প্লেট হিট এক্সচেঞ্জার প্লেট তৈরিতে ছাঁচের পরিষেবা জীবনকে প্রভাবিত করার মূল কারণ
বিমূর্ত: প্লেট হিট এক্সচেঞ্জার (PHEs) তাদের উচ্চ তাপ স্থানান্তর দক্ষতা, কমপ্যাক্ট গঠন এবং নমনীয় মাপযোগ্যতার কারণে পেট্রোকেমিক্যালস, খাদ্য প্রক্রিয়াকরণ, HVAC এবং বিদ্যুৎ উৎপাদনের মতো শিল্প ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়। প্লেট, PHE-এর মূল উপাদান হিসাবে, প্রধানত স্ট্যাম্পিং, নমন বা রোল গঠনের মাধ্যমে গঠিত হয় এবং এর গুণমান এবং উত্পাদন দক্ষতা সরাসরি ছাঁচের কর্মক্ষমতা এবং পরিষেবা জীবন দ্বারা নির্ধারিত হয়। PHE প্লেট ছাঁচের পরিষেবা জীবন একাধিক আন্তঃসম্পর্কিত কারণ দ্বারা প্রভাবিত হয়, যার মধ্যে রয়েছে ছাঁচের উপাদানের বৈশিষ্ট্য, ছাঁচের নকশার স্তর, উত্পাদন প্রক্রিয়ার নির্ভুলতা, গঠন প্রক্রিয়ার পরামিতি এবং দৈনন্দিন ব্যবহার এবং রক্ষণাবেক্ষণ। এই কারণগুলির যে কোনও একটির অযৌক্তিক নিয়ন্ত্রণ অকাল ছাঁচের ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করবে, যেমন পরিধান, ক্র্যাকিং, বিকৃতি এবং আটকে যাওয়া, যা উত্পাদন খরচ বাড়ায়, উত্পাদন দক্ষতা হ্রাস করে এবং PHE প্লেটের মাত্রিক নির্ভুলতাকে প্রভাবিত করে। এই কাগজটি পদ্ধতিগতভাবে PHE প্লেট ছাঁচের পরিষেবা জীবনকে প্রভাবিত করে এমন মূল কারণগুলিকে শ্রেণীবদ্ধ করে এবং বিশ্লেষণ করে, ছাঁচের জীবনকে প্রভাবিত করে এমন প্রতিটি ফ্যাক্টরের প্রক্রিয়াটি অন্বেষণ করে, বিভিন্ন কারণের প্রভাবের মাত্রা যাচাই করার জন্য ব্যবহারিক প্রকৌশল কেসগুলিকে একত্রিত করে এবং সংশ্লিষ্ট অপ্টিমাইজেশন পরামর্শগুলিকে সামনে রাখে। গবেষণা দেখায় যে ছাঁচ উপাদান নির্বাচন, কাঠামোগত নকশা, তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া, গঠন প্রক্রিয়া পরামিতি, এবং রক্ষণাবেক্ষণ স্তর হল সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কারণগুলি: যুক্তিসঙ্গত উপাদান নির্বাচন এবং তাপ চিকিত্সা ছাঁচের কঠোরতা এবং কঠোরতা উন্নত করতে পারে, পরিধান এবং ক্লান্তি ব্যর্থতা হ্রাস করতে পারে; বৈজ্ঞানিক কাঠামোগত নকশা চাপ ঘনত্ব এড়াতে এবং সেবা জীবন প্রসারিত করতে পারে; সুনির্দিষ্ট উত্পাদন প্রক্রিয়া ছাঁচ মাত্রিক নির্ভুলতা এবং পৃষ্ঠ গুণমান নিশ্চিত করে; অপ্টিমাইজড গঠন পরামিতি ছাঁচ লোড হ্রাস; এবং প্রমিত রক্ষণাবেক্ষণ ছাঁচের অবক্ষয়কে বিলম্বিত করে। এই অধ্যয়নটি PHE প্লেট ছাঁচের পরিষেবা জীবন বাড়ানো, উৎপাদন খরচ কমাতে এবং PHE প্লেটের মানের স্থিতিশীলতা উন্নত করার জন্য একটি তাত্ত্বিক ভিত্তি এবং ব্যবহারিক নির্দেশিকা প্রদান করে।
কীওয়ার্ড:প্লেট তাপ এক্সচেঞ্জার প্লেট; ছাঁচ সেবা জীবন; ছাঁচ উপাদান; কাঠামোগত নকশা; উত্পাদন প্রক্রিয়া; পরামিতি গঠন; রক্ষণাবেক্ষণ
প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারগুলি আধুনিক শিল্প উত্পাদনে প্রয়োজনীয় তাপ স্থানান্তর সরঞ্জাম, যা ঢেউতোলা প্লেটের উভয় পাশে তরলগুলির বিকল্প প্রবাহের মাধ্যমে দুই বা ততোধিক মিডিয়ার মধ্যে তাপ বিনিময় উপলব্ধি করে। PHE প্লেট, এর পাতলা পুরুত্ব (সাধারণত 0.3-1.5 মিমি), জটিল ঢেউতোলা কাঠামো এবং উচ্চ মাত্রার নির্ভুলতা প্রয়োজনীয়তা, গঠনের জন্য উচ্চ-নির্ভুলতা ছাঁচের উপর অনেক বেশি নির্ভর করে। ছাঁচটি কেবল প্লেট গঠনের মূল হাতিয়ারই নয়, এটি উত্পাদন দক্ষতা এবং পণ্যের গুণমানকে প্রভাবিত করে এমন একটি মূল কারণও। PHE প্লেট ছাঁচের পরিষেবা জীবন সাধারণত স্ট্রোক তৈরির সংখ্যা দ্বারা মূল্যায়ন করা হয়: স্বাভাবিক কাজের পরিস্থিতিতে, উচ্চ-মানের ছাঁচগুলি 200,000-500,000 স্ট্রোক তৈরি করতে পারে, যখন অযৌক্তিক কারণগুলির দ্বারা প্রভাবিত নিম্নমানের ছাঁচ বা ছাঁচগুলি শুধুমাত্র 50,000-015 স্ট্রোকের পরে ব্যর্থ হতে পারে।
