ஸ்டாம்பிங் டைகளில் ஏற்படும் அழிவைத் தீர்த்தல்: முக்கிய அழிவு இயந்திரங்கள்

சுருக்கமாக

ஸ்டாம்பிங் டைகளில் உள்ள அழிப்பு இயந்திரங்கள் கருவி மற்றும் ஷீட் உலோகத்திற்கு இடையேயான தீவிர உராய்வு மற்றும் அழுத்தத்தால் முக்கியமாக ஏற்படுகின்றன. இரண்டு அடிப்படை வகைகள் அரிப்பு அழிப்பு , கடினமான துகள்களால் டை பரப்பு ஸ்கோர் செய்யப்படுவதால் ஏற்படும் சாணம் போன்ற அழிப்பு, மற்றும் ஒட்டுதல் அழிவு (காலிங்) , பரப்புகளுக்கு இடையே பொருள் இடமாற்றம் மற்றும் நுண் வெல்டிங் காரணமாக ஏற்படுகிறது. நவீன பூச்சு பூசப்பட்ட ஸ்டீல்களுக்கு, ஆதிக்கம் செலுத்தும் ஒரு இயந்திரம் கடினமான பூச்சு துகள்களின் நெருக்கமாகுதல் ஆகும், இது ஷீட்டிலிருந்து உடைந்து கருவியில் சேர்ந்து, சீர்கேட்டை மேலும் வேகப்படுத்தி, டையின் ஆயுளைக் குறைக்கிறது.

அடிப்படை இயந்திரங்கள்: சாணம் போன்ற அழிப்பு vs. ஒட்டும் அழிப்பு

ஸ்டாம்பிங் டைகளின் ஆயுள் மற்றும் செயல்திறனைப் புரிந்து கொள்வது, கருவி-பணி இடைமுகத்தில் நிகழும் இரண்டு முதன்மை அழிவு இயந்திரங்களை அடையாளம் காண்பதில் தொடங்குகிறது: உராய்வு மற்றும் ஒட்டும் அழிவு. இவை அடிக்கடி ஒரே நேரத்தில் நிகழ்ந்தாலும், அவை வெவ்வேறு இயற்பியல் செயல்முறைகளால் இயக்கப்படுகின்றன. தகடு உலோகத்திற்கும் கருவி மேற்பரப்பிற்கும் இடையேயான நழுவும் தொடர்பின் போது உராய்வு உருவாவதால் ஏற்படும் தேய்மானமே கருவி மற்றும் டை அழிவுக்கு நேரடியான காரணமாகும், இது பொருளின் இழப்பு அல்லது இடமாற்றத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

கடினமான துகள்கள் ஒரு பரப்பிற்பை நோக்கி தள்ளப்பட்டு, அதன் வழியே நகர்வதால் ஏற்படும் இயந்திர சிதைவே அரிப்பு அழிவாகும். இந்த துகள்கள் தகடு உலோகத்தின் நுண்கட்டமைப்பில் உள்ள கடினமான கட்டங்கள், பரப்பில் உள்ள ஆக்சைடுகள் அல்லது மிகவும் முக்கியமாக, பிரஸ்-ஹார்டனிங் எஃகுகளில் உள்ள Al-Si அடுக்கு போன்ற கடின பூச்சுகளிலிருந்து உருவாகும் உடைந்த துகள்கள் ஆகியவற்றிலிருந்து தோன்றலாம். இந்த துகள்கள் வெட்டும் கருவிகளைப் போல செயல்பட்டு, மென்மையான சாய பொருளில் பள்ளங்களையும் கீறல்களையும் உருவாக்குகின்றன. ஒரு கருவி எஃகின் அரிப்பு அழிவுக்கு எதிரான எதிர்ப்பு, அதன் கடினத்தன்மை மற்றும் அதன் நுண்கட்டமைப்பில் உள்ள கடின கார்பைடுகளின் கன அளவுடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையதாக உள்ளது.

