পাঠ 9.1আকার দেওয়াঅধ্যায় 9 · পাউডার ও সিরামিক

পাউডার মেটালার্জি (প্রেস ও সিন্টার)

ডাইয়ে গুঁড়ো চেপে, তারপর বেল্ট ফার্নেসে সিন্টার করা

পাউডার মেটালার্জি ধাতু না গলিয়েই ধাতব অংশ বানায়: সূক্ষ্ম গুঁড়ো ডাইয়ে চেপে, তারপর কণাগুলো জোড়া না লাগা পর্যন্ত গরম করা হয়। কর্ডলেস ড্রিলের ছোট গিয়ার এবং ডেস্ক ফ্যানের তেল-ভরা ব্রোঞ্জ বুশিং এভাবে বানানো হয়। লাখ লাখ ছোট, নির্ভুল ধাতব অংশ বানানোর সবচেয়ে সস্তা উপায়গুলোর একটি এটি।

ছবি: Alchemist-hp, CC BY-SA 3.0 de, সূত্র: Wikimedia Commons

প্রেস-ও-সিন্টার পাউডার মেটালার্জি · ভরা, চাপা, বের করা, সিন্টার করাবৃত্তাকার সংখ্যাগুলো নিচের ধাপের সঙ্গে মেলে: ওপরের সারি একটি প্রেসে ঘটে, নিচের সারি একটি লম্বা ফার্নেসে।

যেভাবে কাজ করে

মেশান। সূক্ষ্ম ধাতব গুঁড়ো, যার দানা বেশিরভাগ 0.15 mm-এর কম (প্রায় ময়দার মতো), গ্রাফাইট বা তামার মতো সংকর গুঁড়োর সঙ্গে মেশানো হয়। প্রায় 0.5–1% মোম লুব্রিক্যান্ট যোগ হয়, যাতে গুঁড়ো ডাইয়ের মধ্যে পিছলে যায়।
ভরা। একটি ফিড শু ডাইয়ের ওপর দিয়ে সরে গিয়ে গহ্বরে (আকার দেওয়া ফাঁপা জায়গা) গুঁড়ো ফেলে। নিচের পাঞ্চ একটি নির্দিষ্ট গভীরতায় থাকে, তাই প্রতিবার সমান পরিমাণ ভরে।
চাপ দিন। ওপরের ও নিচের পাঞ্চ দুই প্রান্ত থেকে গুঁড়ো চাপে, প্রায় 400–800 MPa-তে (প্রতি বর্গ সেন্টিমিটারে 4–8 টন)। ফল একটি “গ্রিন” অংশ: পুরো আকার আছে, কিন্তু শুধু পরস্পর আটকানো দানায় ধরা, তাই খড়িমাটির মতোই ভঙ্গুর।
বের করুন। নিচের পাঞ্চ উঠে অংশটিকে ঠেলে বের করে। ফিড শু ফেরার সময় সেটিকে একপাশে সরিয়ে আবার ভরতে যায়, তাই প্রেস কয়েক সেকেন্ডে একটি করে অংশ বানায়।
সিন্টার করা। একটি মেশ বেল্ট অংশগুলোকে সুরক্ষা গ্যাসে (যে গ্যাস জারণ, অর্থাৎ মরচের পেছনের বিক্রিয়া, ঠেকায়) ভরা লম্বা ফার্নেসের মধ্য দিয়ে নেয়। প্রথমে লুব্রিক্যান্ট পুড়ে যায়। তারপর লোহা ও ইস্পাতের জন্য প্রায় 1,120 °C-এ প্রতিটি স্পর্শবিন্দুর ওপর দিয়ে পরমাণু সরে যায় (ডিফিউশন) এবং কণাগুলোর মধ্যে শক্ত “গলা” বাড়ে।
দরকার হলে ফিনিশ করুন। অনেক অংশ ফার্নেস থেকে বের হওয়ামাত্রই প্রস্তুত। অন্যগুলোতে আরও নির্ভুল মাপের জন্য সাইজিং প্রেস, স্ব-লুব্রিকেটিং বিয়ারিংয়ের জন্য তেলে ভেজানো, কঠিনতার জন্য হিট ট্রিটমেন্ট, অথবা পাশের গর্ত ও থ্রেডের জন্য মেশিনিং করা হয়।

মূল তথ্য

উপাদান: বেশিরভাগ লোহা ও ইস্পাত; এছাড়া স্টেইনলেস স্টিল, ব্রোঞ্জ, পিতল, তামা, অ্যালুমিনিয়াম, চুম্বক সংকর ও টাংস্টেন কার্বাইড
সাধারণ অংশ: গিয়ার, স্প্রকেট, ক্যাম, বুশিং, তালার অংশ, চুম্বক, ফিল্টার
অংশের আকার: সাধারণত কয়েক গ্রাম থেকে প্রায় 2 kg, বেশিরভাগ হাতের তালুর মাপের; প্রেসের বল তলের ক্ষেত্রফলকে সীমিত করে
নির্ভুলতা: সিন্টার করার পর প্রায় ±0.05–0.1 mm; সাইজিং প্রেসের পর আরও নিখুঁত
পৃষ্ঠের মান: সূক্ষ্ম ম্যাট ধূসর, প্রায় Ra 1–3 µm (Ra হলো পৃষ্ঠের উঁচু-নিচুর গড় উচ্চতা)
কোন ব্যাচ আকারে মানানসই: বেশি পরিমাণ: সাধারণত বছরে প্রায় 10,000 থেকে কয়েক মিলিয়ন অংশ
টুলিং ও মেশিনের খরচ: ডাই সেটের দাম প্রায় $10,000–100,000; প্রেস ও ফার্নেসের দাম কয়েক লাখ থেকে কয়েক মিলিয়ন ডলার
গতি: প্রতি প্রেসে মিনিটে প্রায় 10–30টি অংশ; ফার্নেসে যাত্রায় প্রায় 1–3 ঘণ্টা লাগে, তবে তা অবিরাম চলে