অকাল ছাঁচ ব্যর্থতা এন্টারপ্রাইজগুলিতে গুরুতর অর্থনৈতিক ক্ষতি নিয়ে আসবে: একদিকে, ছাঁচের প্রতিস্থাপন ছাঁচ উত্পাদনের ব্যয় বাড়িয়ে দেয় (পিএইচই প্লেটের মোট উত্পাদন ব্যয়ের 20-30% হিসাবের জন্য হিসাব); অন্যদিকে, ছাঁচ প্রতিস্থাপনের ফলে সৃষ্ট ডাউনটাইম উত্পাদন দক্ষতা হ্রাস করে, এবং ছাঁচ ব্যর্থতার সময় উত্পাদিত প্লেটের মাত্রিক বিচ্যুতি পণ্য স্ক্র্যাপিং হতে পারে। শিল্পের পরিসংখ্যান অনুসারে, PHE প্লেটের ছাঁচের 60% এরও বেশি ব্যর্থতা প্রাকৃতিক পরিধানের পরিবর্তে মূল প্রভাবিতকারী কারণগুলির অনুপযুক্ত নিয়ন্ত্রণের কারণে ঘটে। সুতরাং, ছাঁচের পরিষেবা জীবনকে প্রভাবিত করে এমন মূল বিষয়গুলিকে স্পষ্ট করা এবং তাদের প্রভাবের প্রক্রিয়াগুলি আয়ত্ত করা ছাঁচের নকশাকে অপ্টিমাইজ করা, উত্পাদন প্রক্রিয়ার উন্নতি, অপারেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণের মানককরণ এবং ছাঁচের পরিষেবা জীবন বাড়ানোর জন্য অত্যন্ত তাৎপর্যপূর্ণ।
বর্তমানে, PHE প্লেট ছাঁচের উপর বিদ্যমান গবেষণা প্রধানত ছাঁচ নকশা অপ্টিমাইজেশান এবং গঠন প্রক্রিয়া উন্নতির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, তবে ছাঁচের পরিষেবা জীবনকে প্রভাবিত করে এমন কারণগুলির পদ্ধতিগত বাছাই এবং গভীরভাবে বিশ্লেষণের অভাব রয়েছে। ব্যবহারিক উৎপাদনে, অনেক প্রতিষ্ঠান একাধিক কারণের ব্যাপক প্রভাবকে উপেক্ষা করে, যার ফলে ছোট ছাঁচের পরিষেবা জীবন এবং অস্থির পণ্যের গুণমান হয়। উদাহরণস্বরূপ, কিছু উদ্যোগ খরচ কমাতে অনুপযুক্ত ছাঁচের উপকরণ বেছে নেয়, যার ফলে দ্রুত ছাঁচ পরিধান হয়; কেউ কেউ তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়াকে উপেক্ষা করে, যার ফলে ছাঁচের অপর্যাপ্ত কঠোরতা এবং শক্ততা এবং সহজে ক্র্যাকিং হয়; কিছু গঠনের পরামিতিগুলিকে প্রমিত করে না, ছাঁচের লোড বৃদ্ধি করে এবং ক্লান্তি ব্যর্থতাকে ত্বরান্বিত করে।
এই কাগজটি PHE প্লেট ছাঁচের পরিষেবা জীবনকে প্রভাবিত করে এমন মূল কারণগুলিকে বিস্তৃতভাবে বাছাই করে, সেগুলিকে পাঁচটি বিভাগে বিভক্ত করে: ছাঁচের উপাদানের কারণ, ছাঁচের নকশার কারণগুলি, ছাঁচ তৈরির প্রক্রিয়ার কারণগুলি, প্রক্রিয়ার পরামিতিগুলি গঠন করা এবং ব্যবহার এবং রক্ষণাবেক্ষণের কারণগুলি৷ এটি প্রতিটি ফ্যাক্টরের প্রভাব প্রক্রিয়াকে বিশদভাবে বিশ্লেষণ করে, ইঞ্জিনিয়ারিং কেসগুলির সাথে এটি যাচাই করে এবং লক্ষ্যযুক্ত অপ্টিমাইজেশানের পরামর্শ দেয়। এই অধ্যয়নের লক্ষ্য হল ছাঁচ পরিষেবা জীবন উন্নত করতে এবং উৎপাদন খরচ কমাতে উদ্যোগগুলির জন্য একটি ব্যাপক রেফারেন্স প্রদান করা।
PHE প্লেট ছাঁচের উপাদান সরাসরি তাদের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য (কঠোরতা, কঠোরতা, পরিধান প্রতিরোধের, জারা প্রতিরোধ) এবং তাপীয় বৈশিষ্ট্য (তাপ পরিবাহিতা, তাপীয় ক্লান্তি প্রতিরোধ) নির্ধারণ করে, যা ছাঁচের পরিষেবা জীবন নিশ্চিত করার জন্য উপাদান ভিত্তি। PHE প্লেট ছাঁচগুলি সাধারণত সাইক্লিক লোডের শিকার হয় যেমন স্ট্যাম্পিং ফোর্স, ঘর্ষণ এবং অপারেশন চলাকালীন তাপীয় চাপ, তাই ছাঁচের উপাদানের অবশ্যই দুর্দান্ত ব্যাপক কর্মক্ষমতা থাকতে হবে। ছাঁচের পরিষেবা জীবনকে প্রভাবিত করে এমন মূল উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে উপাদানের ধরন, রাসায়নিক গঠন এবং তাপ চিকিত্সার গুণমান।
PHE প্লেট ছাঁচের উপকরণগুলির নির্বাচন প্লেটের গঠন প্রক্রিয়া (কোল্ড স্ট্যাম্পিং, হট স্ট্যাম্পিং, রোল ফর্মিং) এবং প্লেটের উপাদান (স্টেইনলেস স্টিল, টাইটানিয়াম অ্যালয়, অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়) এর সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। বিভিন্ন উপকরণের কঠোরতা, দৃঢ়তা, পরিধান প্রতিরোধের এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যের উল্লেখযোগ্য পার্থক্য রয়েছে, যা সরাসরি ছাঁচের পরিধান এবং ক্লান্তি প্রতিরোধ করার ক্ষমতাকে প্রভাবিত করে।
