Powder Metallurgy MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Powder Metallurgy - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

व्याख्या:

सिंटरिंग:

परिभाषा: सिंटरिंग संघनित पाउडर (जिसे हरा कॉम्पैक्ट भी कहा जाता है) को उसके गलनांक से नीचे के तापमान पर गर्म करने की प्रक्रिया है, लेकिन इतना अधिक तापमान पर कि कण आपस में जुड़ सकें। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप एक ठोस, घना ढाँचा बनता है जिसमें यांत्रिक गुणों में वृद्धि होती है।

कार्य सिद्धांत:

• सिंटरिंग के दौरान, ऑक्सीकरण या अन्य अवांछित प्रतिक्रियाओं को रोकने के लिए पाउडर सामग्री को नियंत्रित वातावरण में गर्म किया जाता है।
• जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, कणों के परमाणु कणों की सीमाओं में फैलने लगते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कण बंधन और संघनन होता है।
• यह प्रसार प्रक्रिया सतह ऊर्जा में कमी से प्रेरित होती है, जिससे अधिक स्थिर, समेकित संरचना बनती है।

पाउडर धातुकर्म में भूमिका:

• सिंटरिंग पाउडर धातुकर्म में एक प्राथमिक प्रक्रिया है क्योंकि यह एक मौलिक चरण है जो पाउडर को एक ठोस, प्रयोग करने योग्य घटक में बदल देता है।
• यह संघनन प्रक्रिया का अनुसरण करता है, जहाँ ढीले पाउडर को वांछित आकार में दबाया जाता है, और किसी भी माध्यमिक या परिष्करण प्रक्रियाओं से पहले होता है।

मुख्य लाभ:

• सामग्री के यांत्रिक गुणों में सुधार करता है, जैसे कि शक्ति और कठोरता।
• घटक के घनत्व को बढ़ाता है, छिद्रता को कम करता है।
• जटिल आकृतियों और निकट सहनशीलता वाले घटकों के उत्पादन को सक्षम बनाता है।

संक्षेप में, सिंटरिंग पाउडर धातुकर्म में एक महत्वपूर्ण, प्राथमिक प्रक्रिया है और इसे द्वितीयक प्रक्रिया के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जा सकता है। यह अंतिम उत्पाद की संरचनात्मक अखंडता और प्रदर्शन की नींव रखता है।

Additional Information

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: ऊष्मा उपचार

ऊष्मा उपचार पाउडर धातुकर्म में एक द्वितीयक प्रक्रिया है। सिंटरिंग प्रक्रिया के बाद, घटक अपने यांत्रिक गुणों, जैसे कि शक्ति, कठोरता या घिसाव प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए ऊष्मा उपचार से गुजर सकता है। ऊष्मा उपचार में नियंत्रित तरीके से सामग्री को गर्म करना और ठंडा करना शामिल है ताकि इसके सूक्ष्म संरचना को बदल दिया जा सके और वांछित गुण प्राप्त किए जा सकें।

विकल्प 2: अभिसरण

अभिसरण पाउडर धातुकर्म में एक और द्वितीयक प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया में सिंटर किए गए घटक के छिद्रों में एक स्नेहक, राल या अन्य सामग्री को शामिल करना शामिल है ताकि इसके प्रदर्शन को बढ़ाया जा सके। उदाहरण के लिए, एक झरझरा भाग को तेल से अभिसरित करने से इसके स्व-स्नेहन गुणों में सुधार होता है। अभिसरण आमतौर पर कार्यक्षमता में सुधार और घटक के जीवनकाल को बढ़ाने के लिए किया जाता है।

विकल्प 3: अंतःक्षेपण

अंतःक्षेपण पाउडर धातुकर्म में एक द्वितीयक प्रक्रिया है जिसका उपयोग सिंटर किए गए घटक के घनत्व और शक्ति में सुधार के लिए किया जाता है। इसमें सिंटर किए गए भाग के छिद्रों में कम गलनांक वाली पिघली हुई धातु या मिश्र धातु को शामिल करना शामिल है। जैसे ही अंतःक्षेपक जम जाता है, यह छिद्रों को भर देता है और यांत्रिक गुणों, जैसे कि शक्ति और घिसाव प्रतिरोध को बढ़ाता है। अंतःक्षेपण आमतौर पर उच्च घनत्व और बेहतर यांत्रिक प्रदर्शन की आवश्यकता वाले घटकों के लिए उपयोग किया जाता है।

व्याख्या:

पाउडर धातुकर्म

• पाउडर धातुकर्म एक विनिर्माण प्रक्रिया है जिसमें विभिन्न धातु पाउडरों को संकुचित किया जाता है और फिर एक ठोस टुकड़ा बनाने के लिए गर्म किया जाता है। इस प्रक्रिया का उपयोग उन सामग्रियों और घटकों को बनाने के लिए किया जाता है जिनमें अद्वितीय गुण होते हैं जिन्हें पारंपरिक धातु कारीगरी तकनीकों के माध्यम से प्राप्त करना मुश्किल है। जटिल आकृतियों, उच्च परिशुद्धता और नियंत्रित छिद्रता वाले भागों के उत्पादन के लिए पाउडर धातुकर्म विशेष रूप से फायदेमंद है।