மாறாக, ஒட்டும் அழிவு என்பது இரு தொடர்புடைய பரப்புகளுக்கு இடையே பொருள் இடமாற்றம் நிகழும் மிகச் சிக்கலான நிகழ்வாகும். ஸ்டாம்பிங் செயல்முறையின் போது உருவாகும் அதிக அழுத்தம் மற்றும் வெப்பத்தின் கீழ், டை (அச்சு) மற்றும் தகடு உலோகப் பரப்புகளில் உள்ள நுண்ணிய உட்புடைப்புகள் (உச்சிகள்) இடத்திலமைந்த நுண்கூட்டு வெல்டிங்குகளை உருவாக்கலாம். பரப்புகள் தொடர்ந்து நழுவும்போது, இந்த வெல்டிங்குகள் உடைந்து, பலவீனமான பரப்பிலிருந்து (பெரும்பாலும் கருவி) சிறு துகள்களைப் பிடுங்கி, மற்ற பரப்பிற்கு அவற்றை இடமாற்றும். இந்த செயல்முறை ஒரு கடுமையான வடிவத்திற்கு முன்னேறலாம், அது உராய்வு , இங்கு இடமாற்றம் செய்யப்பட்ட பொருள் டையில் சேர்ந்து, குறிப்பிடத்தக்க பரப்பு சேதத்தையும், அதிகரித்த உராய்வையும், மற்றும் குறைந்த தரமான பாகங்களையும் ஏற்படுத்தும்.

இந்த இரண்டு இயந்திரங்களும் அடிக்கடி ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்டிருக்கும். ஆரம்பகால ஒட்டுதல் அழிவால் உருவாக்கப்பட்ட கச்சா பரப்பு, மேலும் அரிப்புத் துகள்களைச் சிக்க வைத்து, அரிப்பு அழிவை முடுக்கும். எதிர்மாறாக, அரிப்பு அழிவால் ஏற்படும் பள்ளங்கள் துகள்கள் சேருவதற்கான மையங்களாக செயல்பட்டு, ஒட்டுதல் அழிவைத் தூண்டும். டையின் ஆயுளை சரியாக நிர்வகிப்பதற்கு, இந்த இரண்டு அடிப்படை தோல்வி வடிவங்களையும் கையாளும் உத்திகள் தேவை.

அவற்றின் வேறுபாடுகளைத் தெளிவுபடுத்த, பின்வரும் ஒப்பிட்டலைக் கவனியுங்கள்:

தகடு பூச்சுகள் மற்றும் தேய்மானக் கழிவுகளின் சேர்க்கத்தின் முக்கிய பங்கு

பாரம்பரிய மாதிரிகள் அரிப்பு மற்றும் ஒட்டும் அழிவில் கவனம் செலுத்தினாலும், அல்சி-பூச்சு செய்யப்பட்ட மேம்பட்ட உயர் வலிமை எஃகுகள் (AHSS) போன்ற நவீன பொருட்களை அச்சிடுவதில் மிகவும் துல்லியமான இயந்திரம் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது. ஒரு விரிவான ஆய்வு போன்ற ஆராய்ச்சி, MDPI-இன் உருவகப்பொருட்கள் சஞ்சிகை , தேய்மானத்தின் முதன்மை இயந்திரம் பெரும்பாலும் தேய்மானத்தின் தளர்வான கழிவுகளை சேர்ப்பதாகும் தகட்டின் பூச்சுப் பொருளிலிருந்து. இது எளிய கருவி-எஃகு இடைவினையிலிருந்து அழிவைப் புரிந்துகொள்ளும் கருத்தை, மூன்றாம் உடலாக - பூச்சுப் பொருளின் சிதைவுதான் - ஈடுபடும் மிகவும் சிக்கலான ஓசை அறிவியல் அமைப்பாக மாற்றுகிறது.