শক্তি ও সীমাবদ্ধতা

শক্তির দিক

প্রায় চূড়ান্ত আকার: কম বা কোনো মেশিনিং লাগে না এবং অপচয় খুব কম
বেশি পরিমাণে উৎপাদনে অংশপ্রতি কম খরচ
গলিয়ে যা সম্ভব নয় এমন মিশ্রণ বানায়, যেমন তামা-টাংস্টেন বা ভেতরে তৈরি ছিদ্রযুক্ত ধাতু
অংশ থেকে অংশে খুব পুনরাবৃত্তিযোগ্য

সীমাবদ্ধতা

অবশিষ্ট ছিদ্র (প্রায়ই আয়তনের 5–15%) অংশকে নিরেট ইস্পাতের চেয়ে দুর্বল করে
ডাই সেট ব্যয়বহুল, তাই ছোট ব্যাচে কদাচিৎ পোষায়
আকারকে সোজা ডাই থেকে বের হতে হয়: আন্ডারকাট বা পাশের গর্ত চলে না
মাপ ও উচ্চতা প্রেসের বল এবং গুঁড়ো কতটা সমানভাবে ঠাসা হয় তা দিয়ে সীমিত

কোথায় ব্যবহৃত হয়

অটোমোটিভতেল-পাম্পের গিয়ার, টাইমিং স্প্রকেট, ভাল্ভ-টাইমিং রোটর, গিয়ারবক্স সিঙ্ক্রোনাইজার হাব
পাওয়ার টুল ও গৃহস্থালি যন্ত্রপ্ল্যানেটারি গিয়ার; ড্রিল, ফ্যান ও মিক্সারে স্ব-লুব্রিকেটিং বুশিং
তালা ও হার্ডওয়্যারতালার ক্যাম, লিভার, ল্যাচের অংশ
বৈদ্যুতিকনরম চৌম্বক মোটর কোর, ফেরাইট ও রেয়ার-আর্থ চুম্বক
ফিল্টারছিদ্রযুক্ত ব্রোঞ্জ ও স্টেইনলেস স্টিলের ফিল্টার, এয়ার ভাল্ভের মাফলার
কাটিং টুলটাংস্টেন কার্বাইড ইনসার্ট ও ড্রিলের ডগা

কীভাবে চিনবেন

অভিন্ন ম্যাট ধূসর পৃষ্ঠ; ম্যাগনিফায়ারে ক্ষুদ্র ছিদ্র চোখে পড়তে পারে।
প্রিজমের মতো আকার: রূপরেখা ওপর থেকে নিচ পর্যন্ত একই থাকে, সমতল তল ও ধাপ শুধু চাপার দিক বরাবর।
সামান্য তেলতেলে অনুভূতির ব্রোঞ্জ বুশিং, কারণ তাদের ছিদ্র তেল ধরে রাখে।
ধারে একটি ক্ষুদ্র সমতলে শেষ হওয়া চ্যাম্ফার, কারণ ছুরির মতো ধারালো পাঞ্চের প্রান্ত ভেঙে যেত।

তুলনা করুন

মেটাল ইনজেকশন মোল্ডিং9.2গুঁড়ো ও প্লাস্টিকের পেস্ট মোল্ড করে, তাই ছোট, আরও জটিল অংশ বানায় যা শেষে প্রায় পুরোপুরি ঘন হয়।হট আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিং9.3চারদিক থেকে গরম গ্যাসে চেপে শেষ ছিদ্রগুলো বন্ধ করে, তবে অংশপ্রতি খরচ অনেক বেশি।ডাই কাস্টিং1.4অ্যালুমিনিয়াম বা জিঙ্ক গলিয়ে ইস্পাতের মোল্ডে ইনজেক্ট করে; এটি হাউজিংয়ের জন্য মানায়, ইস্পাতের গিয়ারের জন্য নয়।

দেখুন

MPIF Videos · গুঁড়ো থেকে তৈরি অংশ পর্যন্ত পুরো পথ, শিল্প সংস্থার পক্ষ থেকে

Simeko AG · ফার্নেসের ভেতরে কণাগুলোর মধ্যে কী ঘটে

Comtec Mfg., Inc. · আসল কমপ্যাকশন প্রেস, একটি সিন্টারিং ফার্নেস ও তৈরি অংশ

GKN Powder Metallurgy · ধাতব গুঁড়ো নিজে কীভাবে তৈরি হয়, এবং আধুনিক উৎপাদন লাইন

আসল ছবি দেখুন

উইকিপিডিয়া: পাউডার মেটালার্জি — প্রক্রিয়ার সংক্ষিপ্ত বিবরণ, সিন্টার করা অংশের ছবিসহ
Wikimedia Commons-এ ছবি খোঁজা

মনে রাখুন

গুঁড়ো চেপে আকার দিন, তারপর গলনাঙ্কের নিচে গরম করুন যাতে কণাগুলো জোড়া লাগে।
সরল রূপরেখার ছোট অংশের জন্য সেরা, প্রায় কোনো অপচয় ছাড়াই লাখ লাখ বানানো যায়।
অবশিষ্ট ছিদ্র কিছু শক্তি কমায়, কিন্তু সেগুলোই স্ব-লুব্রিকেটিং বিয়ারিং ও ফিল্টার সম্ভব করে।