कार्य सिद्धांत:

पाउडर धातुकर्म प्रक्रिया में आम तौर पर निम्नलिखित चरण होते हैं:

1. पाउडर उत्पादन: धातु पाउडर विभिन्न विधियों जैसे परमाणुकरण, कमी, इलेक्ट्रोलिसिस या यांत्रिक मिश्र धातु द्वारा उत्पादित किए जाते हैं। विधि का चुनाव अंतिम उत्पाद के वांछित गुणों पर निर्भर करता है।
2. मिश्रण: एकरूपता सुनिश्चित करने और अंतिम उत्पाद के गुणों को बढ़ाने के लिए धातु पाउडर को स्नेहक, बाइंडर और अन्य एडिटिव्स के साथ मिलाया जाता है।
3. संघनन (कम्पैक्टिंग): मिश्रित पाउडर को उच्च दबाव में एक डाई में संकुचित किया जाता है ताकि "हरा कम्पैक्ट" बन सके। यह कम्पैक्ट अभी तक पूरी तरह से घना नहीं है और डाई के आकार को बरकरार रखता है।
4. सिंटरिंग: हरे कम्पैक्ट को नियंत्रित वातावरण भट्टी में इसके गलनांक से नीचे के तापमान पर गर्म किया जाता है। इस प्रक्रिया के दौरान, धातु के कण आपस में जुड़ जाते हैं, जिससे छिद्रता कम हो जाती है और शक्ति बढ़ जाती है। सिंटरिंग में संकुचित धातु पाउडर को उस तापमान पर गर्म करना शामिल है जो उच्च है, लेकिन फिर भी सामग्री के गलनांक से नीचे है। यह कणों को एक साथ बंधने और एक ठोस टुकड़ा बनाने की अनुमति देता है, जबकि उनके व्यक्तिगत गुणों और आकार को बनाए रखता है।
5. सिंटरिंग के बाद के संचालन: आवेदन के आधार पर, वांछित गुणों और आयामों को प्राप्त करने के लिए मशीनिंग, गर्मी उपचार या सतह परिष्करण जैसी अतिरिक्त प्रक्रियाएं की जा सकती हैं।

अनुप्रयोग:

पाउडर धातुकर्म का उपयोग ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस, चिकित्सा और इलेक्ट्रॉनिक्स सहित कई उद्योगों में किया जाता है। सामान्य अनुप्रयोगों में शामिल हैं:

• जटिल आकृतियों वाले गियर, बेयरिंग और अन्य यांत्रिक घटक।
• टंगस्टन कार्बाइड और टाइटेनियम मिश्र धातु जैसी उच्च-प्रदर्शन सामग्री।
• फ़िल्टर, सेंसर और उत्प्रेरक कन्वर्टर्स के लिए झरझरा सामग्री।
• मोटर्स और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए चुंबकीय सामग्री।

व्याख्या:

पाउडर धातुकर्म में मिश्रधातु तत्वों के उपयोग का प्राथमिक उद्देश्य

• मिश्रधातु तत्व धात्विक या अधात्विक तत्व होते हैं जो एक आधार धातु में मिलाकर एक मिश्रधातु बनाते हैं। पाउडर धातुकर्म में, ये तत्व अंतिम सिंटर किए गए उत्पाद में वांछित गुण प्राप्त करने के लिए धातु के पाउडर में शामिल किए जाते हैं।
• पाउडर धातुकर्म में, धातु के पाउडर को एक वांछित आकार में संकुचित किया जाता है और फिर उनके गलनांक से नीचे के तापमान पर गर्म किया जाता है, जिससे कण आपस में जुड़ जाते हैं।
• धातु के पाउडर में मिश्रधातु तत्वों की शुरूआत इस प्रक्रिया को अंतिम उत्पाद के यांत्रिक और भौतिक गुणों में सुधार करके बढ़ाती है।

लाभ:

• यांत्रिक गुणों में वृद्धि जैसे कि सामर्थ्य, कठोरता और चर्मलता।
• घिसाव और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार।
• उच्च तापमान पर बेहतर तापीय स्थिरता और प्रदर्शन।
• विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित चुंबकीय और विद्युत गुण।

हानि:

• मिश्र धातु डिजाइन और उपयुक्त मिश्रधातु तत्वों के चयन में जटिलता।
• मिश्रधातु तत्वों के अतिरिक्त के कारण उत्पादन लागत में संभावित वृद्धि।

अनुप्रयोग:

• मिश्रधातु तत्वों के साथ पाउडर धातुकर्म का उपयोग विभिन्न उद्योगों में किया जाता है, जिसमें ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस, इलेक्ट्रॉनिक्स और चिकित्सा उपकरण शामिल हैं, जहाँ उच्च-प्रदर्शन सामग्री की आवश्यकता होती है।

Additional Information पाउडर धातुकर्म द्वारा भागों के निर्माण के बुनियादी चरण हैं:

• धातु पाउडर का उत्पादन
• पाउडर का मिश्रण और मिलाना
• संघनन
• सिंटरण
• परिष्करण संचालन

