सतह अखंडता

सतह अखंडता (सरफेस इंटीग्रिटी) विनिर्माण प्रक्रिया द्वारा संशोधित किए जाने के पश्चात वर्कपीस की सतह की स्थिति है। यह शब्द 1964 में माइकल फील्ड और जॉन एफ. काहल्स द्वारा गढ़ा गया था।

किसी वर्कपीस या वस्तु की सरफेस इंटीग्रिटी पदार्थ के गुणों को परिवर्तित कर देती है। सरफेस इंटीग्रिटी में परिवर्तन के परिणाम मैकेनिकल इंजीनियरिंग डिजाइन समस्या हैं, किंतु उन गुणों का संरक्षण विनिर्माण विचार है।

सरफेस इंटीग्रिटी किसी भाग के कार्य पर बहुत बड़ा प्रभाव डाल सकती है; उदाहरण के लिए, इनकोनेल 718 में फटीग की सीमा 540 MPa (78,000 psi) जितनी अधिक हो सकती है या इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (ईडीएम) के पश्चात 150 MPa (22,000 psi) जितनी कम हो सकती है।

परिभाषा

सरफेस इंटीग्रिटी के दो तथ्य हैं: स्थलाकृति विशेषताएँ और सतह परत विशेषताएँ है। स्थलाकृति सतह के रफनेस, लहरदारपन, रूप की त्रुटियों और दोषों से बनी होती है। सतह परत की विशेषताएं जो प्रसंस्करण के माध्यम से परिवर्तित हो सकती हैं वे प्लास्टिक विरूपण, अवशिष्ट तनाव, दरारें, कठोरता, अतिकाल प्रभावन, विविध परिवर्तन, पुनर्क्रिस्टलीकरण (धातुकर्म), इंटरग्रेनुलर आक्रमण और हाइड्रोजन एमब्रिटिलमेन्ट हैं। जब मशीनिंग जैसी पारंपरिक विनिर्माण प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है, तो सतह की परत स्थानीय प्लास्टिक विरूपण को बनाए रखती है।

सरफेस इंटीग्रिटी को प्रभावित करने वाली प्रक्रियाओं को आसानी से तीन वर्गों में विभाजित किया जा सकता है: पारंपरिक प्रक्रियाएं, गैर-पारंपरिक प्रक्रियाएं और फिनिशिंग उपचार। पारंपरिक प्रक्रियाओं को उन प्रक्रियाओं के रूप में परिभाषित किया जाता है जहां उपकरण वर्कपीस की सतह से संपर्क करता है; उदाहरण के लिए: पीसना (अपघर्षक कटाई), मोड़ना, और मशीनिंग। ये प्रक्रियाएं केवल सरफेस इंटीग्रिटी को हानि पहुंचाएंगी यदि अनुचित मापदंडों का उपयोग किया जाता है, जैसे कि सुस्त उपकरण, बहुत अधिक फ़ीड गति, अनुचित शीतलक या स्नेहन, या गलत पीस व्हील की कठोरता है। गैर-पारंपरिक प्रक्रियाओं को उन प्रक्रियाओं के रूप में परिभाषित किया जाता है जहां उपकरण वर्कपीस से संपर्क नहीं करता है; इस प्रकार की प्रक्रिया के उदाहरणों में ईडीएम, इलेक्ट्रोकेमिकल मशीनिंग और रासायनिक मिलिंग सम्मिलित हैं। प्रक्रियाओं को कैसे नियंत्रित किया जाता है, इसके आधार पर ये प्रक्रियाएं भिन्न-भिन्न सतह अखंडता उत्पन्न करती है; उदाहरण के लिए, वे तनाव-मुक्त सतह, पिघली हुई सतह, या अत्यधिक सतह खुरदरापन छोड़ सकते हैं। फिनिशिंग उपचारों को उन प्रक्रियाओं के रूप में परिभाषित किया जाता है जो पारंपरिक और गैर-पारंपरिक प्रक्रियाओं द्वारा प्रदान की गई सतह फिनिश को नकारती हैं या सरफेस इंटीग्रिटी में सुधार करती हैं। उदाहरण के लिए, कंप्रेसिव अवशिष्ट तनाव को पीनिंग या रोलर बर्निशिंग के माध्यम से बढ़ाया जा सकता है या ईडीएमिंग द्वारा छोड़ी गई रीकास्ट परत को रासायनिक मिलिंग के माध्यम से हटाया जा सकता है।

फ़िनिशिंग उपचार विभिन्न प्रकार से वर्कपीस की सतह को प्रभावित कर सकते हैं। कुछ दोषों को साफ करते हैं और/या हटाते हैं, जैसे खरोंच, छिद्र, बुर्स, फ्लैश (विनिर्माण), या दोष है। इस प्रकार अन्य प्रक्रियाएं चिकनाई, बनावट या रंग में सुधार करके सतह की उपस्थिति में सुधार या संशोधन करती हैं। वे संक्षारण प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध में भी सुधार कर सकते हैं या घर्षण को कम कर सकते हैं। कोटिंग्स अन्य प्रकार का फिनिशिंग उपचार है जिसका उपयोग किसी बहुमूल्य या दुर्लभ पदार्थ को कम बहुमूल्य आधार पदार्थ पर चढ़ाने के लिए किया जा सकता है।

वैरिएबल

विनिर्माण प्रक्रियाओं में पाँच मुख्य वैरिएबल होते हैं: वर्कपीस, उपकरण, मशीन उपकरण, पर्यावरण और प्रक्रिया वैरिएबल। ये सभी वैरिएबल निम्न का उत्पादन करके वर्कपीस की सरफेस इंटीग्रिटी को प्रभावित कर सकते हैं:

• विभिन्न मशीनिंग प्रक्रियाओं में सम्मिलित उच्च तापमान
• वर्कपीस में प्लास्टिक विरूपण (अवशिष्ट तनाव)
• सतह ज्यामिति (खुरदरापन, दरारें, विरूपण)
• रासायनिक प्रतिक्रियाएँ, विशेष रूप से उपकरण और वर्कपीस के मध्य

संदर्भ

ग्रन्थसूची

• Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. (2003), Materials and Processes in Manufacturing (9th ed.), Wiley, ISBN 0-471-65653-4.