அழுத்தி உறுதிப்படுத்தும் எஃகுகளுக்குப் பூசப்படும் AlSi பூச்சுப் பொருள், அதிக வெப்பநிலையில் தோல் போன்ற அடுக்கு மற்றும் கார்பன் இழப்பிலிருந்து தடுக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இருப்பினும், சூடேற்றும் செயல்முறையின் போது, இந்த பூச்சுப் பொருள் கடினமான மற்றும் நொறுங்கக்கூடிய இடைஉலோகக் கலவைகளாக மாறுகிறது. 7 முதல் 14 GPa வரை கடினத்தன்மை மதிப்புகள் கொண்ட இந்த இடைஉலோக அடுக்குகள், கடினமடைந்த கருவி எஃகைக் காட்டிலும் (பொதுவாக 6-7 GPa) மிகவும் கடினமானவை. ஸ்டாம்பிங் செயல்முறையின் போது, இந்த நொறுங்கக்கூடிய பூச்சு, இரு முக்கிய காரணங்களால் பிளவுபடுகிறது: சாய்வு எதிர்ப்பு கட்டையுடன் தீவிர நழுவும் உராய்வு மற்றும் அடிப்படையில் உள்ள எஃகு அடிப்படையின் கடுமையான பிளாஸ்டிக் மாற்றம். இந்த பிளவு, கடினமான பூச்சுத் துகள்களின் நுண்ணிய, அரிப்புத்தன்மை வாய்ந்த "தூசி"யை உருவாக்குகிறது.

இந்தத் துகள்கள் கருவி-பணிப்பகுதி இடைமுகத்தில் சிக்கிக்கொள்கின்றன. அச்சிடுதல் சுழற்சியின் அதிக அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையின் கீழ், இந்தத் துகள்கள் அச்சுப் பரப்பில் உள்ள எந்த நுண்ணிய தொந்திரங்களிலும், எடுத்துக்காட்டாக, இயந்திர அடையாளங்கள் அல்லது ஆரம்ப அரிப்பு ஓட்டைகளில் அழுத்தப்படுகின்றன. மேலும் சுழற்சிகள் நிகழும்போது, இந்தத் துகள்கள் தொடர்ந்து சேர்ந்து, ஒரு அடர்த்தியான, பளபளப்பான அடுக்காக செறிவடைந்து, கருவியில் இயந்திர ரீதியாக இணைக்கப்படுகின்றன. இந்தச் செயல்முறை குறிப்பாக இழுவை ஆரத்தில் போன்ற அதிக அழுத்த மண்டலங்களில் மிகவும் கடுமையாக இருக்கும், அங்கு உராய்வு மற்றும் பொருள் சீர்குலைவு இரண்டும் உச்சத்தில் உள்ளன.

இந்த அழிவின் உருவாக்கம் இடத்தைப் பொறுத்து மாறுபடும். வரையும் ஆரங்களில், இது 'நெருக்கமான பொருள் இடமாற்றம்' என தோன்றி, சேரும் தடித்த, அடர்த்தியான அடுக்குகள் சாய்வின் வடிவத்தை மாற்றக்கூடும். குறைந்த அழுத்தம் கொண்ட தட்டையான பரப்புகளில், இது 'மெல்லிய பொருள் இடமாற்றம்' எனத் தோன்றி, மங்கலான ஓரங்கள் அல்லது பகுதிகளை உருவாக்கலாம். இந்த இயந்திரம், அழிவு பெரும்பாலும் தூய வேதியியலை விட ஒரு இயந்திர மற்றும் தொலைநிலை சிக்கல் என்பதை குறிக்கிறது. கருவியின் தொடக்க நிறைவு முக்கியமானது, ஏனெனில் சிறிய குறைபாடுகள் கூட துகள்கள் சேரத் தொடங்க ஆதரவாக செயல்படலாம். எனவே, பரப்பு சேதத்தின் *தொடக்கத்தை* தடுப்பது இந்த கடுமையான வகை அழிவை குறைக்க ஒரு முக்கிய உத்தி ஆகும்.

