পলিক্রিস্টালাইন ডায়মন্ড টুলের উৎপাদন এবং প্রয়োগ

PCD টুল উচ্চ তাপমাত্রা ও উচ্চ চাপে সিন্টারিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পলিক্রিস্টালাইন ডায়মন্ড নাইফ টিপ এবং কার্বাইড ম্যাট্রিক্স দিয়ে তৈরি করা হয়। এটি কেবল উচ্চ কঠোরতা, উচ্চ তাপ পরিবাহিতা, কম ঘর্ষণ সহগ, কম তাপীয় প্রসারণ সহগ, ধাতু ও অধাতুর প্রতি কম আকর্ষণ, উচ্চ স্থিতিস্থাপক মডুলাস, কোনো বিভাজক পৃষ্ঠ না থাকা এবং আইসোট্রপিক হওয়ার মতো সুবিধাগুলোর পূর্ণ সদ্ব্যবহারই করে না, বরং হার্ড অ্যালয়ের উচ্চ শক্তিকেও বিবেচনায় রাখে।
তাপীয় স্থিতিশীলতা, অভিঘাত সহনশীলতা এবং ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা হলো পিসিডি-র প্রধান কার্যক্ষমতা সূচক। যেহেতু এটি বেশিরভাগ ক্ষেত্রে উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ চাপের পরিবেশে ব্যবহৃত হয়, তাই তাপীয় স্থিতিশীলতা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিষয়। গবেষণায় দেখা গেছে যে, পিসিডি-র তাপীয় স্থিতিশীলতা এর ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং অভিঘাত সহনশীলতার উপর ব্যাপক প্রভাব ফেলে। প্রাপ্ত তথ্য থেকে দেখা যায় যে, তাপমাত্রা ৭৫০℃-এর বেশি হলে পিসিডি-র ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং অভিঘাত সহনশীলতা সাধারণত ৫% - ১০% হ্রাস পায়।
PCD-এর ক্রিস্টাল অবস্থা এর বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে। এর মাইক্রোস্ট্রাকচারে, কার্বন পরমাণু চারটি সংলগ্ন পরমাণুর সাথে সমযোজী বন্ধন তৈরি করে চতুস্তলীয় কাঠামো লাভ করে এবং তারপর পারমাণবিক ক্রিস্টাল গঠন করে, যার শক্তিশালী দিকবিন্যাস ও বন্ধন শক্তি এবং উচ্চ কাঠিন্য রয়েছে। PCD-এর প্রধান কার্যক্ষমতা সূচকগুলো নিম্নরূপ: ① কাঠিন্য ৮০০০ HV পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে, যা কার্বাইডের ৮-১২ গুণ; ② তাপ পরিবাহিতা ৭০০W/mK, যা PCBN এবং তামার চেয়ে ১.৫-৯ গুণ, এমনকি তার চেয়েও বেশি; ③ ঘর্ষণ সহগ সাধারণত মাত্র ০.১-০.৩, যা কার্বাইডের ০.৪-১ এর চেয়ে অনেক কম, ফলে কর্তন বল উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়; ④ তাপীয় প্রসারণ সহগ মাত্র ০.৯x১০⁻⁶-১.১৮x১০⁻⁶, যা কার্বাইডের ১/৫ অংশ, ফলে এটি তাপীয় বিকৃতি কমাতে এবং প্রক্রিয়াকরণের নির্ভুলতা বাড়াতে পারে; ⑤ এবং অধাতব পদার্থের সাথে এর নডিউল গঠনের প্রবণতা কম।
কিউবিক বোরন নাইট্রাইডের শক্তিশালী জারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে এবং এটি লোহা-যুক্ত পদার্থ প্রক্রিয়াকরণ করতে পারে, কিন্তু এর কাঠিন্য একক স্ফটিক হীরার চেয়ে কম, প্রক্রিয়াকরণের গতি ধীর এবং কার্যকারিতা কম। একক স্ফটিক হীরার কাঠিন্য বেশি, কিন্তু এর দৃঢ়তা অপর্যাপ্ত। অ্যানাইসোট্রপির কারণে বাহ্যিক শক্তির প্রভাবে এটি (111) পৃষ্ঠ বরাবর সহজেই বিয়োজিত হয় এবং প্রক্রিয়াকরণের কার্যকারিতা সীমিত থাকে। পিসিডি হলো একটি পলিমার যা নির্দিষ্ট উপায়ে মাইক্রন-আকারের হীরার কণা থেকে সংশ্লেষিত হয়। কণাগুলির বিশৃঙ্খল সঞ্চয়ের বিশৃঙ্খল প্রকৃতির কারণে এটি ম্যাক্রোস্কোপিক আইসোট্রপিক প্রকৃতির হয় এবং এর প্রসার্য শক্তিতে কোনো দিকনির্দেশক এবং ক্লিভেজ পৃষ্ঠ থাকে না। একক-স্ফটিক হীরার তুলনায়, পিসিডির গ্রেইন বাউন্ডারি কার্যকরভাবে অ্যানাইসোট্রপি হ্রাস করে এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করে।
