कोटिंग और सतह फ़िनिशिंग
कोटिंग तैयार पुर्ज़े के ऊपर उसे बचाने, कठोर करने या रंग देने के लिए पतली परत चढ़ाती है, बिना उसका आकार बदले। इस अध्याय की हर प्रक्रिया दो सवालों का जवाब देती है: परत कैसे बनती है, और कितनी मोटी होती है? जवाब कुछ परमाणुओं की मोटाई की फ़िल्मों से लेकर कई मिलीमीटर गहरी छिड़की परतों तक जाते हैं।
मुख्य विचार
कोटिंग एक त्वचा है: नीचे का पुर्ज़ा संरचनात्मक काम करता है, और त्वचा दुनिया का सामना करती है। लकड़ी की मेज़ के बारे में सोचें: भार लकड़ी उठाती है, पर वार्निश तय करता है कि गिरा हुआ पेय झेल पाएगी या नहीं। प्रक्रियाएँ इसमें भिन्न हैं कि त्वचा वहाँ कैसे पहुँचती है:
- सूखने या क्योर होने वाला तरल: स्प्रे पेंटिंग, स्क्रीन प्रिंटिंग।
- पिघलकर फ़िल्म बनता पाउडर: पाउडर कोटिंग।
- पिघली धातु में डुबोना: हॉट-डिप गैल्वेनाइज़िंग।
- स्नान में विद्युत-रसायन: इलेक्ट्रोप्लेटिंग, एनोडाइज़िंग (जो धातु से ही ऑक्साइड उगाती है) और इलेक्ट्रोफ़ॉर्मिंग (जो परत रखती है और पुर्ज़ा हटा देती है)।
- वाष्प, परमाणु-दर-परमाणु: PVD और CVD।
- जमते जाते छिड़के गए कण: थर्मल स्प्रेइंग (पिघले) और कोल्ड स्प्रे (ठोस)।
लगभग सबसे पतली से सबसे मोटी तक: PVD और CVD फ़िल्में (नैनोमीटर से लगभग 20 µm) → इलेक्ट्रोप्लेटिंग और एनोडाइज़िंग (लगभग 5–50 µm) → पेंट और पाउडर कोट (लगभग 25–150 µm) → गैल्वेनाइज़िंग (लगभग 50–200 µm) → थर्मल स्प्रे (लगभग 0.1–1 mm) → कोल्ड स्प्रे और इलेक्ट्रोफ़ॉर्मिंग (कई मिलीमीटर या उससे अधिक तक)।
इस अध्याय की 11 प्रक्रियाएँ
आमने-सामने
| प्रक्रिया | एक पंक्ति में | सबसे उपयुक्त | बैच साइज़ | सटीकता |
|---|---|---|---|---|
| 11.1स्प्रे पेंटिंग | तरल पेंट बारीक फुहार में बदलकर सूखता या क्योर होता है | लगभग किसी भी चीज़ पर रंग और सुरक्षा | एक-एक नग से कार-बॉडी लाइनों तक | फ़िल्म लगभग 25–100 µm, अच्छी तकनीक के साथ भी एक-सी |
| 11.2पाउडर कोटिंग | आवेशित सूखा पाउडर पार्ट से चिपकता है, फिर ओवन में पिघलता है | धातु पर टिकाऊ, विलायक-रहित फ़िनिश | छोटी खेपों से लगातार चलती लाइनों तक | फ़िल्म लगभग 50–150 µm |
| 11.3स्क्रीन प्रिंटिंग | जाली के स्टेंसिल से धकेली गई स्याही | ग्राफ़िक्स, लेबल, प्रिंटेड इलेक्ट्रॉनिक्स | दसियों से हज़ारों प्रिंट | रेखा का विवरण मिलीमीटर के एक अंश तक |
| 11.4हॉट-डिप गैल्वनाइज़िंग | पिघले जिंक में डुबोया स्टील जुड़ी हुई जिंक परत बनाता है | संरचनात्मक स्टील के लिए जंग से सुरक्षा | अकेली बीमों से बड़ी मात्रा वाले रैक तक | परत लगभग 50–200 µm, असमान |
| 11.5इलेक्ट्रोप्लेटिंग (क्रोम, निकल, जिंक) | बिजली का करंट बाथ से धातु जमाता है | क्रोम, निकल, ज़िंक, सोने की फ़िनिश | छोटी से बहुत बड़ी शृंखला | परत लगभग 5–50 µm, नियंत्रित की जा सकने वाली |
| 11.6एनोडाइज़िंग | करंट एल्युमिनियम से ही एक कठोर ऑक्साइड परत उगाता है | टिकाऊ, रंगी जा सकने वाली एल्युमिनियम सतहें | छोटी से बहुत बड़ी शृंखला | परत लगभग 5–50 µm, बहुत एक-सी |