সাধারণ PHE প্লেট ছাঁচের উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে কোল্ড ওয়ার্ক মোল্ড স্টিল, হট ওয়ার্ক মোল্ড স্টিল এবং অ্যালয় স্টিল, প্রতিটির নিজস্ব প্রযোজ্য পরিস্থিতি এবং কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্য রয়েছে:
কোল্ড ওয়ার্ক মোল্ড স্টিল (যেমন Cr12MoV, Cr12, D2) পিএইচই প্লেটের জন্য কোল্ড স্ট্যাম্পিং ছাঁচে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় (সবচেয়ে সাধারণ গঠন প্রক্রিয়া)। এটিতে উচ্চ কঠোরতা রয়েছে (তাপ চিকিত্সার পরে HRC 60-65), চমৎকার পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং ভাল মাত্রিক স্থিতিশীলতা, যা কার্যকরভাবে ঘর্ষণ প্রতিরোধ করতে পারে এবং ঠান্ডা স্ট্যাম্পিংয়ের সময় ছাঁচ এবং প্লেটের মধ্যে পরিধান করতে পারে। যাইহোক, এর দৃঢ়তা তুলনামূলকভাবে খারাপ, এবং এটি বড় প্রভাবের লোডের অধীনে ভঙ্গুর ফ্র্যাকচারের প্রবণ। উদাহরণস্বরূপ, মোটা স্টেইনলেস স্টীল প্লেট (বেধ > 1.0 মিমি) স্ট্যাম্পিং করার সময়, প্রভাব বল খুব বেশি হলে, Cr12MoV ছাঁচ অকালে ফাটতে পারে। ইঞ্জিনিয়ারিং পরিসংখ্যান অনুসারে, 316L স্টেইনলেস স্টীল প্লেটের জন্য Cr12MoV কোল্ড স্ট্যাম্পিং মোল্ডের পরিষেবা জীবন যুক্তিসঙ্গত ব্যবহারের শর্তে সাধারণত 150,000-250,000 স্ট্রোক হয়।
হট ওয়ার্ক মোল্ড স্টিল (যেমন H13, H11, 4Cr5MoSiV1) উচ্চ-কঠোরতা প্লেট উপকরণের (যেমন টাইটানিয়াম খাদ, উচ্চ-শক্তির স্টেইনলেস স্টীল) গরম স্ট্যাম্পিং ছাঁচের জন্য উপযুক্ত। এটির ভাল উচ্চ-তাপমাত্রার শক্তি, তাপীয় ক্লান্তি প্রতিরোধের, এবং কঠোরতা রয়েছে এবং এটি চক্রাকার গরম এবং শীতল অবস্থার (তাপমাত্রা 800-1200 ডিগ্রি সেলসিয়াস গঠন) অধীনে স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা বজায় রাখতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, H13 ইস্পাত ছাঁচ টাইটানিয়াম অ্যালয় প্লেট হট স্ট্যাম্পিংয়ের সময় উচ্চ-তাপমাত্রার প্রভাব সহ্য করতে পারে এবং এর পরিষেবা জীবন 200,000–300,000 স্ট্রোকে পৌঁছতে পারে। যাইহোক, হট ওয়ার্ক মোল্ড স্টিলের দাম কোল্ড ওয়ার্ক মোল্ড স্টিলের চেয়ে বেশি, যা ছাঁচের প্রাথমিক বিনিয়োগ বাড়ায়।
খাদ ইস্পাত (যেমন 42CrMo, 35CrMo) প্রায়শই ছাঁচের ঘাঁটি বা অ-গুরুত্বপূর্ণ ছাঁচের উপাদানগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়। এটির ভাল দৃঢ়তা এবং যান্ত্রিক শক্তি রয়েছে, তবে এর পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা কম, তাই এটি প্লেটের সাথে সরাসরি যোগাযোগ করে এমন ছাঁচের গহ্বরের জন্য উপযুক্ত নয়। যদি ছাঁচের গহ্বরের জন্য খাদ ইস্পাত ব্যবহার করা হয় তবে পরিধানের হার 30-50% বৃদ্ধি পাবে এবং পরিষেবা জীবন 100,000 স্ট্রোকের কম হয়ে যাবে।
উপরন্তু, PHE প্লেট ছাঁচে সিরামিক উপকরণ এবং যৌগিক উপকরণের মতো নতুন উপকরণের প্রয়োগ ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পেয়েছে। সিরামিক ছাঁচের চমৎকার পরিধান প্রতিরোধের এবং জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা আছে, কিন্তু তাদের দৃঢ়তা দুর্বল এবং তারা ভেঙে যাওয়ার প্রবণতা রয়েছে; যৌগিক উপকরণ (যেমন ইস্পাত-ভিত্তিক সিরামিক যৌগিক উপকরণ) ইস্পাতের উচ্চ দৃঢ়তা এবং সিরামিকের উচ্চ পরিধান প্রতিরোধের সুবিধাগুলিকে একত্রিত করে, যা ছাঁচের পরিষেবা জীবনকে 1.5-2 গুণ বাড়িয়ে দিতে পারে, কিন্তু তাদের উত্পাদন খরচ বেশি, এবং সেগুলি বর্তমানে শুধুমাত্র উচ্চ-প্রান্তের PHE প্লেট উত্পাদনে ব্যবহৃত হয়।