১. পিসিডি কাটিং টুলের নকশার মূলনীতি
(1) পিসিডি কণার আকারের যুক্তিসঙ্গত নির্বাচন
তাত্ত্বিকভাবে, PCD-এর উচিত দানাগুলোকে সূক্ষ্ম করা এবং অ্যানাইসোট্রপি কাটিয়ে ওঠার জন্য উৎপাদিত বস্তুগুলোর মধ্যে অ্যাডিটিভের বন্টন যতটা সম্ভব সুষম হওয়া উচিত। PCD কণার আকারের নির্বাচন প্রক্রিয়াকরণের অবস্থার সাথেও সম্পর্কিত। সাধারণভাবে বলতে গেলে, উচ্চ শক্তি, ভালো দৃঢ়তা, ভালো অভিঘাত প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং সূক্ষ্ম দানার PCD ফিনিশিং বা সুপার ফিনিশিংয়ের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, এবং মোটা দানার PCD সাধারণ রাফ মেশিনিংয়ের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। PCD কণার আকার টুলের ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করতে পারে। প্রাসঙ্গিক গবেষণাপত্র থেকে জানা যায় যে, যখন কাঁচামালের দানা বড় হয়, তখন দানার আকার কমার সাথে সাথে ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা ক্রমান্বয়ে বৃদ্ধি পায়, কিন্তু যখন দানার আকার খুব ছোট হয়, তখন এই নিয়মটি প্রযোজ্য হয় না।
সম্পর্কিত পরীক্ষাগুলিতে ১০ মাইক্রোমিটার, ৫ মাইক্রোমিটার, ২ মাইক্রোমিটার এবং ১ মাইক্রোমিটার গড় কণা আকারের চারটি ডায়মন্ড পাউডার নির্বাচন করা হয়েছিল এবং এই সিদ্ধান্তে উপনীত হওয়া গেছে যে: ① কাঁচামালের কণার আকার হ্রাসের সাথে সাথে Co আরও সুষমভাবে ছড়িয়ে পড়ে; ② কণার আকার হ্রাসের সাথে সাথে PCD-এর ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা ক্রমান্বয়ে হ্রাস পায়।
(2) ব্লেডের মুখের আকৃতি এবং ব্লেডের পুরুত্বের যুক্তিসঙ্গত নির্বাচন
ব্লেডের মুখের আকৃতিতে প্রধানত চারটি কাঠামো অন্তর্ভুক্ত থাকে: উল্টানো ধার, ভোঁতা বৃত্তাকার, উল্টানো ধার ও ভোঁতা বৃত্তের সংমিশ্রণ এবং তীক্ষ্ণ কোণ। তীক্ষ্ণ কৌণিক কাঠামো ধারকে ধারালো করে, কাটার গতি দ্রুত হয়, কাটার বল এবং বারের পরিমাণ উল্লেখযোগ্যভাবে কমাতে পারে, পণ্যের পৃষ্ঠের গুণমান উন্নত করে, এবং এটি কম সিলিকন অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় এবং অন্যান্য কম কঠোরতার, সুষম অলৌহ ধাতুর ফিনিশিংয়ের জন্য বেশি উপযুক্ত। ভোঁতা বৃত্তাকার কাঠামো ব্লেডের মুখকে নিষ্ক্রিয় করে R কোণ তৈরি করতে পারে, যা কার্যকরভাবে ব্লেড ভাঙা প্রতিরোধ করে এবং এটি মাঝারি/উচ্চ সিলিকন অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় প্রক্রিয়াকরণের জন্য উপযুক্ত। কিছু বিশেষ ক্ষেত্রে, যেমন কম গভীরতায় কাটা এবং ছোট ছুরি ফিডিংয়ের জন্য, ভোঁতা বৃত্তাকার কাঠামো বেশি পছন্দনীয়। উল্টানো ধারের কাঠামো ধার এবং কোণ বাড়াতে পারে, ব্লেডকে স্থিতিশীল করে, কিন্তু একই সাথে চাপ এবং কাটার প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়িয়ে দেয়, যা উচ্চ সিলিকন অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় ভারী লোডে কাটার জন্য বেশি উপযুক্ত।