சாய்வின் அழிவை முடுக்கும் முக்கிய காரணிகள்

டூல் அழிவு என்பது இயந்திர, பொருள் மற்றும் செயல்முறை-தொடர்பான காரணிகளின் சேர்க்கையால் முடுக்கப்படும் பல அம்சங்களைக் கொண்ட பிரச்சினையாகும். AHSS போன்ற அதிக வலிமை கொண்ட பொருட்களுக்கான மாற்றம் இந்த மாறிகளின் தாக்கத்தை அதிகரித்துள்ளது, இதனால் செயல்முறை கட்டுப்பாடு இனி முக்கியமானதாகிறது. இந்த காரணிகளைப் புரிந்து கொள்வது திறமையான குறைப்பு உத்திகளை உருவாக்குவதற்கான முதல் படியாகும்.

தொடர்பு அழுத்தம் மற்றும் பொருள் பண்புகள் அதிக முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை என்று கருதப்படுகின்றன. AHSS ஐ உருவாக்குவதற்கு மென்பாங்கு எஃகுகளை விட மிகவும் அதிக விசைகள் தேவைப்படுகின்றன, இது டூலில் தொடர்பு அழுத்தத்தை விகிதாசார அடிப்படையில் அதிகரிக்கிறது. மேலும், சில AHSS தரங்களின் கடினத்தன்மை டூல் ஸ்டீலின் கடினத்தன்மைக்கு நெருக்கமாக இருக்கலாம், இது தேய்மான அழிவை மேலும் தீவிரப்படுத்தும் கிட்டத்தட்ட சமமான கடினத்தன்மை இணைப்பை உருவாக்குகிறது. எடையைக் குறைக்க AHSS உடன் பயன்படுத்தப்படும் தாளின் குறைந்த தடிமன் சுருக்கம் ஏற்படுவதை அதிகரிக்கிறது, இதைத் தடுக்க அதிக பிளாங்க்ஹோல்டர் விசைகள் தேவைப்படுகின்றன, இது உள்ளூர் அழுத்தத்தையும் அழிவையும் மேலும் உயர்த்துகிறது.

சருக்கம் டை மற்றும் வேலைப்பகுதி பரப்புகளை பிரிக்க இது ஒரு முக்கிய பங்கை வகிக்கிறது. போதுமான அல்லது தவறான சுத்திகரிப்பு, பாதுகாப்பு படலத்தை உருவாக்க தவறுகிறது, இது நேரடி உலோக-உலோக தொடர்புக்கு வழிவகுக்கிறது. இது உராய்வை மிகவும் அதிகரிக்கிறது, அதிகப்படியான வெப்பத்தை உருவாக்குகிறது, மேலும் ஒட்டும் அழிவு மற்றும் கல்லிங்கான் முக்கிய காரணமாக உள்ளது. AHSS ஐ உருவாக்குவதில் ஈடுபட்டுள்ள அதிக அழுத்தங்கள் மற்றும் வெப்பநிலைகள் பெரும்பாலும் அதிக-செயல்திறன் சுத்திகரிப்பான்களை அதிக அழுத்த (EP) கூடுதல்களுடன் தேவைப்படுகின்றன.

டை வடிவமைப்பு மற்றும் பரப்பு முடித்தல் மேலும் முக்கியமானவை. தவறான பஞ்ச்-டு-டை தெளிவு வெட்டும் விசைகள் மற்றும் அழிவை அதிகரிக்கலாம். எடுத்துக்காட்டாக, AHSS வழிகாட்டுதல்கள் dP590 எஃகிற்கான பரிந்துரைக்கப்பட்ட தெளிவு 15% ஆக இருக்கலாம், பாரம்பரிய HSLA எஃகிற்கு 10% க்கு எதிராக. கருவியில் மோசமான பரப்பு முடித்தல் துகள்கள் சேர்வதற்கும், கல்லிங்கான் ஏற்படுவதற்கும் நுண்ணிய உச்சிகள் மற்றும் பள்ளத்தாக்குகளை உருவாக்குகிறது. இந்த ஆங்கர் புள்ளிகளைக் குறைப்பதற்காக பூச்சுக்கு முன்னும் பின்னும் மிகவும் மென்மையான முடித்தலுக்கு (எ.கா., Ra < 0.2 μm) கருவிகளை பாலிஷ் செய்வது ஒரு பரிந்துரைக்கப்பட்ட நடைமுறையாகும்.

இந்த முக்கிய காரணிகள் மற்றும் அவற்றின் தாக்கத்தைச் சுருக்கமாகக் காட்டும் அட்டவணை பின்வருமாறு:

குறைபாடுகளைக் குறைத்தல்: டை ஆயுளை மேம்படுத்துதல்

உயர் வலிமை கொண்ட நவீன எஃகுகளுடன் பணியாற்றும்போது பாரம்பரிய முறைகளை மட்டும் நம்புவது பெரும்பாலும் போதாது. ஸ்டாம்பிங் செதில்களின் சேவை ஆயுட்காலத்தை நீட்டிப்பதற்கு மேம்பட்ட பொருட்கள், சிக்கலான மேற்பரப்பு சிகிச்சைகள் மற்றும் செயல்முறை கட்டுப்பாடுகளை ஒருங்கிணைக்கும் ஒரு முழுமையான அணுகுமுறை தேவைப்படுகிறது.

முதன்மை உத்தி என்பது மேம்பட்ட கருவி எஃகுகளைத் தேர்ந்தெடுப்பதாகும் . D2 போன்ற பாரம்பரிய கருவி எஃகுகள் தசாப்தங்களாக பணியாற்றியுள்ளன, ஆனால் AHSS உடன் அவை பெரும்பாலும் அவற்றின் வரம்பை எட்டிவிடுகின்றன. பவுடர் உலோகவியல் (PM) கருவி எஃகுகள் ஒரு முக்கியமான மேம்பாட்டை பிரதிநிதித்துவப்படுத்துகின்றன. அணுக்கரு மயமாக்கப்பட்ட உலோக பவுடரிலிருந்து உற்பத்தி செய்யப்படும் PM எஃகுகள் சீரான நுண்ணமைப்பையும், சீராக பரவிய கார்பைடுகளையும் கொண்டுள்ளன. இதன் விளைவாக பாரம்பரியமாக உற்பத்தி செய்யப்பட்ட எஃகுகளுடன் ஒப்பிடும்போது தாக்குதல் எதிர்ப்பு மற்றும் அழிவு எதிர்ப்பின் சிறந்த கலவையை வழங்குகிறது. ஒரு வழக்கு ஆய்வு மூலம் வலியுறுத்தப்பட்டதாக AHSS புரிதல் d2 இலிருந்து ஒரு கட்டுப்பாட்டு கையை உருவாக்குவதற்கான கடினமான PM கருவி எஃகுக்கு மாறுவதால், கருவியின் ஆயுள் தோராயமாக 5,000–7,000 சுழற்சிகளில் இருந்து 40,000–50,000 சுழற்சிகளுக்கு அதிகரித்ததை நிரூபித்தது. இந்த அளவு செயல்திறனை அடைய, பெரும்பாலும் நிபுணர்களுடன் இணைந்து செயல்பட வேண்டியிருக்கும். உதாரணமாக, Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. தனிப்பயன் ஆட்டோமொபைல் ஸ்டாம்பிங் இறந்துகளை உருவாக்கத் தொழில்நுட்ப ரீதியாக முன்னேறிய பொருட்கள் மற்றும் செயல்முறைகளைப் பயன்படுத்தி OEMs மற்றும் டியர் 1 வழங்குநர்களுக்கான கருவி ஆயுளை அதிகபட்சமாக்குகிறது.

மேற்பரப்பு சிகிச்சைகள் மற்றும் பூச்சுகள் மேலும் ஒரு சக்திவாய்ந்த பாதுகாப்பு வரிசையை வழங்குகிறது. அரிப்பு மற்றும் ஒட்டுதல் அழிவு இரண்டையும் எதிர்க்கக்கூடிய, கடினமான, குறைந்த உராய்வுள்ள பரப்பை உருவாக்குவதே இதன் நோக்கம். இரட்டை சிகிச்சை (duplex treatment) என்பது ஒரு பொதுவான சிறந்த நடைமுறையாகும்: முதலில், அயன் நைட்ரைடிங் (ion nitriding) போன்ற ஒரு செயல்முறை கருவி எஃகு அடிப்பகுதியை கடினமாக்கி, பூச்சு அடுக்கின் கீழ் அது வடிவம் மாறாமல் இருக்க வலுவான அடித்தளத்தை வழங்குகிறது. பின்னர், ஃபிசிக்கல் வேபர் டெபாசிஷன் (PVD) பூச்சு பூசப்படுகிறது. டைட்டானியம் நைட்ரைட் (TiN), டைட்டானியம் அலுமினியம் நைட்ரைட் (TiAlN), அல்லது குரோமியம் நைட்ரைட் (CrN) போன்ற PVD பூச்சுகள் மிகவும் கடினமான, நன்கு தேய்க்கக்கூடிய, அழிவு எதிர்ப்பு தடுப்பு அடுக்கை உருவாக்குகின்றன. கெமிக்கல் வேபர் டெபாசிஷனை (CVD) விட PVD பெரும்பாலும் விரும்பப்படுகிறது, ஏனெனில் இது குறைந்த வெப்பநிலை செயல்முறையாகும்; இது வெப்பத்தால் உறுதிப்படுத்தப்பட்ட டை (die) வினை விரூப்படுத்துவதோ அல்லது மெதுவாக்குவதோ ஆபத்தைத் தவிர்க்கிறது.

இறுதியாக செயல்முறை மற்றும் வடிவமைப்பு உகப்பாக்கம் மிகவும் முக்கியமானது. இதில் டை-க்கு ஏற்ற பஞ்ச் தெளிவுகளை உறுதி செய்வது, கருவியின் மேற்பரப்பை மிகவும் பாலிஷ் செய்த நிலையில் பராமரிப்பது, மற்றும் திறமையான சுத்திகரிப்பு திட்டத்தை செயல்படுத்துவது ஆகியவை அடங்கும். டையின் பராமரிப்பு மற்றும் அமைப்புக்கான ஒரு நடைமுறை சோதனைப் பட்டியலில் பின்வருவன அடங்கும்:

• அ wear அல்லது பொருள் சேமிப்பின் முதல் அறிகுறிகளுக்காக முக்கியமான ஆரங்கள் மற்றும் விளிம்புகளை தொடர்ந்து ஆய்வு செய்தல்.
• சீரமைப்பு அல்லது அழுத்த பரவலில் உள்ள சாத்தியமான பிரச்சினைகளை அடையாளம் காண அழிப்பு முறைகளை கண்காணித்தல்.
• சீரற்ற சுமையை தடுக்க அழுத்தி மற்றும் செதில் சரியான சீரமைப்பை உறுதி செய்தல்.
• நிலையான மற்றும் போதுமான பயன்பாட்டை உறுதி செய்ய சுத்திகரிப்பு அமைப்பை பராமரித்தல்.
• குறிப்பிடத்தக்க சேதத்தை ஏற்படுத்துவதற்கு முன் காலிங்கின் எந்த ஆரம்ப அறிகுறிகளையும் பாலிஷ் செய்து நீக்குதல்.

இந்த மேம்பட்ட பொருள், பரப்பு மற்றும் செயல்முறை உத்திகளை ஒருங்கிணைப்பதன் மூலம், உற்பத்தியாளர்கள் ஸ்டாம்பிங் செதில்களில் உள்ள முதன்மை அழிப்பு இயந்திரங்களை பயனுள்ள முறையில் எதிர்கொள்ளவும், கருவியின் ஆயுள், பாகங்களின் தரம் மற்றும் மொத்த உற்பத்தி திறமையை குறிப்பிடத்தக்க அளவில் மேம்படுத்தவும் முடியும்.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்