बिल्डिंग 49, फूमिन इंडस्ट्रियल पार्क, पिंगहु गांव, लोंगगैंग जिला
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प्रोटोटाइप विकास सतह उपचार प्रभावों का एक व्यवस्थित मूल्यांकन करता है। एल्युमीनियम 6061 नमूनों को पुन: उत्पादन की सुनिश्चितता के लिए समान आयाम (50×50×5 मिमी) और प्रारंभिक मशीनिंग स्थितियों के साथ तैयार किया गया था। अनुसंधान यांत्रिक ब्लास्टिंग और रासायनिक ऑक्सीकरण के बीच अंतःक्रिया को मात्रात्मक रूप से व्यक्त करने पर केंद्रित था।
प्रयोगात्मक डेटा प्रयोगशाला-नियंत्रित उपचारों से एकत्र किया गया था। रेत फेंकने के लिए उच्च शुद्धता वाले एल्युमिना कण (50–150 μm) का उपयोग किया गया था। ऑक्सीकरण के लिए 120°C ± 2°C पर बनाए रखे गए आर्द्रित ओवन का उपयोग किया गया था। सतह विश्लेषण SEM (हिताची SU5000) और 3D ऑप्टिकल प्रोफाइलोमेट्री (ब्रूकर कॉन्टूर GT) का उपयोग करके किया गया था। कठोरता परीक्षण में 500 ग्राम भार के साथ विकर्स सूक्ष्म कठोरता परीक्षक का उपयोग किया गया था। संक्षारण प्रतिरोध का मूल्यांकन ASTM B117 नमक छिड़काव मानकों के अनुसार 48 घंटे तक किया गया था।
सतह की तैयारी : नमूनों को एसीटोन के साथ वसा-मुक्त किया गया और सुखाया गया।
सैंडब्लास्टिंग : कण आकार (50, 100, 150 μm), दबाव (0.3–0.7 MPa), और अवधि (30–120 सेकंड) में परिवर्तन किया गया।
ऑक्सीकरण : नियंत्रित वातावरण में (120°C, 50% RH) 1–3 घंटे के लिए गर्म किया गया।
विश्लेषण : SEM छवियाँ 1000× आवर्धन पर प्राप्त की गईं; प्रत्येक नमूने पर पाँच बिंदुओं पर खुरदरापन मापा गया। कठोरता तीन स्थानों पर मापी गई; समय के साथ गड्ढों के क्षेत्रफल के रूप में संक्षारण प्रतिरोध का मूल्यांकन किया गया।
एसईएम छवियाँ (चित्र 1) से पता चलता है कि मध्यम आकार के कण (100 μm) एक समान सूक्ष्म अवतलन उत्पन्न करते हैं, जो एक सुसंगत ऑक्साइड परत के निर्माण को बढ़ावा देता है। छोटे कण अधिक सूक्ष्म लेकिन असमान गड्ढे उत्पन्न करते हैं, जबकि बड़े कण गहरी अनियमितताएँ बनाते हैं।
चित्र 1. रेत से फेंके गए एल्युमीनियम 6061 सतहों की एसईएम छवियाँ (1000×)
| नमूना | Ra (μm) | कठोरता (HV) | संक्षारण क्षेत्र (%) |
|---|---|---|---|
| इलाज न करने वाली | 1.25 | 85 | 18 |
| 50 μm | 1.10 | 90 | 16 |
| 100 μm | 1.05 | 95 | 14 |
| 150 μm | 1.20 | 92 | 15 |
परिणामों से पता चलता है कि 100 μm कणों के साथ उपचारित नमूनों में शिखर-से-घाटी सतह खुरदरापन में 15% की कमी आती है। कठोरता माप में अनुपचारित नमूनों की तुलना में औसतन 12% की वृद्धि दर्शाती है, जो घर्षण प्रतिरोध में सुधार का समर्थन करती है।
लवण धुंआ परीक्षणों से पता चलता है कि अनुपचारित नियंत्रण की तुलना में रेत-फेंके गए और ऑक्सीकृत नमूनों के लिए सतही गड्ढों में 20% की कमी होती है। यह सुधार एक समान ऑक्साइड परत के निर्माण के अनुरूप है।
रेत-फेंकने से सतह का क्षेत्रफल बढ़ जाता है और सूक्ष्म धंसाव उत्पन्न होते हैं जो ऑक्साइड परत के आसंजन में सुविधा प्रदान करते हैं। नियंत्रित तापमान पर ऑक्सीकरण एक समान, घने ऑक्साइड फिल्म को बढ़ावा देता है। यांत्रिक रूप से खुरदरापन और रासायनिक ऑक्सीकरण के संयोजन से कठोरता और संक्षारण प्रतिरोध दोनों में एक साथ सुधार होता है।
इस अध्ययन की सीमा प्रयोगशाला-पैमाने के नमूनों तक सीमित है; बड़े औद्योगिक घटकों के लिए परिणाम भिन्न हो सकते हैं। कण आकार का चयन केवल एल्युमीना तक सीमित है; अन्य माध्यम भिन्न सतही बनावट उत्पन्न कर सकते हैं।
अनुकूलित सैंडब्लास्टिंग-ऑक्सीकरण मापदंड एयरोस्पेस और ऑटोमोटिव प्रोटोटाइप निर्माण के लिए व्यावहारिक मार्गदर्शन प्रदान करते हैं। औद्योगिक अपनाने से घटकों के जीवनकाल और प्रदर्शन में सुधार हो सकता है बिना व्यापक प्रसंस्करण के।
100 μm एल्युमीना कणों के साथ सैंडब्लास्टिंग और फिर 2 घंटे के लिए 120°C पर ऑक्सीकरण एल्युमीनियम 6061 प्रोटोटाइप की सतह की एकरूपता, कठोरता और संक्षारण प्रतिरोधकता में महत्वपूर्ण सुधार करता है। ये निष्कर्ष उच्च-प्रदर्शन घटकों के लिए सतह उपचार चयन को सूचित करते हैं और औद्योगिक उत्पादन में मापदंडों के मापने के लिए सुझाव प्रस्तुत करते हैं। भविष्य के अध्ययन वैकल्पिक ब्लास्टिंग माध्यम और विस्तारित ऑक्सीकरण प्रोटोकॉल का पता लगा सकते हैं।
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प्रसंस्करण |
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सामग्री |
एल्यूमिनियम: 2000 सीरीज़, 6000 सीरीज़, 7075, 5052, आदि |
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स्टेनलेस स्टील: SUS303, SUS304, SS316, SS316L, 17-4PH, आदि |
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स्टील: 1214L/1215/1045/4140/SCM440/40CrMo, आदि |
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ब्रास: 260, C360, H59, H60, H62, H63, H65, H68, H70, ब्रोन्ज, कॉपर |
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टाइटेनियम: ग्रेड F1-F5 |
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प्लास्टिक: एसीटल/POM/PA/नायलॉन/PC/PMMA/PVC/PU/एक्रिलिक/ABS/PTFE/PEEK आदि |
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सतह उपचार |
एनोडाइज्ड, बीड ब्लास्टेड, सिल्क स्क्रीन, PVD प्लेटिंग, जिंक/निकल/क्रोम/टाइटेनियम प्लेटिंग, ब्रशिंग, पेंटिंग, पाउडर कोटेड, पासिवेशन, इलेक्ट्रोफोरेसिस, इलेक्ट्रो पॉलिशिंग, नॉल, लेजर/एच/एनग्रेव आदि |
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सहिष्णुता |
±0.002 ~ ±0.005 मिमी |
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सतह खुरदरापन |
न्यूनतम Ra 0.1~3.2
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