| 11.7इलेक्ट्रोफ़ॉर्मिंग | मॉडल पर मोटी उगाई गई प्लेटिंग, फिर उतारी गई | महीन विवरण की नक़ल करने वाले पतले खोल | एक-एक नग से मध्यम शृंखला तक | 1 µm से भी छोटे विवरण की नक़ल |
| 11.8PVD कोटिंग (वैक्यूम में पतली फ़िल्में) | टार्गेट से उखड़े परमाणु वैक्यूम में पार्ट पर कोट करते हैं | औज़ारों और सजावट पर कठोर, पतली फ़िल्में | सैकड़ों से हज़ारों की खेपें | फ़िल्म लगभग 1–5 µm |
| 11.9CVD कोटिंग | गैसें गर्म सतह पर अभिक्रिया करके फ़िल्म छोड़ती हैं | चिप की परतें, मोटी इन्सर्ट कोटिंग | बड़ी खेपें | नैनोमीटर से लगभग 20 µm, बहुत एकसमान |
| 11.10थर्मल स्प्रेइंग (प्लाज़्मा, HVOF, आर्क) | पुर्ज़े पर दागी गई पिघली बूँदें परत बनकर जमती जाती हैं | मोटी घिसाई-रोधी, ताप-रोधी और जंग-रोधी कोटिंग; मरम्मत | एक-एक नग से शृंखला तक | लगभग 0.1–1 mm, ज़रूरत हो तो ग्राइंड की जाती है |
| 11.11कोल्ड स्प्रे | ठोस धातु के कण केवल गति से जुड़ जाते हैं | सघन धातु की मरम्मत और निर्माण | मरम्मत से छोटी शृंखला तक | खुरदरी, बाद में मशीन की जाती है |
इस परिवार में कैसे चुनें
- काम से शुरू करें: रंग और बुनियादी सुरक्षा → पेंट या पाउडर कोट; स्टील को जंग से बचाना → गैल्वेनाइज़िंग या छिड़का हुआ ज़िंक; घिसाई और कठोरता → PVD, CVD, कठोर प्लेटिंग या थर्मल स्प्रे।
- जितनी मोटाई चाहिए, उसे जाँचें: माइक्रोन की फ़िल्में तीखे किनारे और सटीक माप बचाए रखती हैं; मिलीमीटर की परतें घिसे पुर्ज़े फिर से बना सकती हैं।
- जाँचें कि पुर्ज़ा कितनी गर्मी सह सकता है: CVD लगभग 1,000 °C पर चलती है, गैल्वेनाइज़िंग लगभग 450 °C पर और पाउडर क्योरिंग लगभग 200 °C पर, जबकि प्लेटिंग, एनोडाइज़िंग और स्प्रेइंग पुर्ज़े को ठंडा रखती हैं।
- जाँचें कि प्रक्रिया कहाँ तक पहुँच सकती है: स्नान और गैसें छेदों और छिपी सतहों पर भी कोटिंग करती हैं; स्प्रे और PVD केवल वही ढकते हैं जो उन्हें दिखता है।
- सामग्री से मिलान करें: एनोडाइज़िंग मुख्यतः एल्युमिनियम के लिए है, गैल्वेनाइज़िंग स्टील के लिए, कोल्ड स्प्रे तन्य धातुओं के लिए।
मुख्य शब्द
- सब्सट्रेट
- जिस पुर्ज़े पर कोटिंग की जा रही है, उस पर चढ़ी कोटिंग से अलग।
- आसंजन
- कोटिंग कितनी अच्छी तरह चिपकती है; यह सतह की सफ़ाई और खुरदरा करने पर बहुत निर्भर करता है।
- इलेक्ट्रोलाइट
- बिजली चलाने वाला तरल, जो प्लेटिंग, एनोडाइज़िंग और इलेक्ट्रोफ़ॉर्मिंग में इस्तेमाल होता है।
- लाइन ऑफ़ साइट
- ऐसी प्रक्रिया जो केवल वही सतहें ढकती है जिन्हें वह सीधे देख सके, जैसे स्प्रे या PVD।
- कन्फ़ॉर्मल कोटिंग
- ऐसी परत जो छेदों समेत हर सतह के साथ एक-सी चलती है, जैसा CVD करती है।
- माइक्रोन (µm)
- मिलीमीटर का हज़ारवाँ हिस्सा; मनुष्य का बाल लगभग 50–100 µm मोटा होता है।
- प्लाज़्मा
- इतनी ऊर्जावान गैस कि वह बिजली चलाती है और चमकती है।
- मास्किंग
- उन हिस्सों को ढकना जिन पर कोटिंग नहीं होनी चाहिए।
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