শ্যাফটের ইন্ডাকশন হার্ডেনিং: 1045 এবং 4140-এর স্কিন হার্ডেনিং

এটি কীভাবে কাজ করে

উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তী কারেন্ট বহনকারী একটি ইন্ডাক্টর কয়েল শ্যাফটকে ঘিরে থাকে। কারেন্ট স্টিলের পৃষ্ঠে এডি কারেন্ট প্ররোচিত করে, সেকেন্ডের মধ্যে একটি পাতলা ত্বককে রূপান্তর তাপমাত্রার উপরে উত্তপ্ত করে; একটি তাৎক্ষণিক পানি বা পলিমার স্প্রে কোয়েঞ্চ সেই ত্বককে কঠিন মার্টেনসাইটে রূপান্তরিত করে। শ্যাফটের বেশিরভাগ অংশ কখনোই গরম হয় না, তাই এটি তার আসল — প্রায়শই প্রি-হার্ডেনড ও টেম্পারড — ধর্ম ধরে রাখে।

ফ্রিকোয়েন্সি কেসের গভীরতা নির্ধারণ করে

প্ররোচিত কারেন্ট পৃষ্ঠের কাছে ঘনীভূত হয়, এবং ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ার সাথে সাথে উত্তপ্ত গভীরতা কমে। এটি প্রক্রিয়াটির কেন্দ্রীয় নকশা সম্পর্ক:

• কম ফ্রিকোয়েন্সি (কয়েক kHz, মাঝারি-ফ্রিকোয়েন্সি মেশিন): গভীর কেস, মোটামুটি 2–6 mm শ্রেণি, বড় শ্যাফট ও ভারী জার্নালের জন্য।
• উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি (শত শত kHz): অগভীর কেস, এক মিলিমিটারের ভগ্নাংশ থেকে প্রায় 1.5 mm পর্যন্ত, ছোট অংশ ও সূক্ষ্ম বৈশিষ্ট্যের জন্য।

বাস্তবে কেসের গভীরতা একটি কঠিনতা সীমায় নির্দিষ্ট করা হয় (কার্বারাইজিংয়ের মতো, প্রায়শই 550 HV) এবং মেশিন, ফ্রিকোয়েন্সি ও উত্তাপের সময় এমনভাবে বেছে নেওয়া হয় যাতে এটি একটি রূপান্তর অঞ্চলসহ আঘাত করে যা প্যাটার্নের কোথাও নরম, অশক্ত পৃষ্ঠে ভেঙে না যায়।

স্টিলগুলো

মাঝারি-কার্বন স্টিল নির্দিষ্ট করা হয় কারণ সদ্য কোয়েঞ্চ করা কঠিনতা কার্বন থেকে আসে:

• 1045 / C45 — অর্থনৈতিক মানক; পৃষ্ঠের কঠিনতা সাধারণত মাঝারি-50s HRC-তে, কোর রোলড অবস্থায় বা নরমালাইজড অবস্থায় রেখে দেওয়া।
• 4140 / 42CrMo4 — প্রি-হার্ডেনড ও টেম্পারড অবস্থায় ব্যবহৃত হয় যখন কোরকে আসল ভার বহন করতে হয়; ইন্ডাকশন কেস একটি শক্তিশালী সাবস্ট্রেটের উপর ক্ষয় ও ক্লান্তি প্রতিরোধ যোগ করে, এবং এর সংকর উপাদান প্রক্রিয়ার উইন্ডোকে প্রশস্ত করে।

প্রায় 0.35%-এর নিচে কার্বন হতাশাজনক পৃষ্ঠ কঠিনতা দেয়; 0.6%-এর অনেক উপরে কোয়েঞ্চ-ফাটলের ঝুঁকি বাড়ায়।

প্যাটার্ন ও নরম অঞ্চল

একটি স্ক্যানিং ইন্ডাক্টর শ্যাফট বরাবর যাওয়ার সময় একটি ব্যান্ডকে শক্ত করে, একটি রান-আউট অঞ্চল রেখে যায় যেখানে স্ক্যান শুরু ও থামে, এবং জটিল শ্যাফটে শক্ত করা ব্যান্ডগুলো নরম অঞ্চল দ্বারা পৃথক হয় — কাঁধে, আন্ডারকাটে এবং সংলগ্ন বৈশিষ্ট্যগুলোর মধ্যে — কারণ কয়েল একটি ধারালো অভ্যন্তরীণ কোণকে সমানভাবে উত্তপ্ত করতে পারে না এবং ওভারল্যাপিং স্ক্যান আগের ব্যান্ডকে পুনরায় টেম্পার করবে। ভালো নকশা এগুলোকে ত্রুটি হিসেবে নয়, ঘটনা হিসেবে বিবেচনা করে:

• সিল ও বিয়ারিং সংস্পর্শ পৃষ্ঠগুলোকে শক্ত করা প্যাটার্নের ভিতরে, রান-আউট থেকে দূরে রাখুন।
• নরম অঞ্চলগুলো সেখানে রাখুন যেখানে বাঁকানো পীড়ন ও ক্ষয় কম।
• ফাটল-সংবেদনশীল বৈশিষ্ট্যগুলোর দিকে নজর রাখুন — উত্তপ্ত অঞ্চলের ভিতরে কীওয়ে, ক্রস-হোল এবং ধারালো ফিলেটগুলোর চ্যামফার ও প্রক্রিয়া পরীক্ষা প্রয়োজন।

কেন এটি বেছে নেবেন

কার্বারাইজিংয়ের তুলনায়, ইন্ডাকশন হার্ডেনিং দ্রুত, স্থানীয়, লাইনে সহজে স্বয়ংক্রিয়, এবং বেশিরভাগ মেশিনিংয়ের পরে প্রয়োগ করা হয়। এটি গতি ও নির্বাচনী ক্ষমতার জন্য কার্বারাইজিংয়ের গভীর, ধীরে ধীরে গ্রেড করা কেসকে ছাড় দেয় — শ্যাফটে, সেটি সাধারণত সঠিক বিনিময়।

শক্ত করা কেসটি সংকোচনমূলক অবশিষ্ট পীড়নও বহন করে, কারণ প্রসারিত মার্টেনসাইট স্তরটি অপরিবর্তিত কোর দ্বারা সীমাবদ্ধ থাকে। সেই সংকোচনই একটি বড় অংশ কেন ইন্ডাকশন-শক্ত করা জার্নাল ও ফিলেটগুলো পুরো-শক্ত করা বা অচিকিৎসিত সমতুল্যের তুলনায় লক্ষণীয়ভাবে ভালো বাঁকানো ও মোচড় ক্লান্তি জীবন দেখায় — যদি শক্ত করা প্যাটার্নটি আসলে পীড়ন ঘনত্বকে কভার করে, যা একটি নকশা সিদ্ধান্ত, প্রক্রিয়ার দুর্ঘটনা নয়।