিম্ন-তাপমাত্রার প্রক্রিয়া, যা তাপ-চিকিত্সিত ডাইয়ের বিকৃতি বা নরম হওয়ার ঝুঁকি এড়ায়।

অবশেষে, প্রক্রিয়া এবং ডিজাইন অপ্টিমাইজেশন অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এর মধ্যে পাঞ্চ-টু-ডাই ক্লিয়ারেন্সগুলি সঠিক রাখা, একটি অত্যন্ত পোলিশ করা টুল পৃষ্ঠ বজায় রাখা এবং একটি দৃঢ় স্নায়ুসঞ্চালন পরিকল্পনা বাস্তবায়ন করা অন্তর্ভুক্ত। ডাই রক্ষণাবেক্ষণ এবং সেটআপের জন্য একটি ব্যবহারিক চেকলিস্টের মধ্যে অন্তর্ভুক্ত থাকবে:

• প্রথম দশা পরিধান বা উপাদান জমা হওয়ার লক্ষণগুলির জন্য গুরুত্বপূর্ণ ব্যাসার্ধ এবং প্রান্তগুলি নিয়মিত পরীক্ষা করুন।
• সারিবদ্ধকরণ বা চাপ বন্টনের সম্ভাব্য সমস্যাগুলি শনাক্ত করার জন্য পরিধান প্যাটার্নগুলি মনিটর করা।
• অসম লোডিং প্রতিরোধ করার জন্য ঠিকঠাক প্রেস এবং ডাই সারিবদ্ধকরণ নিশ্চিত করা।
• সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং যথেষ্ট প্রয়োগ নিশ্চিত করার জন্য লুব্রিকেশন সিস্টেম রক্ষণাবেক্ষণ করা।
• উল্লেখযোগ্য ক্ষতি সৃষ্টি করার আগে গলিং-এর যে কোনও প্রাথমিক লক্ষণগুলি পুঞ্জিত করুন।

উন্নত উপাদান, পৃষ্ঠ এবং প্রক্রিয়া কৌশলগুলি একীভূত করে, উৎপাদনকারীরা স্ট্যাম্পিং ডাইগুলিতে প্রাথমিক পরিধান প্রক্রিয়াগুলির সাথে কার্যকরভাবে লড়াই করতে পারে এবং যন্ত্রের আয়ু, অংশের গুণমান এবং মোট উৎপাদন দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী