रोलर चेन प्रेसिजन फोर्जिंग प्रक्रिया का संपूर्ण विश्लेषण

रोलर चेन प्रेसिजन फोर्जिंग प्रक्रिया का संपूर्ण विश्लेषण: कच्चे माल से लेकर तैयार उत्पाद तक गुणवत्ता का रहस्य

औद्योगिक पारेषण उद्योग में, विश्वसनीयतारोलर चेनयह उत्पादन लाइन की परिचालन दक्षता और उपकरण के जीवनकाल को सीधे तौर पर निर्धारित करता है। कोर रोलर चेन घटकों के लिए प्रमुख विनिर्माण तकनीक के रूप में, सटीक फोर्जिंग, अपने लगभग नेट-शेप लाभ के साथ, घटक के आयामी सटीकता, यांत्रिक गुणों और उत्पादन दक्षता के बीच एक आदर्श संतुलन प्राप्त करती है। यह लेख संपूर्ण रोलर चेन सटीक फोर्जिंग प्रक्रिया का गहन विश्लेषण करेगा, जिससे उच्च गुणवत्ता वाली रोलर चेनों के पीछे के रहस्य उजागर होंगे।

1. पूर्व-प्रसंस्करण: कच्चे माल का चयन और पूर्व-उपचार – स्रोत पर ही गुणवत्ता नियंत्रण

सटीक फोर्जिंग में गुणवत्ता की नींव कठोर कच्चे माल के चयन और वैज्ञानिक पूर्व-उपचार से शुरू होती है। रोलर चेन के मुख्य भार वहन करने वाले घटक (रोलर, बुशिंग, चेन प्लेट आदि) को परिवर्तनशील भार, प्रभाव और घिसाव का सामना करना पड़ता है। इसलिए, कच्चे माल का चयन और उपचार सीधे अंतिम उत्पाद के प्रदर्शन को प्रभावित करता है।

1. कच्चे माल का चयन: प्रदर्शन आवश्यकताओं के अनुरूप स्टील का चयन
रोलर चेन के अनुप्रयोग (जैसे निर्माण मशीनरी, ऑटोमोटिव ट्रांसमिशन और सटीक मशीन टूल्स) के आधार पर, आमतौर पर उच्च गुणवत्ता वाले कार्बन स्ट्रक्चरल स्टील या मिश्र धातु स्ट्रक्चरल स्टील का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, रोलर्स और बुशिंग्स को उच्च घिसाव प्रतिरोध और मजबूती की आवश्यकता होती है, जिसके लिए अक्सर 20CrMnTi जैसे मिश्र धातु कार्बराइजिंग स्टील का उपयोग किया जाता है। चेन प्लेट्स को मजबूती और थकान प्रतिरोध के बीच संतुलन की आवश्यकता होती है, जिसके लिए अक्सर 40Mn और 50Mn जैसे मध्यम कार्बन स्ट्रक्चरल स्टील का उपयोग किया जाता है। सामग्री चयन के दौरान, स्टील की रासायनिक संरचना का स्पेक्ट्रल विश्लेषण के माध्यम से परीक्षण किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि कार्बन, मैंगनीज और क्रोमियम जैसे तत्वों की मात्रा GB/T 3077 जैसे राष्ट्रीय मानकों के अनुरूप हो, जिससे संरचनात्मक विचलन के कारण होने वाली फोर्जिंग क्रैकिंग या प्रदर्शन संबंधी कमियों से बचा जा सके।

2. पूर्व-उपचार प्रक्रिया: फोर्जिंग के लिए "वार्मिंग अप"

कारखाने में प्रवेश करने के बाद, कच्चे माल को तीन प्रमुख पूर्व-उपचार चरणों से गुजरना पड़ता है:

सतह की सफाई: शॉट ब्लास्टिंग द्वारा स्टील की सतह से पपड़ी, जंग और तेल को हटाया जाता है ताकि फोर्जिंग के दौरान अशुद्धियाँ वर्कपीस में न घुसें और दोष उत्पन्न न करें।

कटाई: स्टील को निश्चित वजन के बिलेट्स में काटने के लिए प्रेसिजन आरी या सीएनसी शीयर का उपयोग किया जाता है, जिसमें कटाई की सटीकता त्रुटि को ±0.5% के भीतर नियंत्रित किया जाता है ताकि फोर्जिंग के बाद वर्कपीस के आयामों में एकरूपता सुनिश्चित हो सके।

तापन: बिलेट को मध्यम-आवृत्ति प्रेरण ताप भट्टी में डाला जाता है। तापन दर और अंतिम फोर्जिंग तापमान को इस्पात के प्रकार के अनुसार नियंत्रित किया जाता है (उदाहरण के लिए, कार्बन इस्पात को आमतौर पर 1100-1250 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है) ताकि "अच्छी प्लास्टिसिटी और कम विरूपण प्रतिरोध" की आदर्श फोर्जिंग स्थिति प्राप्त की जा सके, साथ ही अत्यधिक गर्म होने या अधिक जलने से बचा जा सके जो सामग्री के गुणों को खराब कर सकता है।

II. कोर फोर्जिंग: लगभग शुद्ध आकार के लिए सटीक आकार निर्धारण

रोलर चेन घटकों के "कम-कट या बिना-कट" उत्पादन को प्राप्त करने के लिए कोर फोर्जिंग प्रक्रिया महत्वपूर्ण है। घटक संरचना के आधार पर, डाई फोर्जिंग और अपसेट फोर्जिंग का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है, जिसमें सटीक मोल्ड और उन्नत उपकरणों का उपयोग करके निर्माण प्रक्रिया को पूरा किया जाता है।

1. सांचे की तैयारी: सटीक संचरण के लिए "मुख्य माध्यम"

प्रिसिजन फोर्जिंग मोल्ड H13 हॉट-वर्क डाई स्टील से निर्मित होते हैं। CNC मिलिंग, EDM मशीनिंग और पॉलिशिंग के माध्यम से, मोल्ड कैविटी IT7 की आयामी सटीकता और Ra ≤ 1.6μm की सतह खुरदरापन प्राप्त करती है। मोल्ड को 200-300°C तक पहले से गर्म करना और ग्रेफाइट लुब्रिकेंट का छिड़काव करना आवश्यक है। इससे न केवल ब्लैंक और मोल्ड के बीच घर्षण और टूट-फूट कम होती है, बल्कि मोल्ड से धातु को तेजी से निकालना और चिपकने की समस्या से बचाव भी होता है। रोलर्स जैसे सममित घटकों के लिए, मोल्ड को डायवर्टर ग्रूव और वेंट के साथ डिज़ाइन किया जाना चाहिए ताकि पिघली हुई धातु (हॉट ब्लैंक) कैविटी को समान रूप से भर सके और हवा और अशुद्धियों को बाहर निकाल सके।

2. फोर्जिंग: घटक विशेषताओं के आधार पर अनुकूलित प्रसंस्करण

रोलर फोर्जिंग: इसमें दो चरणों वाली "अपसेटिंग-फाइनल फोर्जिंग" प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। गर्म किए गए बिलेट को पहले प्री-फोर्जिंग डाई में अपसेट किया जाता है, जिससे सामग्री में प्रारंभिक विरूपण होता है और प्री-फोर्जिंग कैविटी भर जाती है। इसके बाद बिलेट को तेजी से फाइनल फोर्जिंग डाई में स्थानांतरित किया जाता है। प्रेस के उच्च दबाव (आमतौर पर 1000-3000 kN बल वाली हॉट फोर्जिंग प्रेस) के तहत, बिलेट को फाइनल फोर्जिंग कैविटी में पूरी तरह से फिट किया जाता है, जिससे रोलर की गोलाकार सतह, आंतरिक बोर और अन्य संरचनाएं बनती हैं। अत्यधिक विरूपण के कारण वर्कपीस में दरार पड़ने से बचने के लिए पूरी प्रक्रिया के दौरान फोर्जिंग की गति और दबाव को नियंत्रित करना आवश्यक है।

स्लीव फोर्जिंग: इसमें "पंचिंग-एक्सपेंशन" मिश्रित प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। सबसे पहले, पंच का उपयोग करके बिलेट के केंद्र में एक ब्लाइंड होल बनाया जाता है। फिर, एक्सपेंशन डाई का उपयोग करके होल को डिज़ाइन किए गए आयामों तक विस्तारित किया जाता है, साथ ही स्लीव की दीवार की मोटाई में ≤0.1 मिमी की एकसमान सहनशीलता बनाए रखी जाती है।

चेन प्लेट फोर्जिंग: चेन प्लेटों की सपाट और पतली संरचना के कारण, "मल्टी-स्टेशन कंटीन्यूअस डाई फोर्जिंग" प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। गर्म करने के बाद, ब्लैंक प्री-फॉर्मिंग, फाइनल फॉर्मिंग और ट्रिमिंग स्टेशनों से गुजरता है, जिससे चेन प्लेट का प्रोफाइल और छेद निर्माण एक ही प्रक्रिया में पूरा हो जाता है, और उत्पादन दर 80-120 पीस प्रति मिनट होती है।

3. फोर्जिंग के बाद की प्रक्रिया: प्रदर्शन और दिखावट को स्थिर करना

फोर्ज किए गए वर्कपीस को तुरंत अवशिष्ट ऊष्मा शमन या समतापी सामान्यीकरण प्रक्रिया से गुजारा जाता है। शीतलन दर को नियंत्रित करके (उदाहरण के लिए, जल स्प्रे शीतलन या नाइट्रेट बाथ शीतलन का उपयोग करके), वर्कपीस की धातुवैज्ञानिक संरचना को समायोजित किया जाता है ताकि रोलर्स और बुशिंग जैसे घटकों में एक समान सोर्बाइट या पर्लाइट संरचना प्राप्त हो सके, जिससे कठोरता (रोलर की कठोरता आमतौर पर HRC 58-62 होती है) और थकान प्रतिरोध क्षमता में सुधार होता है। साथ ही, फोर्जिंग के किनारों से फ्लैश और बर्र हटाने के लिए एक हाई-स्पीड ट्रिमिंग मशीन का उपयोग किया जाता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि घटक का स्वरूप डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करता है।

3. अंतिम रूप देना और सुदृढ़ीकरण: गुणवत्ता में बारीक सुधार करना

कोर फोर्जिंग के बाद, वर्कपीस का मूल स्वरूप तो तैयार हो जाता है, लेकिन उच्च गति वाले रोलर चेन ट्रांसमिशन की कठोर आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए इसकी सटीकता और प्रदर्शन को और बेहतर बनाने के लिए फिनिशिंग और सुदृढ़ीकरण प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।

1. परिशुद्धता सुधार: मामूली विकृतियों का सुधार

फोर्जिंग के बाद संकुचन और तनाव मुक्ति के कारण, वर्कपीस में मामूली आयामी विचलन हो सकते हैं। फिनिशिंग प्रक्रिया के दौरान, ठंडे वर्कपीस पर दबाव डालने के लिए एक सटीक करेक्शन डाई का उपयोग किया जाता है ताकि आयामी विचलन को IT8 के भीतर ठीक किया जा सके। उदाहरण के लिए, असेंबली के बाद सुचारू चेन ट्रांसमिशन सुनिश्चित करने के लिए रोलर के बाहरी व्यास की गोलाई त्रुटि 0.02 मिमी से कम होनी चाहिए, और स्लीव के आंतरिक व्यास की बेलनाकारता त्रुटि 0.015 मिमी से अधिक नहीं होनी चाहिए।
2. सतह को कठोर बनाना: घिसावट और जंग प्रतिरोध में सुधार

अनुप्रयोग के वातावरण के आधार पर, वर्कपीस को लक्षित सतह उपचार की आवश्यकता होती है:

कार्बराइजिंग और क्वेंचिंग: रोलर्स और बुशिंग्स को 900-950°C तापमान पर 4-6 घंटे के लिए कार्बराइजिंग भट्टी में कार्बराइज किया जाता है ताकि सतह पर कार्बन की मात्रा 0.8%-1.2% हो जाए। इसके बाद, उन्हें कम तापमान पर क्वेंच और टेम्पर किया जाता है ताकि एक ग्रेडिएंट माइक्रोस्ट्रक्चर बनाया जा सके, जिसकी विशेषता उच्च सतह कठोरता और उच्च कोर टफनेस है। सतह की कठोरता HRC60 से अधिक हो सकती है, और कोर इम्पैक्ट टफनेस ≥50J/cm² हो सकती है।

फॉस्फेटिंग: चेन प्लेट जैसे घटकों को फॉस्फेट किया जाता है ताकि सतह पर एक छिद्रपूर्ण फॉस्फेट फिल्म बन सके, जिससे बाद में ग्रीस का आसंजन बढ़ जाता है और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार होता है।

शॉट पीनिंग: चेन प्लेट की सतह पर शॉट पीनिंग करने से उच्च गति वाले स्टील शॉट के प्रभाव से अवशिष्ट संपीडन तनाव उत्पन्न होता है, जिससे थकान दरार की शुरुआत कम हो जाती है और चेन का थकान जीवन बढ़ जाता है।

IV. संपूर्ण प्रक्रिया निरीक्षण: दोषों को दूर करने के लिए गुणवत्ता सुरक्षा उपाय

प्रत्येक सटीक फोर्जिंग प्रक्रिया का कड़ाई से निरीक्षण किया जाता है, जिससे कच्चे माल से लेकर तैयार उत्पाद तक एक व्यापक गुणवत्ता नियंत्रण प्रणाली बनती है, जो कारखाने से निकलने वाले सभी रोलर चेन घटकों के लिए 100% गुणवत्ता आश्वासन सुनिश्चित करती है।

1. प्रक्रिया निरीक्षण: प्रमुख मापदंडों की वास्तविक समय निगरानी

तापन निरीक्षण: बिलेट के तापन तापमान की वास्तविक समय में निगरानी के लिए इन्फ्रारेड थर्मामीटर का उपयोग किया जाता है, जिसमें त्रुटि को ±10°C के भीतर नियंत्रित किया जाता है।

मोल्ड निरीक्षण: प्रत्येक 500 पुर्जों के उत्पादन के बाद मोल्ड कैविटी में घिसावट की जांच की जाती है। यदि सतह की खुरदरापन Ra3.2μm से अधिक हो जाती है, तो तुरंत पॉलिशिंग द्वारा मरम्मत की जाती है।

आयाम निरीक्षण: जाली पुर्जों के नमूने लेने और उनका निरीक्षण करने के लिए त्रि-आयामी निर्देशांक मापन मशीन का उपयोग किया जाता है, जिसमें बाहरी व्यास, आंतरिक व्यास और दीवार की मोटाई जैसे प्रमुख आयामों पर ध्यान केंद्रित किया जाता है। नमूना लेने की दर 5% से कम नहीं होती है।

2. तैयार उत्पाद निरीक्षण: प्रदर्शन संकेतकों का व्यापक सत्यापन

यांत्रिक प्रदर्शन परीक्षण: उत्पाद मानकों के अनुपालन को सुनिश्चित करने के लिए कठोरता परीक्षण (रॉकवेल कठोरता परीक्षक), प्रभाव कठोरता परीक्षण (पेंडुलम प्रभाव परीक्षक) और तन्यता शक्ति परीक्षण के लिए तैयार उत्पादों के यादृच्छिक नमूने लें।

गैर-विनाशकारी परीक्षण: अल्ट्रासोनिक परीक्षण का उपयोग छिद्रों और दरारों जैसे आंतरिक दोषों का पता लगाने के लिए किया जाता है, जबकि चुंबकीय कण परीक्षण का उपयोग सतह और उप-सतह दोषों का पता लगाने के लिए किया जाता है।

असेंबली परीक्षण: योग्य घटकों को रोलर चेन में असेंबल किया जाता है और संचरण सटीकता, शोर स्तर और थकान जीवन सहित गतिशील प्रदर्शन परीक्षण किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, किसी घटक को तभी योग्य माना जाता है जब वह बिना किसी समस्या के 1000 घंटे तक लगातार 1500 r/min की गति से चल सके।

V. प्रक्रिया के लाभ और अनुप्रयोग मूल्य: परिशुद्ध फोर्जिंग उद्योग की पहली पसंद क्यों है?
परंपरागत "फोर्जिंग + व्यापक कटिंग" प्रक्रिया की तुलना में, सटीक फोर्जिंग रोलर चेन निर्माण के लिए तीन मुख्य लाभ प्रदान करती है:

उच्च सामग्री उपयोग: पारंपरिक प्रक्रियाओं में सामग्री उपयोग 60%-70% से बढ़कर 90% से अधिक हो गया है, जिससे कच्चे माल की बर्बादी में काफी कमी आई है;

उच्च उत्पादन क्षमता: मल्टी-स्टेशन निरंतर फोर्जिंग और स्वचालित उपकरणों का उपयोग करके, उत्पादन क्षमता पारंपरिक प्रक्रियाओं की तुलना में 3-5 गुना अधिक है;

उत्कृष्ट उत्पाद प्रदर्शन: फोर्जिंग से धातु की फाइबर संरचना वर्कपीस की आकृति के साथ वितरित हो जाती है, जिससे एक सुव्यवस्थित संरचना बनती है, जिसके परिणामस्वरूप मशीनीकृत भागों की तुलना में थकान प्रतिरोध क्षमता में 20%-30% की वृद्धि होती है।

इन फायदों के चलते उच्च श्रेणी के उपकरणों के निर्माण में सटीक रूप से गढ़ी गई रोलर चेन का व्यापक उपयोग होने लगा है, जैसे कि निर्माण मशीनरी के लिए ट्रैक ड्राइव, ऑटोमोटिव इंजनों के लिए टाइमिंग सिस्टम और सटीक मशीन टूल्स के लिए स्पिंडल ड्राइव। ये औद्योगिक उपकरणों के स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने वाले मुख्य विद्युत घटक बन गए हैं।

निष्कर्ष
रोलर चेन की सटीक फोर्जिंग प्रक्रिया, सामग्री विज्ञान, मोल्ड प्रौद्योगिकी, स्वचालित नियंत्रण और गुणवत्ता निरीक्षण को संयोजित करने वाले एक व्यापक दृष्टिकोण का परिणाम है। कच्चे माल के चयन में कड़े मानकों से लेकर कोर फोर्जिंग में मिलीमीटर-स्तर के सटीक नियंत्रण और तैयार उत्पाद परीक्षण में व्यापक सत्यापन तक, प्रत्येक प्रक्रिया औद्योगिक विनिर्माण की कुशलता और तकनीकी क्षमता का प्रतीक है।