ছাঁচ উপকরণের রাসায়নিক গঠন সরাসরি তাদের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং তাপ চিকিত্সা প্রভাব প্রভাবিত করে। মোল্ড স্টিলের মূল উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে কার্বন (C), ক্রোমিয়াম (Cr), মলিবডেনাম (Mo), ভ্যানাডিয়াম (V), এবং সিলিকন (Si), এবং তাদের বিষয়বস্তুর অনুপাত ছাঁচের কার্যকারিতার উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে:
কার্বন (C) হল প্রধান উপাদান যা মোল্ড স্টিলের কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধের নির্ধারণ করে। কার্বনের পরিমাণ যত বেশি, স্টিলের কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা তত বেশি, তবে শক্ততা তত কম। কোল্ড ওয়ার্ক মোল্ড স্টিলের জন্য, কার্বনের পরিমাণ সাধারণত 1.0-1.5% হয়, যা কঠোরতা এবং দৃঢ়তার ভারসাম্য বজায় রাখে; হট ওয়ার্ক মোল্ড স্টিলের জন্য, কার্বনের পরিমাণ 0.3-0.5%, যা উচ্চ-তাপমাত্রার শক্তি এবং দৃঢ়তা নিশ্চিত করে।
Chromium (Cr) পরিধান প্রতিরোধের, জারা প্রতিরোধের, এবং ছাঁচ ইস্পাতের কঠিনতা উন্নত করতে পারে। Cr সংযোজন ইস্পাতে কার্বাইড (Cr7C3) গঠন করতে পারে, যা পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়। উদাহরণস্বরূপ, Cr12MoV ইস্পাতে 11-13% Cr রয়েছে, যার চমৎকার পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। যাইহোক, অত্যধিক Cr ইস্পাতের ভঙ্গুরতাকে বাড়িয়ে তুলবে, যা তাপ চিকিত্সার সময় এটি ক্র্যাকিং প্রবণ করে তোলে।
মলিবডেনাম (Mo) এবং ভ্যানাডিয়াম (V) ছাঁচের স্টিলের দানাকে পরিমার্জিত করতে পারে, এর শক্ততা এবং তাপীয় স্থিতিশীলতা উন্নত করতে পারে এবং তাপ চিকিত্সার বিকৃতির প্রবণতা কমাতে পারে। Mo হট ওয়ার্ক মোল্ড স্টিলের উচ্চ-তাপমাত্রার শক্তিও উন্নত করতে পারে, যখন V হার্ড ভ্যানাডিয়াম কার্বাইড গঠন করতে পারে, আরও পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়। উদাহরণস্বরূপ, H13 ইস্পাত 1.0-1.5% Mo এবং 0.8-1.2% V রয়েছে, যার ভাল তাপীয় ক্লান্তি প্রতিরোধ এবং মাত্রিক স্থিতিশীলতা রয়েছে।
সিলিকন (Si) এবং ম্যাঙ্গানিজ (Mn) ছাঁচের ইস্পাতের দৃঢ়তা এবং শক্তি উন্নত করতে পারে, কিন্তু অতিরিক্ত উপাদান ইস্পাতের শক্ততা কমিয়ে দেবে। উদাহরণস্বরূপ, অত্যধিক Si ইস্পাতকে ভঙ্গুর করে তুলবে, এবং অতিরিক্ত Mn তাপ চিকিত্সা ক্র্যাকিংয়ের প্রবণতা বাড়িয়ে তুলবে।
ছাঁচের ইস্পাতের অপরিষ্কার উপাদানগুলি (যেমন সালফার (এস), ফসফরাস (পি)) ছাঁচের পরিষেবা জীবনকে মারাত্মকভাবে প্রভাবিত করবে। S কম গলিত সালফাইড গঠন করবে, যা ইস্পাতের পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং বলিষ্ঠতা হ্রাস করে; P ইস্পাতের ভঙ্গুরতা সৃষ্টি করবে, এটি প্রভাবের লোডের অধীনে ক্র্যাকিং প্রবণ করে তুলবে। অতএব, উচ্চ মানের ছাঁচ ইস্পাতে S এবং P এর বিষয়বস্তু 0.03% এর নিচে নিয়ন্ত্রণ করা উচিত।
ছাঁচের উপকরণগুলির যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করার জন্য তাপ চিকিত্সা একটি মূল প্রক্রিয়া এবং এর গুণমান সরাসরি ছাঁচের কঠোরতা, কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধের নির্ধারণ করে। PHE প্লেট ছাঁচের জন্য সাধারণ তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে রয়েছে অ্যানিলিং, নিভেন, টেম্পারিং এবং পৃষ্ঠ চিকিত্সা। অনুপযুক্ত তাপ চিকিত্সার ফলে ত্রুটি দেখা দেবে যেমন অপর্যাপ্ত কঠোরতা, অসম কঠোরতা, ফাটল এবং ছাঁচের বিকৃতি, যা পরিষেবা জীবনকে গুরুতরভাবে ছোট করে।
অ্যানিলিং মূলত ছাঁচের ফাঁকা অভ্যন্তরীণ চাপ দূর করতে, কঠোরতা কমাতে এবং যন্ত্রের উন্নতি করতে ব্যবহৃত হয়। যদি অ্যানিলিং তাপমাত্রা খুব কম হয় বা ধরে রাখার সময় অপর্যাপ্ত হয়, তাহলে ছাঁচের ফাঁকা জায়গার অভ্যন্তরীণ চাপ সম্পূর্ণরূপে নির্মূল করা যাবে না, যা পরবর্তী মেশিনিং এবং ব্যবহারের সময় বিকৃতি বা ক্র্যাকিংয়ের দিকে পরিচালিত করবে। অ্যানিলিং তাপমাত্রা খুব বেশি হলে, স্টিলের দানা বাড়বে, ছাঁচের শক্ততা হ্রাস করবে।
ছাঁচের ব্যাপক কর্মক্ষমতা উন্নত করার জন্য কোনচিং এবং টেম্পারিং হল মূল তাপ চিকিত্সা প্রক্রিয়া। কোনচিং হল ছাঁচের ইস্পাতকে অস্টিনিটাইজিং তাপমাত্রায় (850-1050°C) গরম করা, এটিকে একটি নির্দিষ্ট সময়ের জন্য উষ্ণ রাখা, এবং তারপর মার্টেনসাইট পাওয়ার জন্য এটিকে দ্রুত ঠান্ডা করা (জল শীতল করা, তেল শীতল করা) যার ফলে ছাঁচের কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত হয়। টেম্পারিং হল নিভিয়ে ফেলা ছাঁচকে একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় (150-600°C) গরম করা, এটিকে উষ্ণ রাখা, এবং তারপর এটিকে ধীরে ধীরে ঠান্ডা করা যাতে নিভানোর সময় তৈরি হওয়া অভ্যন্তরীণ চাপ দূর করা, শক্ততা উন্নত করা এবং ভঙ্গুরতা কম করা। নিভে যাওয়া এবং টেম্পারিং পরামিতিগুলির মিল অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ: যদি নিভানোর তাপমাত্রা খুব বেশি হয় তবে ছাঁচটি অতিরিক্ত উত্তপ্ত হবে, যার ফলে শস্য মোটা হয়ে যাবে এবং ভঙ্গুর হবে; যদি শীতল করার হার খুব দ্রুত হয়, ছাঁচটি ফাটবে; যদি টেম্পারিং তাপমাত্রা খুব কম হয়, অভ্যন্তরীণ চাপ দূর করা যায় না এবং ছাঁচটি ভঙ্গুর ফ্র্যাকচারের প্রবণ হয়; যদি টেম্পারিং তাপমাত্রা খুব বেশি হয়, ছাঁচের কঠোরতা হ্রাস পাবে এবং পরিধান প্রতিরোধের হ্রাস পাবে।
পৃষ্ঠ চিকিত্সা ছাঁচ পৃষ্ঠের পরিধান প্রতিরোধের এবং জারা প্রতিরোধের উন্নত করার একটি গুরুত্বপূর্ণ উপায়। সাধারণ পৃষ্ঠ চিকিত্সা প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে নাইট্রাইডিং, ক্রোম প্লেটিং এবং লেজার ক্ল্যাডিং অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। নাইট্রাইডিং ছাঁচের পৃষ্ঠে একটি শক্ত নাইট্রাইড স্তর (হার্ডনেস এইচআরসি 70-80) গঠন করতে পারে, যা পরিধান প্রতিরোধের এবং জারা প্রতিরোধের উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নতি করে এবং ছাঁচের পরিষেবা জীবন 50-100% দ্বারা বাড়ানো যেতে পারে। ক্রোম প্লেটিং ছাঁচের পৃষ্ঠে একটি মসৃণ এবং শক্ত ক্রোম স্তর তৈরি করতে পারে, ঘর্ষণ এবং পরিধান হ্রাস করে, তবে প্রলেপ প্রক্রিয়াটি অনুপযুক্ত হলে ক্রোম স্তরটি খোসা ছাড়ানো সহজ। লেজার ক্ল্যাডিং ছাঁচের পৃষ্ঠে একটি উচ্চ-কঠোরতা খাদ স্তর জমা করতে পারে, যার ভিত্তি উপাদানের সাথে ভাল বন্ধন শক্তি রয়েছে এবং কার্যকরভাবে জীর্ণ ছাঁচের পৃষ্ঠগুলিকে মেরামত করতে পারে, পুরানো ছাঁচের পরিষেবা জীবনকে প্রসারিত করে।
ইঞ্জিনিয়ারিং কেস অনুসারে, উপযুক্ত তাপ চিকিত্সা সহ ছাঁচের পরিষেবা জীবন অযোগ্য তাপ চিকিত্সা সহ ছাঁচের 2-3 গুণ। উদাহরণস্বরূপ, একটি PHE প্রস্তুতকারক একবার সঠিক টেম্পারিং ছাড়াই Cr12MoV ছাঁচ ব্যবহার করেছিল, যার ফলে ছাঁচের কঠোরতা খুব বেশি (HRC 68) এবং দুর্বল দৃঢ়তা। শুধুমাত্র 80,000 স্ট্যাম্পিং স্ট্রোকের পরে ছাঁচটি ফাটল; রি-হিট ট্রিটমেন্টের পরে (950°C এ নিভে যাওয়া, 200°C এ টেম্পারিং), ছাঁচের কঠোরতা HRC 62-64-এ সামঞ্জস্য করা হয়েছিল, এবং পরিষেবা জীবন 220,000 স্ট্রোকে প্রসারিত হয়েছিল।
ছাঁচের নকশা হল স্ট্রেস ডিস্ট্রিবিউশন, লোড-ভারিং ক্ষমতা এবং ছাঁচের পরিষেবা জীবন নির্ধারণের মূল লিঙ্ক। বৈজ্ঞানিক এবং যুক্তিসঙ্গত ছাঁচ নকশা চাপ ঘনত্ব এড়াতে, ছাঁচের লোড কমাতে এবং বল এবং তাপ বিতরণের অভিন্নতা উন্নত করতে পারে, যার ফলে পরিষেবা জীবন প্রসারিত হয়। বিপরীতে, অযৌক্তিক নকশা স্থানীয় ওভারলোডিং, দ্রুত পরিধান এবং ছাঁচের অকাল ফাটল হতে পারে। ছাঁচের পরিষেবা জীবনকে প্রভাবিত করে এমন মূল নকশার কারণগুলির মধ্যে রয়েছে কাঠামোগত নকশা, মাত্রিক নির্ভুলতা নকশা এবং কুলিং সিস্টেম ডিজাইন।
PHE প্লেট ছাঁচের কাঠামোগত নকশায় প্রধানত গহ্বর গঠন, গাইড কাঠামো, ইজেকশন গঠন এবং ছাঁচের ভিত্তি কাঠামো অন্তর্ভুক্ত থাকে। এই কাঠামোর যৌক্তিকতা অপারেশন চলাকালীন ছাঁচের শক্তির অবস্থাকে সরাসরি প্রভাবিত করে।
গহ্বরের গঠন হল ছাঁচের মূল অংশ, যা সরাসরি PHE প্লেটের ঢেউতোলা আকৃতি তৈরি করে। পিএইচই প্লেটের একটি জটিল ঢেউতোলা কাঠামো রয়েছে (যেমন হেরিংবোন, অনুভূমিক এবং উল্লম্ব ঢেউতোলা), তাই গহ্বরের গঠনও তুলনামূলকভাবে জটিল। ছাঁচের জীবনকে প্রভাবিত করে এমন গহ্বর নকশার মূল বিষয়গুলি নিম্নরূপ: (1) কোণার নকশা: গহ্বরের তীক্ষ্ণ কোণগুলি চাপের ঘনত্বের কারণ হবে এবং তীক্ষ্ণ কোণে চাপ গড় চাপের 5-10 গুণে পৌঁছতে পারে, যা ফাটল শুরু করা সহজ। অতএব, চাপ ছড়িয়ে দেওয়ার জন্য গহ্বরের কোণগুলি গোলাকার কোণ (ব্যাসার্ধ R ≥ 0.5 মিমি) দিয়ে ডিজাইন করা উচিত। (2) ঢেউতোলা কাঠামো ডিজাইন: ঢেউয়ের উচ্চতা, পিচ এবং গহ্বরের কোণ প্লেট ডিজাইনের প্রয়োজনীয়তার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হওয়া উচিত এবং স্থানীয় চাপের ঘনত্ব এড়াতে ঢেউয়ের মধ্যে স্থানান্তরটি মসৃণ হওয়া উচিত। উদাহরণস্বরূপ, যদি corrugations মধ্যে স্থানান্তর খুব খাড়া হয়, ছাঁচটি স্ট্যাম্পিংয়ের সময় অসম শক্তির শিকার হবে, যা স্থানীয় পরিধান এবং বিকৃতির দিকে পরিচালিত করবে। (3) গহ্বর বেধ নকশা: গহ্বর বেধ যথেষ্ট অনমনীয়তা এবং শক্তি নিশ্চিত করার জন্য যুক্তিসঙ্গত হতে হবে. যদি বেধ খুব পাতলা হয়, ছাঁচটি মুদ্রাঙ্কন শক্তির অধীনে বিকৃত হবে; যদি বেধ খুব পুরু হয়, এটি ছাঁচের ওজন এবং উত্পাদন খরচ বৃদ্ধি করবে।
গাইড কাঠামো স্ট্যাম্পিংয়ের সময় উপরের এবং নীচের ছাঁচের সুনির্দিষ্ট প্রান্তিককরণ নিশ্চিত করতে ব্যবহার করা হয়, ভুল-বিন্যস্তকরণ এবং সংঘর্ষ এড়ানো। সাধারণ গাইড কাঠামোর মধ্যে রয়েছে গাইড পিলার এবং গাইড হাতা। গাইড স্ট্রাকচারের ডিজাইনে যথেষ্ট দৃঢ়তা এবং অবস্থান নির্ভুলতা নিশ্চিত করা উচিত: (1) গাইড পিলার এবং গাইড হাতাগুলি উচ্চ-কঠোরতা উপাদান (যেমন GCr15) দিয়ে তৈরি হওয়া উচিত এবং পরিধান প্রতিরোধের উন্নতির জন্য তাপ চিকিত্সা করা উচিত। (2) গাইড পিলার এবং গাইড হাতার মধ্যে ফিট ক্লিয়ারেন্স যুক্তিসঙ্গত হওয়া উচিত (0.01–0.03 মিমি)। ক্লিয়ারেন্স খুব বড় হলে, অবস্থান নির্ভুলতা হ্রাস করা হবে, ছাঁচ সংঘর্ষের নেতৃস্থানীয়; যদি ক্লিয়ারেন্স খুব ছোট হয়, তাহলে ঘর্ষণ প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পাবে, যার ফলে গাইড কাঠামো পরিধান হবে। (3) গাইড পিলারের সংখ্যা এবং বিন্যাস যুক্তিসঙ্গত হতে হবে। বড় PHE প্লেট ছাঁচের জন্য, অভিন্ন বল নিশ্চিত করতে কমপক্ষে 4টি গাইড পিলারকে প্রতিসাম্যভাবে সাজানো উচিত।
ইজেকশন স্ট্রাকচারটি ছাঁচের গহ্বর থেকে গঠিত প্লেটটি বের করতে ব্যবহৃত হয়। ইজেকশন কাঠামোর যৌক্তিকতা প্লেট এবং ছাঁচের মধ্যে ঘর্ষণকে প্রভাবিত করে এবং এইভাবে ছাঁচ পরিধান করে। ইজেকশন স্ট্রাকচার ডিজাইনের মূল পয়েন্টগুলি হল: (1) প্লেটের বিকৃতি এবং ছাঁচ পরিধানের দিকে পরিচালিত স্থানীয় অত্যধিক বল এড়াতে ইজেকশন ফোর্স অভিন্ন হওয়া উচিত। (2) প্লেটটি যাতে মসৃণভাবে বের হয় তা নিশ্চিত করার জন্য ছাঁচের (যেমন প্লেটের প্রান্ত, ঢেউয়ের নীচে) সাথে প্লেটটি ঘনিষ্ঠ সংস্পর্শে থাকে এমন অবস্থানে ইজেকশন পয়েন্টটি সাজানো উচিত। (3) প্লেটের সাথে ঘর্ষণ কমাতে ইজেক্টর পিনের পৃষ্ঠটি মসৃণ হওয়া উচিত। ইজেক্টর পিন মসৃণ না হলে, এটি প্লেট এবং ছাঁচের গহ্বরে স্ক্র্যাচ করবে, পরিধানকে ত্বরান্বিত করবে।
ছাঁচের ভিত্তি কাঠামোটি ছাঁচের সমর্থন, যা অপারেশনের সময় স্ট্যাম্পিং বল বহন করে। বৃহৎ মুদ্রাঙ্কন শক্তির অধীনে বিকৃতি এড়াতে ছাঁচের ভিত্তির যথেষ্ট অনমনীয়তা এবং শক্তি থাকা উচিত। ছাঁচ বেস ডিজাইনের মূল পয়েন্টগুলি হল: (1) ছাঁচের ভিত্তি উপাদান স্ট্যাম্পিং বল অনুযায়ী নির্বাচন করা উচিত। বড় পিএইচই প্লেটের ছাঁচের জন্য (প্লেটের আকার > 1000 মিমি * 500 মিমি), দৃঢ়তা নিশ্চিত করার জন্য ছাঁচের ভিত্তির জন্য অ্যালয় স্টিল (যেমন 42CrMo) ব্যবহার করা উচিত। (2) ছাঁচ ভিত্তি বেধ যুক্তিসঙ্গত হতে হবে. যদি পুরুত্ব অপর্যাপ্ত হয়, ছাঁচের ভিত্তিটি বিকৃত হবে, যার ফলে উপরের এবং নীচের ছাঁচগুলির বিভ্রান্তি এবং ছাঁচের ক্ষতি হবে। (3) ছাঁচের ভিত্তি এবং ছাঁচের গহ্বরের মধ্যে সংযোগটি স্ট্যাম্পিংয়ের সময় আপেক্ষিক আন্দোলন এড়াতে দৃঢ় হওয়া উচিত।
ছাঁচের মাত্রিক নির্ভুলতা এবং পৃষ্ঠের গুণমান সরাসরি PHE প্লেটের গঠনের গুণমান এবং ছাঁচের পরিষেবা জীবনকে প্রভাবিত করে। PHE প্লেটের উচ্চমাত্রিক নির্ভুলতার প্রয়োজনীয়তা রয়েছে (সহনশীলতা ±0.1–0.3 মিমি মূল মাত্রা যেমন ঢেউয়ের উচ্চতা এবং পিচের জন্য), তাই ছাঁচের উচ্চমাত্রিক নির্ভুলতা থাকতে হবে (সহনশীলতা ±0.05–0.1 মিমি)।
যদি ছাঁচের মাত্রিক নির্ভুলতা অপর্যাপ্ত হয়, নিম্নলিখিত সমস্যাগুলি ঘটবে: (1) গঠিত প্লেটের মাত্রিক বিচ্যুতি রয়েছে, যা PHE এর সমাবেশের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে না। (2) উপরের এবং নীচের ছাঁচের মধ্যে ব্যবধান অসম, যা স্ট্যাম্পিং, স্থানীয় ওভারলোডিং এবং দ্রুত ছাঁচ পরিধানের সময় অসম বল সৃষ্টি করে। (3) ছাঁচ এবং প্লেটের মধ্যে ফিট খুব টাইট বা খুব আলগা। খুব টাইট ফিট ঘর্ষণ এবং পরিধান বৃদ্ধি; খুব ঢিলেঢালা ফিট অসম্পূর্ণ গঠনের দিকে পরিচালিত করে, বারবার স্ট্যাম্পিং প্রয়োজন, যা ছাঁচের লোড বাড়ায়।
ছাঁচের পৃষ্ঠের গুণমান (পৃষ্ঠের রুক্ষতা, সমতলতা) পরিষেবা জীবনের উপরও উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। ছাঁচের গহ্বরের পৃষ্ঠটি মসৃণ হওয়া উচিত (Ra ≤ 0.4 μm) প্লেট এবং ছাঁচের মধ্যে ঘর্ষণ কমাতে, পরিধান কমাতে এবং প্লেটটিকে ছাঁচে আটকে যেতে বাধা দিতে। যদি ছাঁচের গহ্বরের পৃষ্ঠের রুক্ষতা খুব বেশি হয় (Ra ≥ 1.6 μm), ঘর্ষণ সহগ 30-50% বৃদ্ধি পাবে এবং ছাঁচের পরিধানের হার উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পাবে। এছাড়াও, ছাঁচের পৃষ্ঠের সমতলতা উচ্চ হওয়া উচিত যাতে স্ট্যাম্পিংয়ের সময় ছাঁচ এবং প্লেটের মধ্যে অভিন্ন যোগাযোগ নিশ্চিত করা যায়, স্থানীয় চাপের ঘনত্ব এড়ানো।
গরম স্ট্যাম্পিং ছাঁচ এবং উচ্চ-গতির কোল্ড স্ট্যাম্পিং ছাঁচের জন্য, পরিষেবা জীবন বাড়ানোর জন্য কুলিং সিস্টেমের নকশা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। গঠন প্রক্রিয়া চলাকালীন, প্লেটের ঘর্ষণ এবং প্লাস্টিকের বিকৃতির কারণে ছাঁচটি প্রচুর তাপ উৎপন্ন করবে। যদি তাপ সময়মতো নষ্ট করা না যায়, তাহলে ছাঁচের তাপমাত্রা দ্রুত বৃদ্ধি পাবে, যা তাপীয় ক্লান্তি, বিকৃতি এবং পরিধানের দিকে পরিচালিত করবে।
কুলিং সিস্টেম ডিজাইনের মূল বিষয়গুলি হল: (1) ছাঁচের অভিন্ন শীতলতা নিশ্চিত করতে এবং স্থানীয় অতিরিক্ত উত্তাপ এড়াতে কুলিং চ্যানেলের বিন্যাসটি অভিন্ন হওয়া উচিত, সমগ্র ছাঁচের গহ্বরকে ঢেকে রাখা উচিত। জটিল ঢেউতোলা গহ্বরের জন্য, গহ্বরের প্রতিটি অংশ সমানভাবে ঠাণ্ডা হয় তা নিশ্চিত করার জন্য কুলিং চ্যানেলটিকে ঢেউয়ের দিক বরাবর সাজানো উচিত। (2) শীতল মাধ্যম (জল, তেল) প্রবাহের হার যুক্তিসঙ্গত হওয়া উচিত। ছাঁচ দ্বারা উত্পন্ন তাপ কেড়ে নেওয়ার জন্য প্রবাহের হার যথেষ্ট বেশি হওয়া উচিত, তবে খুব বেশি প্রবাহের হার শক্তি খরচ এবং শব্দ বাড়িয়ে তুলবে। (3) কুলিং চ্যানেলের ব্যাস উপযুক্ত হওয়া উচিত (8-12 মিমি)। যদি ব্যাস খুব ছোট হয়, চ্যানেলটি ব্লক করা সহজ, শীতল প্রভাবকে প্রভাবিত করে; ব্যাস খুব বড় হলে, ছাঁচ গঠন শক্তি হ্রাস করা হবে।
উদাহরণস্বরূপ, টাইটানিয়াম অ্যালয় PHE প্লেটের একজন প্রস্তুতকারক একবার যুক্তিসঙ্গত কুলিং সিস্টেম ছাড়াই গরম স্ট্যাম্পিং ছাঁচ ব্যবহার করেছিলেন। উচ্চ-গতির স্ট্যাম্পিংয়ের সময়, ছাঁচের তাপমাত্রা 300 ডিগ্রি সেলসিয়াসে বেড়ে যায়, যার ফলে গহ্বরের তাপীয় বিকৃতি ঘটে এবং প্লেটের মাত্রিক নির্ভুলতা হ্রাস পায়। একটি অভিন্ন কুলিং চ্যানেল (প্রবাহের হার 5-8 লি/মিনিট) যোগ করার পরে, ছাঁচের তাপমাত্রা 150 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে নিয়ন্ত্রিত হয়েছিল, তাপীয় ক্লান্তি প্রপঞ্চ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছিল এবং ছাঁচের পরিষেবা জীবন 120,000 স্ট্রোক থেকে 250,000 স্ট্রোকে প্রসারিত হয়েছিল।
PHE প্লেট ছাঁচগুলির উত্পাদন প্রক্রিয়া সরাসরি ছাঁচের মাত্রিক নির্ভুলতা, পৃষ্ঠের গুণমান এবং অভ্যন্তরীণ কাঠামো নির্ধারণ করে এবং এইভাবে এর পরিষেবা জীবনকে প্রভাবিত করে। ছাঁচের উপাদান এবং নকশা যুক্তিসঙ্গত হলেও, অনুপযুক্ত উত্পাদন প্রক্রিয়া ছাঁচের ত্রুটির দিকে পরিচালিত করবে (যেমন ফাটল, অন্তর্ভুক্তি, অসম কঠোরতা), যা পরিষেবা জীবনকে ছোট করবে। ছাঁচের পরিষেবা জীবনকে প্রভাবিত করে এমন মূল উত্পাদন প্রক্রিয়ার কারণগুলির মধ্যে রয়েছে যন্ত্রের নির্ভুলতা, পৃষ্ঠের চিকিত্সা প্রক্রিয়া এবং সমাবেশের নির্ভুলতা।
পিএইচই প্লেট মোল্ডের মেশিনিং প্রক্রিয়ার মধ্যে রয়েছে বাঁক, মিলিং, গ্রাইন্ডিং, ইডিএম (ইলেক্ট্রিক্যাল ডিসচার্জ মেশিনিং), এবং তারের কাটা। প্রতিটি মেশিনিং প্রক্রিয়ার নির্ভুলতার উপর কঠোর প্রয়োজনীয়তা রয়েছে এবং অনুপযুক্ত অপারেশন ছাঁচের ত্রুটির দিকে পরিচালিত করবে।
ছাঁচের মাত্রিক নির্ভুলতা এবং পৃষ্ঠের গুণমান নিশ্চিত করার জন্য গ্রাইন্ডিং একটি মূল প্রক্রিয়া। নাকাল নির্ভুলতা সরাসরি ছাঁচ গহ্বর সমতলতা এবং পৃষ্ঠের রুক্ষতা প্রভাবিত করে। গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়াটি অনুপযুক্ত হলে, নিম্নলিখিত সমস্যাগুলি ঘটবে: (1) গ্রাইন্ডিং পোড়া: অত্যধিক নাকাল গতি বা অপর্যাপ্ত শীতলতার কারণে, ছাঁচের পৃষ্ঠটি উচ্চ তাপমাত্রায় উত্তপ্ত হবে, যার ফলে ইস্পাতের পৃষ্ঠের কাঠামোর পরিবর্তন হবে, কঠোরতা এবং শক্ততা হ্রাস পাবে এবং পরিধানের হার বৃদ্ধি পাবে। (২) গ্রাইন্ডিং ফাটল: অত্যধিক গ্রাইন্ডিং ফোর্স বা অসম শীতল হওয়ার কারণে, ছাঁচের পৃষ্ঠে অভ্যন্তরীণ চাপ তৈরি হবে, যা মাইক্রোক্র্যাকের দিকে পরিচালিত করবে। এই মাইক্রোক্র্যাকগুলি সাইক্লিক স্ট্যাম্পিং ফোর্সের অধীনে প্রসারিত হবে, যার ফলে ছাঁচ ফ্র্যাকচার হবে। (3) মাত্রিক বিচ্যুতি: অনুপযুক্ত গ্রাইন্ডিং প্যারামিটার (যেমন নাকাল চাকার গতি, ফিড রেট) ছাঁচের গহ্বরের মাত্রিক বিচ্যুতি ঘটাবে, যা প্লেটের গঠনের গুণমানকে প্রভাবিত করবে এবং ছাঁচের লোড বাড়াবে।
EDM এবং তারের কাটা সাধারণত PHE প্লেট ছাঁচের জটিল গহ্বর কাঠামো (যেমন corrugations) প্রক্রিয়া করতে ব্যবহৃত হয়। এই প্রক্রিয়াগুলির মূল বিষয়গুলি হল: (1) গহ্বরের মাত্রিক নির্ভুলতা নিশ্চিত করতে প্রক্রিয়াকরণের নির্ভুলতা ±0.01–0.02 মিমি এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা উচিত। (2) প্রক্রিয়াকরণের পরে পৃষ্ঠের রুক্ষতা কম হওয়া উচিত (Ra ≤ 0.8 μm)। যদি পৃষ্ঠের রুক্ষতা খুব বেশি হয় তবে এটি পালিশ করা দরকার, অন্যথায়, এটি ঘর্ষণ এবং পরিধান বৃদ্ধি করবে। (৩) প্রসেসিং প্যারামিটার (যেমন পাল