सम्मिश्रण और मिलाना: इस प्रक्रिया में, आवश्यक अनुपात में धात्विक पाउडर समान रूप से मिलाए जाते हैं। आवश्यक हरी सामर्थ्य विकसित करने के लिए बंधक जोड़े जाते हैं। अंतःकण घर्षण को कम करने और डाई दीवार घर्षण को कम करने के लिए स्नेहक जोड़े जाते हैं।

संघनन: संघनन में, ढीले पाउडर को एक आकार में संकुचित किया जाता है जिसे हरा कॉम्पैक्ट के रूप में जाना जाता है, जो पाउडर धातुकर्म में एक बहुत ही महत्वपूर्ण कदम है। संघनन द्वारा प्राप्त की जाने वाली वांछित विशेषताएँ उच्च उत्पाद घनत्व और पूरे कॉम्पैक्ट में उस घनत्व की एकरूपता हैं।

सिंटरिंग: सिंटरिंग एक नियंत्रित वातावरण में गलनांक से नीचे उच्च तापमान पर हरे कॉम्पैक्ट को गर्म करने की प्रक्रिया है। सिंटरिंग कणों के बीच बंधन को बढ़ाता है और पाउडर धातु कॉम्पैक्ट की सामर्थ्य को बढ़ाता है।

माध्यमिक संचालन: आम तौर पर, भाग के अंतिम आयामों और गुणों को प्राप्त करने के लिए सिंटर किए गए भाग पर कुछ वैकल्पिक माध्यमिक संचालन किए जाते हैं। उदाहरण: पुनः दबाना, आकार देना, ढालना, ऊष्मा उपचार, परिष्करण संचालन।

व्याख्या:

सिन्टरन क्रियाविधियाँ:

• सिन्टरन पदार्थ विज्ञान में प्रयुक्त एक प्रक्रिया है जिसका उपयोग पाउडर सामग्री से ठोस संरचनाएँ बनाने के लिए किया जाता है, जिसमें सामग्री को द्रवीकरण के बिंदु तक पिघलाए बिना ऊष्मा या दाब लगाया जाता है।
• यह तकनीक आमतौर पर सिरेमिक, धातुओं और पॉलिमर के उत्पादन में उपयोग की जाती है।
• सिन्टरन के दौरान, परमाणु विसरण प्रक्रियाओं के माध्यम से कण एक साथ बंध जाते हैं।
• प्राथमिक उद्देश्य कणों की सतह ऊर्जा को कम करना है, जिससे घनत्व में वृद्धि और छिद्रता का उन्मूलन होता है।
• कई क्रियाविधियाँ सिन्टरन प्रक्रिया को चला सकती हैं, जिसमें ठोस-अवस्था विसरण, श्यान प्रवाह और वाष्पीकरण-संघनन शामिल हैं।

विसरण सिन्टरन:

• इस क्रियाविधि में गर्दन क्षेत्र (वह क्षेत्र जहाँ कण संपर्क में हैं और बंधन शुरू करते हैं) से कण सतहों तक रिक्तियों का प्रवास शामिल है।
• विसरण सिन्टरन में, परमाणु उच्च रासायनिक क्षमता वाले क्षेत्रों से कम रासायनिक क्षमता वाले क्षेत्रों में चले जाते हैं। यह परमाणु गति रिक्तियों को भरने और कणों के बीच गर्दन के विकास की ओर ले जाती है, जिसके परिणामस्वरूप घनत्व में वृद्धि और मजबूत बंधन होते हैं। विसरण के लिए प्रेरक बल प्रणाली की कुल मुक्त ऊर्जा में कमी है।

विसरण सिन्टरन को शामिल विशिष्ट परमाणु विसरण पथों के आधार पर कई प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

• आयतन विसरण: परमाणु सामग्री के थोक के माध्यम से प्रवास करते हैं। यह आम तौर पर धीमा होता है लेकिन समय के साथ घनत्व प्रक्रिया में महत्वपूर्ण योगदान दे सकता है।
• कण सीमा विसरण: परमाणु कण सीमाओं के साथ प्रवास करते हैं। यह आम तौर पर आयतन विसरण से तेज होता है और सिन्टरन के शुरुआती चरणों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
• सतह विसरण: परमाणु कणों की सतहों के साथ प्रवास करते हैं। यह क्रियाविधि मुख्य रूप से महत्वपूर्ण घनत्व के बिना कणों के बीच गर्दन के विकास में योगदान करती है।

उच्च-सामर्थ्य, उच्च-घनत्व वाली सामग्री का उत्पादन करने के लिए विसरण सिन्टरन आवश्यक है जिसमें छिद्रता कम हो। वांछित सामग्री गुणों को प्राप्त करने के लिए विसरण प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने के लिए तापमान और समय का नियंत्रण महत्वपूर्ण है।

स्पष्टीकरण:

चूर्ण धातुकर्म:

• चूर्ण धातुकर्म एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें बंधन प्राप्त करने के लिए धात्विक चूर्ण को उनके पिघलने के तापमान से नीचे गर्म किया जाता है।
• इसमें धातु या मिश्र धातु के चूर्ण को मिश्रण के बाद वांछित आकार में जमाया जाता है, और फिर वांछित गुणों को प्राप्त करने के लिए कणों के बंधन को प्राप्त करने के लिए उनके पिघलने बिंदु से नीचे के तापमान पर नियंत्रित वातावरण में गर्म किया जाता है।
• चूर्ण धातुकर्म प्रक्रिया भागों को उनके अंतिम आकार में तैयार करने में सक्षम बनाती है, जिससे किसी भी अतिरिक्त मशीनिंग की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। आग रोक सामग्री को चूर्ण में भी परिवर्तित किया जा सकता है और उसे कोई भी आकार दिया जा सकता है।

चूर्ण धातुकर्म द्वारा भागों के निर्माण के बुनियादी चरण हैं

• धातु चूर्ण का उत्पादन
• चूर्णों का सम्मिश्रण एवं सम्मिश्रण
• संघनन
• सिंटरिंग
• समापन कार्य

धातु चूर्ण का उत्पादन :

• धातु चूर्ण का उत्पादन चूर्ण धातु विज्ञान में पहला कदम है, धातु चूर्ण का उत्पादन करने के लिए विभिन्न तकनीकें हैं।
• अधिक समान अनाज के परिणामस्वरूप अधिक समान संरचना प्राप्त होगी।

सम्मिश्रण एवं सम्मिश्रण:

• ​इस प्रक्रिया में, आवश्यक अनुपात में धातु चूर्ण को समान रूप से मिलाया जाता है। आवश्यक हरित शक्ति विकसित करने के लिए बाइंडर्स जोड़े जाते हैं।
• अंतर-कण घर्षण को कम करने और डाई-वॉल घर्षण को कम करने के लिए स्नेहक मिलाया जाता है।

संघनन:

• कॉम्पैक्टिंग में, ढीले चूर्ण को एक आकार में संपीड़ित किया जाता है जिसे हरे कॉम्पैक्ट के रूप में जाना जाता है, जो चूर्ण धातु विज्ञान में एक बहुत ही महत्वपूर्ण कदम है। कॉम्पैक्टिंग द्वारा प्राप्त की जाने वाली वांछित विशेषताएं उच्च उत्पाद घनत्व और पूरे कॉम्पैक्ट में उस घनत्व की एकरूपता हैं।

सिंटरिंग:

• सिंटरिंग एक नियंत्रित वातावरण में पिघलने बिंदु से नीचे उच्च तापमान पर हरे कॉम्पैक्ट को गर्म करने की प्रक्रिया है।
• सिंटरिंग से कणों के बीच बंधन बढ़ता है और चूर्ण मेटल कॉम्पैक्ट की ताकत बढ़ती है।

द्वितीयक संचालन: आम तौर पर, भाग के अंतिम आयाम और गुणों को प्राप्त करने के लिए कुछ वैकल्पिक माध्यमिक संचालन सिंटर वाले हिस्से पर किए जाते हैं। उदाहरण: दबाना, आकार देना, सिक्का बनाना, ताप उपचार, परिष्करण कार्य।

Additional Information

चूर्ण निर्माण तकनीक:

कणिकीकरण: कणिकीकरण प्रक्रिया में पिघले हुए धातु को एक छोटे छिद्र के माध्यम से दबाया जाता है और संपीडित वायु के एक जेट, अक्रिय गैस या पानी के जेट द्वारा विघटित किया जाता है। इसका उपयोग पीतल, कांसा, Zn, Al, और Pb, इत्यादि जैसे निम्न गलनांक वाले पदार्थो के लिए किया जाता है।

अपचयन: अपचयन प्रक्रिया में धातुओं को धातु ऑक्साइडों में परिवर्तित किया जाता है और फिर उन्हें इनके गलनांक से नीचे वाले गैसों में अनावृत्त किया जाता है, जिससे धातु ऑक्साइड स्पंज जैसी संरचना में परिवर्तित हो जाते हैं।

ग्राइंडिंग: इस प्रक्रिया में धातु चूर्ण को ग्राइंडिंग प्रक्रिया के दौरान उत्पादित चिप द्वारा बनाया जाता है।

विद्युत-अपघटनी निक्षेपण: इस विधि में वह धातु जिसके चूर्ण को उत्पादित किया जाता है, उसे विद्युत-अपघटनी में एक एनोड के रूप में रखा जाता है जब विद्युत धारा एनोड के माध्यम से प्रवाहित होती है, तो धातु कैथोड पर जमा हो जाता है, फिर कैथोड को टंकी से हटाया जाता है और चूर्ण को कैथोड से समाप्त किया जाता है।

अन्य विधियाँ:

• मशीनिंग 
• वाष्प संघनन
• मिलिंग 
• विनिमय

वर्णन:

पाउडर उत्पादन की विधि:

धातु पाउडर उत्पादित करने की कई विधियां हैं, और उनमें से अधिकांश को एक से अधिक विधि द्वारा उत्पादित किया जा सकता है। विकल्प अंतिम उत्पाद की आवश्यकता पर निर्भर करती है। 

कुछ विधियों को नीचे वर्णित किया गया है:

1. परमाणुकरण:

• परमाणुकरण में छोटे छिद्र के माध्यम से पिघले हुए धातु को डालकर द्रव्य धातु धारा शामिल होती है। 
• धारा को अक्रिय गैस या वायु या पानी के जेट द्वारा तोड़ा जाता है। 
• कण का आकार और आकृति पिघले हुए धातु के तामण, प्रवाह की दर, नोजल आकार और जेट विशेषताओं पर निर्भर करता है। 
• पानी के उपयोग के परिणामस्वरूप परमाणुकरण कक्ष के निचले भाग पर धातु पाउडर और द्रव्य का एक घोल होता है। 

2. अपचयन: 

• धातु ऑक्साइड की कमी (अर्थात् ऑक्सीजन का निष्कासन) अपचयन कारकों जैसे हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड जैसे गैसों का प्रयोग करती है। 
• इस माध्यम से बहुत सूक्ष्म धात्विक ऑक्साइड धात्विक अवस्था तक अपचयित हो जाते हैं। 
• उत्पादित पाउडर स्पंजी और छिद्र उत्पादित होते हैं और इनकी आकृति एकसमान कोणीय आकार की होती है। 

विद्युत-अपघटनी प्रक्रिया:

• विद्युत-अपघटनी निक्षेपण या तो जलीय विलयन और संगलित नमक का प्रयोग करते हैं। 
• उत्पादित पाउडर उपलब्ध सबसे शुद्ध पाउडर होते हैं। 

ऑक्सीकरण:

• ऑक्सीकरण साधारण रूप से ऑक्सीकारक कारकों के प्रयोग से ऑक्सीजन के संयोजन का माध्यम है। 
• आकृतिकार प्रक्रिया के दौरान प्राप्त भारी धातुओं की परत को ऑक्सीकरण और भारी कमी के माध्यम से पुनः प्रयोग योग्य पाउडर में परिवर्तित किया जा सकता है। 
• ऑक्सीकरण चरण परत का ऑक्साइड पाउडर में कुल विघटन की ओर बढ़ता है। 

गुलिकायन:

• यह पाउडर के उत्पादन के लिए यांत्रिक गुलिकायन प्रक्रिया है। 
• इस विधि में पिघले हुए धातु को कंपायमान स्क्रीन पर डाला जाता है जिसपर पिघले हुए धातु को बूंदों की एक बड़ी संख्या में विघटित किया जाता है। 
• बूंदों को या तो वायु ता तटस्थ गैस वायुमंडल में जमने की अनुमति दी जाती है। 
• परिणामी बूंद का आकार और गुण पिघले हुए धातु के तापमान, स्क्रीन में मार्ग का आकार और स्क्रीन के कंपन की आवृत्ति पर निर्भर करता है। 

धातु पाउडर में कण की आकृति और विधियां जिसके द्वारा वे उत्पादित होते हैं, उन्हें नीचे दी गयी तालिका में उल्लेखित किया गया हैं। 

व्याख्या:

• संसेचन द्वितीयक प्रचालन है जिसका उपयोग पाउडर धातुविज्ञान में धातुमल भाग की स्व-स्नेहन क्षमता में सुधार करने के लिए किया जाता है।
• इस प्रचालन में, पाउडर धातुविज्ञान भागों के अंतर्निहित छिद्रों को तेल या तेल जैसे तरल पदार्थ से लगाया जाता है।
• ऐसे घटकों में अपने प्रयुक्त काल के दौरान केशिका क्रिया द्वारा स्नेहक की निरंतर आपूर्ति होती है।
• अंतः निस्यंदन में, धातुमल भाग के छिद्रों कुछ कम गलन बिंदु धातु के साथ जिसके परिणामस्वरूप कठोरता और तन्य शक्ति में सुधार होता है।
• पुनःदाबन में, उच्च आयामी सटीकता वाले भागों को प्राप्त करने के लिए दबाव लागू किया जाता है।
• टंकन उच्च दबाव संकुचन प्रचालन है जिसके परिणामस्वरूप उच्च शक्ति और आयामी सटीकता होती है।

व्याख्या:

पाउडर धातु विज्ञान द्वारा स्व-स्नेहन बेयरिंग के निर्माण में शामिल चरण:

1) कॉपर पाउडर, टिन पाउडर और ग्रेफाइट पाउडर का उत्पादन

2) तात्विक चूर्ण का मिश्रण

3) संघनन

4) सिंटरण 

5) सिंटरण संचालन के बाद:

• अंतर्वेशन
• आकार

6) बेयरिंग तैयारी

सिंटरण: सिंटरण एक ऊष्मा उपचार है जिसे शक्ति और शुद्धता प्रदान करने के लिए पाउडर संघनन पर लागू किया जाता है। सिंटरण के लिए उपयोग किया जाने वाला तापमान पाउडर धातुकर्म सामग्री के प्रमुख घटक के गलनांक से नीचे होता है।

यह तीन चरणों में किया जाता है:

• ज्वालापनयन क्षेत्र या पूर्व तापन क्षेत्र ​(400°C - 450°C)
• सिंटरण ​क्षेत्र (8 00°C - 850°C )
• शीतलन क्षेत्र

सिंटरण ऑपरेशन के बाद:

1) अंतर्वेशन: यह तेल के साथ भाग में छिद्रों को भरने को संदर्भित करता है।

उपयोग की जाने वाली तकनीक निर्वात और दबाव का संयोजन है और इसमें निम्न चरण शामिल हैं:

• सिंटरण भाग को कक्ष में रखा जाता है और निर्वात के अधीन किया जाता है
• तेल डाला जाता है और 4-5 atm का बाहरी दबाव लगाया जाता है
• दबाव 1 atm तक लाया जाएगा और अतिरिक्त तेल निकल जाएगा

2) आकार: यह सहनशीलता के भीतर बेयरिंग के आयामों को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है और भाग को एक डाई में बलात करके किया जाता है जिसका आयाम भाग से छोटा होता है।

Explanation:

Powder metallurgy:

• Powder metallurgy is a process in which metallic powders are heated below their melting temperatures to achieve bonding.
• It involves metal or alloy powders to be compacted into the desired shape after blending, and then to be heated in a controlled atmosphere at a temperature below their melting points in order to achieve bonding of the particles to get the desired properties.
• The powder metallurgy process enables to produce parts in their final shape, thus eliminating the need for any additional machining.

Basic steps of the manufacturing of parts by powder metallurgy are

• Production of metal powders
• Blending and mixing of powders
• Compaction
• Sintering
• Finishing operation

Sintering: 

• Sintering is the process of heating the green compact at a high temperature below the melting point in a controlled atmosphere. 
• Sintering increases the bond between particles and increases the strength of the powder metal compact, brittleness reduces, porosity decreases and toughness increases.

Compacting: 

• In compacting, loose powder is compressed into a shape known as a green compact, which is a very important step in powder metallurgy.
• The desired characteristics to be achieved by compacting are high product density and uniformity of that density throughout the compact.

Blending and Mixing: 

• In this process, metallic powders in the required proportion are mixed uniformly.
• Binders are added to develop the required green strength.
• Lubricants are added to reduce interparticle friction and to reduce die wall friction.

व्याख्या:

चूर्ण उत्पादन की विधि :

धातु चूर्ण के उत्पादन के कई तरीके हैं और उनमें से अधिकतर एक से अधिक विधियों से उत्पादित किए जा सकते हैं। चयन अंतिम उत्पाद की आवश्यकता पर निर्भर करता है।

कुछ विधियों का उल्लेख नीचे किया गया है :

कणन :

• कणन में एक छोटे से छिद्र के माध्यम से पिघली हुई धातु को अंदर डालकर उत्पादित एक तरल धातु धारा शामिल होती है।
• अक्रिय गैस या वायु या पानी के जेट से धारा टूट जाती है।
• गठित कण का आकार और आकृति पिघले हुए धातु के तापमान, प्रवाह की दर, नोजल के आकार और जेट विशेषताओं पर निर्भर करता है।
• कणन कक्ष के तल पर धातु के चूर्ण और तरल के घोल में पानी के उपयोग का परिणाम होता है। 

विद्युत-अपघटनी की प्रक्रिया:

• विद्युत-अपघटनी जमाव या तो जलीय घोल या संगलित लवण का उपयोग करता है।
• उत्पादित चूर्ण सबसे शुद्ध रूप में उपलब्ध होने वाले में से एक है।

अवचूर्णन: 

• इस प्रक्रिया में, अवचूर्णन (पीसने) की प्रक्रिया के दौरान उत्पादित चिप द्वारा धातु का चूर्ण बनाया जाता है।

संहनन: 

• संहनन में, ढीले चूर्ण को हरे संहनन के रूप में जाने वाले आकार में संकुचित किया जाता है, जो चूर्ण धातु विज्ञान में एक बहुत ही मुख्य चरण होता है। संहनन द्वारा प्राप्त की जाने वाली वांछित विशेषताएँ उच्च उत्पाद घनत्व और सघन में उस घनत्व के एकरूप होते हैं।

वर्णन:

पाउडर धातुकर्म का उपयोग

• इसका प्रयोग किसी बल्ब का फिलामेंट बनाने के लिए किया जाता है। 
• इसका प्रयोग कर्तन उपकरण और ग्राइंडिंग पहिये के लिए किया जाता है। 
• इसका प्रयोग अपघर्षक जेट मशीनिंग के लिए किया जाता है। 
• इसका प्रयोग छिद्रित बेयरिंग या स्वः-स्नेहक बेयरिंग के लिए किया जाता है। 
• इसका प्रयोग ढलाई प्रक्रिया में प्रयोग किये जाने वाले फ़िल्टर को बनाने के लिए किया जाता है। 
• इसका प्रयोग लॉक - रोधी बेयरिंग प्रणाली (ABS) में घर्षण धात्विक बनाने के लिए भी किया जाता है। 
• इसका प्रयोग सरंध्रता मुद्रांकन के लिए भी किया जाता है जिसे निर्वात अंतर्वेशन के रूप में भी जाना जाता है, धातु अंतर्वेशन और छिद्रित धातु आवरण छिद्रित अधःस्तर को वायु-रोधक बनाने के लिए इसे भरने की प्रक्रिया है। 

Additional Information

• पाउडर धातुकर्म: पाउडर धातुकर्म वह प्रक्रिया है जिसमें श्‍लेषण प्राप्त करने के लिए धात्विक पाउडरों को उनके गलनांक तापमानों से नीचे गर्म किया जाता है। 
• इसमें सम्मिश्रण के बाद वांछनीय आकृति में सुसंहत किये जाने वाले धातु या मिश्रधातु पाउडर शामिल होते हैं, और फिर इसे वांछनीय गुणों को प्राप्त करने के लिए कणों के बंधन को प्राप्त करने के क्रम में उनके गलनांक से नीचे के तापमान पर एक नियंत्रित वायुमंडल में गर्म किया जाना होता है। 
• पाउडर धातुकर्म प्रक्रिया उनके अंतिम आकृति में भागों को उत्पादित करने में सक्षम होते हैं, इस प्रकार किसी अतिरिक्त मशीनिंग के लिए आवश्यकताओं को हटाया जाता है। 

पाउडर धातुकर्म द्वारा भागों के निर्माण के मूल चरण निम्न हैं

• धातु पाउडर का उत्पादन 
• पाउडर का सम्मिश्रण और मिलावट
• संहनन
• सिंटरण
• परिष्करण प्रक्रिया

• सम्मिश्रण और मिलावट: इस प्रक्रिया में आवश्यक अनुपात में धात्विक पाउडर को एकसमान रूप से मिलाया जाता है। बंधक को आवश्यक हरित दृढ़ता को विकसित करने के लिए मिलाया जाता है। स्नेहक कणांतर घर्षण और डाई दिवार घर्षण को कम करने के लिए मिलाया जाता है। 
• संहनन: संहनन में शिथिल पाउडर को हरित सुसंहत के रूप में ज्ञात किसी आकृति में संपीडित किया जाता है, जो पाउडर धातुकर्म में बहुत महत्वपूर्ण चरण है। संहनन द्वारा प्राप्त की जाने वाली वांछनीय विशेषताएं उच्च उत्पाद घनत्व और पूरे संहनन पर उस घनत्व की एकरूपता होती है। 
• सिंटरण: सिंटरण किसी नियंत्रित तापमान में गलनांक से नीचे उच्च तापमान पर हरित सुसंहत को गर्म करने की प्रक्रिया है। सिंटरण कणों के बीच बंध को बढ़ाता है और पाउडर धातु सुसंहत की दृढ़ता को बढ़ाता है। 
• द्वितीयक संचालन: सामान्यतौर पर कुछ वैकल्पिक द्वितीयक संचालन भाग का अंतिम आयाम और गुण प्राप्त करने के लिए सिंटरित भाग पर प्रदर्शित किये जाते हैं। उदाहरण: दमनकारी, आकारण, मुद्ररूपण, ताप उपचार, परिष्करण प्रक्रिया। 

संकल्पना:

चूर्ण धातुकी (PM):

• यह धातु चूर्णों का उत्पादन करने और अधात्विक घटकों के संयोजन के साथ या उसके बिना एक अलग, मिश्रित, या मिश्रधातु चूर्णों से अर्धपरिष्कृत और परिष्कृत वस्तुओं को बनाने की एक कला और विज्ञान है। 

संसेचन

• यह द्वितीयक प्रक्रिया है जिसका उपयोग चूर्ण धातुकी में सिंटरित भाग की स्वः-स्नेहक क्षमता को बढ़ाने के लिए किया जाता है।
• इस प्रक्रिया में चूर्ण धातुकी भाग के अंतर्निहित छिद्रों को तेल या ग्रीस जैसे तरल पदार्थ के साथ भरता है।
• ऐसे घटकों में उनके सेवा काल के दौरान केशिका क्रिया द्वारा स्नेहकों की निरंतर आपूर्ति होती है।

अंतःस्पदंन

• कुछ निम्न गलनांक वाले धातु के साथ सिंटरित भाग के छिद्रों के परिणामस्वरूप कठोरता और तन्य दृढ़ता में सुधार होता है।
• दमनकारी में दबाव को उच्चतम आयामी सटीकता के साथ भागों को प्राप्त करने के लिए लागू की जाती है।
• मुद्ररूपण उच्च दबाव वाली संहनन प्रक्रिया है जो उच्च दृढ़ता और आयामी सटीकता के परिणामस्वरूप होती है।

वर्णन:

पाउडर धातुकर्म में पाउडर तैयार करने की प्रक्रियाएँ:

यांत्रिक छिड़काव:

• यह दमित द्वारा धातु के छोटे कणों में रूपांतरण की प्रक्रिया है। 
• भंगुर धातुओं को इस धातु द्वारा आसानी से छोटे कणों में तोड़ा जा सकता है।  

विद्युत-अपघटनी प्रक्रिया:

• विद्युत-अपघटन उन धातु पाउडरों का निर्माण कर सकते हैं जो बहुत शुद्ध और सघन होते हैं। 
• विद्युत-अपघटन धातु पाउडर के निर्माण के लिए अन्य विधियों की तुलना में आपेक्षिक रूप से महंगा है। 
• इसका प्रयोग अनुप्रयोगों के लिए तांबे का आवरण बनाने में किया जाता है जहाँ उच्च चालकता की आवश्यकता होती है। 

रासायनिक अपचयन प्रक्रिया:

• बहुत संकीर्ण आकार वाले कणों का निर्माण रासायनिक अपचयन प्रक्रिया द्वारा किया जाता है। 

कणन:

• यह प्रक्रिया धातु के चूर्ण से शुरू होती है जो फिर पिघल जाती है। 
• एक बार पिघलने के बाद धातु की धारा को गैस या पानी के जेट के माध्यम से डाला जाता है, जो धातु के विघटित होने का कारण बनता है। 
• इसका उद्देश्य धातु को छोटे बूंदों में तोड़ना या कणीकरण करना होता है जिससे वे सतह या एक-दूसरे के साथ संपर्क में आने से पहले जम जाएं। 

Explanation: 

Powder metallurgy: 

• The powder metallurgy process consists of mixing elemental or alloy powder, compacting the mixture in a die and then sintering or heating the resultant shape in a controlled atmosphere.
• The powder metallurgy process enables to produce parts in final shape, thus eliminating the need for any additional machining. 

Basic steps of Powder metallurgy process:

• Production of metal powders.
• Blending and mixing of powders.
• Compaction
• Sintering
• Finishing operation

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Uses of Powder Metallurgy:

• Used for Porous bearings or self-lubrication bearings.
• Used for making filters used in the casting process.
• It is used to produce complex shaped parts which require machining when produced by other methods e.g. gears.
• Used for cutting tool and grinding wheel.
• Some components of tungsten employed in jet engines are made by powder metallurgy. 
• • Many types of hard and soft magnetic components.

व्याख्या:

प्रक्रिया लाभ

पाउडर धातुकर्मिकी निम्नलिखित महत्वपूर्ण प्रक्रिया लाभ प्रदान करता है:

1. मशीनिंग को समाप्त या कम करता है (कम या कोई कतरन नहीं)।
2. कुशल सामग्री उपयोग 95% से अधिक सामग्री उपयोग।
3. निकट आयामी सहिष्णुता-निकट-शुद्ध आकृतियों को संभव बनाता है।
4. अच्छी सतह परिष्कृत करता है।
5. ऊष्मा उपचार के लिए विकल्प प्रदान करता है, सामर्थ्य बढ़ाने या संक्षारण के प्रतिरोध में वृद्धि, और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार के लिए लेपन।
6. जटिल आकृतियों के निर्माण की सुविधा देता है, जो अन्य धातु कार्य प्रक्रियाओं के साथ अव्यावहारिक होगा।
7. मध्यम से उच्च मात्रा के घटक उत्पादन आवश्यकताओं के अनुकूल होता है।
8. कठोर सामग्री के घटक जो मशीनन करना कठिन हैं, आसानी से निर्मित किए जा सकते हैं, जैसे तापदीप्त लैंप के लिए टंगस्टन तार।
9. शुद्ध रूप में घटकों का उत्पादन संभव है। प्रारंभिक सामग्री की शुद्धता को पूरी प्रक्रिया में संरक्षित किया जा सकता है, कई महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए आवश्यकता होती है।
10. ऊर्जा में कुशल।
11. पर्यावरण के अनुकूल।

पाउडर धातुकर्मिकी भागों के वाणिज्यिक लाभ/विशेष लक्षण

P/M के महत्वपूर्ण व्यावसायिक लाभों में शामिल हैं:

• लौह और अलौह पाउडर धातुकर्मिकी भागों को आत्म-स्नेहन धारक के रूप में कार्य करने के लिए तेल-संसेचित किया जा सकता है। इसी तरह, भागों को घनत्व में सुधार के लिए अंतर्योजित सरंध्रता​ को सील करने के लिए राल-व्यापित किया जा सकता है या अधिक सामर्थ्य और आघात प्रतिरोध के लिए और विद्युत संपर्क बनाने के लिए उन्हें कम गलनांक धातु के साथ अंतःस्यंदित किया जा सकता है।
• यदि आवश्यक हो तो भागों को ऊष्मा-उपचारित और प्लेटेड किया जा सकता है। बेल्लन और फोर्जन जैसी पारंपरिक धातु बनाने की प्रक्रियाओं द्वारा P/M भागों को भी संसाधित किया जा सकता है।
• सरल और जटिल भागों का लागत प्रभावी उत्पादन, उत्पादन दरों पर अंतिम आयामों के बहुत करीब जो कुछ सौ से लेकर कई हजार भागों प्रति घंटे तक हो सकता है।
• क्रांतिक अनुप्रयोगों में दीर्घकालिक प्रदर्शन विश्वसनीयता प्रदान करता है।

पाउडर धातुकर्मिकी की सीमाएं

एक निर्माण तकनीक के रूप में P/M की सीमाओं को तीन शीर्षों के अंतर्गत वर्गीकृत किया जा सकता है:

• तकनीकी
• किफ़ायती
• मनोवैज्ञानिक।