EDM প্রক্রিয়া সহজ করার জন্য, সাধারণত একটি পাতলা PDC শিট স্তর (০.৩-১.০ মিমি) এবং এর সাথে কার্বাইড স্তর ব্যবহার করা হয়, ফলে টুলটির মোট পুরুত্ব প্রায় ২৮ মিমি হয়। বন্ধনকারী পৃষ্ঠগুলোর মধ্যে পীড়নের পার্থক্যের কারণে সৃষ্ট স্তরবিন্যাস এড়ানোর জন্য কার্বাইড স্তরটি খুব বেশি পুরু হওয়া উচিত নয়।
২, পিসিডি টুল উৎপাদন প্রক্রিয়া
পিসিডি টুলের উৎপাদন প্রক্রিয়া সরাসরি টুলটির কাটিং পারফরম্যান্স এবং কার্যকাল নির্ধারণ করে, যা এর প্রয়োগ ও উন্নয়নের মূল চাবিকাঠি। পিসিডি টুলের উৎপাদন প্রক্রিয়াটি চিত্র ৫-এ দেখানো হয়েছে।
(1) পিসিডি যৌগিক ট্যাবলেট (পিডিসি) উৎপাদন
① পিডিসি-এর উৎপাদন প্রক্রিয়া
পিডিসি সাধারণত প্রাকৃতিক বা কৃত্রিম হীরার গুঁড়ো এবং বাইন্ডিং এজেন্ট দিয়ে উচ্চ তাপমাত্রা (১০০০-২০০০℃) এবং উচ্চ চাপে (৫-১০ atm) তৈরি করা হয়। বাইন্ডিং এজেন্টটি TiC, Sic, Fe, Co, Ni ইত্যাদির মতো প্রধান উপাদান দিয়ে একটি বাইন্ডিং ব্রিজ গঠন করে এবং হীরার স্ফটিক সমযোজী বন্ধনের মাধ্যমে এই বাইন্ডিং ব্রিজের কাঠামোতে প্রোথিত থাকে। পিডিসি সাধারণত নির্দিষ্ট ব্যাস ও পুরুত্বের চাকতিতে তৈরি করা হয় এবং এরপর ঘষামাজা, পালিশ ও অন্যান্য সংশ্লিষ্ট ভৌত ও রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণ করা হয়। মূলত, পিডিসির আদর্শ রূপটি একক স্ফটিক হীরার চমৎকার ভৌত বৈশিষ্ট্যগুলোকে যথাসম্ভব ধরে রাখবে, তাই সিন্টারিং বডিতে সংযোজিত পদার্থের পরিমাণ যথাসম্ভব কম হওয়া উচিত এবং একই সাথে কণার ডিডি বন্ড সংমিশ্রণ যতটা সম্ভব বেশি হওয়া প্রয়োজন।
২ বাইন্ডারের শ্রেণিবিন্যাস ও নির্বাচন
বাইন্ডার হলো পিসিডি টুলের তাপীয় স্থিতিশীলতাকে প্রভাবিত করার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, যা সরাসরি এর কাঠিন্য, ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং তাপীয় স্থিতিশীলতাকে প্রভাবিত করে। পিসিডি বন্ধনের সাধারণ পদ্ধতিগুলো হলো: লোহা, কোবাল্ট, নিকেল এবং অন্যান্য ট্রানজিশন মেটাল। কোবাল্ট (Co) এবং টাংস্টেন (W) মিশ্রিত পাউডার বন্ধনকারী এজেন্ট হিসেবে ব্যবহৃত হয়েছিল, এবং যখন সংশ্লেষণ চাপ ছিল ৫.৫ GPa, সিন্টারিং তাপমাত্রা ছিল ১৪৫০℃ এবং ইনসুলেশনের সময়কাল ছিল ৪ মিনিট, তখন সিন্টারিং করা পিসিডি-র সামগ্রিক কার্যকারিতা সবচেয়ে ভালো ছিল। সিলিকন কার্বাইড (SiC), টাইটানিয়াম কার্বাইড (TiC), টাংস্টেন কার্বাইড (WC), টাইটানিয়াম বোরন (TiB2), এবং অন্যান্য সিরামিক উপাদান। সিলিকন কার্বাইডের তাপীয় স্থিতিশীলতা কোবাল্টের চেয়ে ভালো, কিন্তু এর কাঠিন্য এবং ফ্র্যাকচার টাফনেস তুলনামূলকভাবে কম। কাঁচামালের আকার যথাযথভাবে হ্রাস করলে পিসিডি-র কাঠিন্য এবং টাফনেস উন্নত করা যায়। কোনো আঠা ছাড়াই, গ্রাফাইট বা অন্যান্য কার্বন উৎসের সাথে অতি-উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ চাপে পুড়িয়ে ন্যানোস্কেল পলিমার ডায়মন্ড (NPD) তৈরি করা হয়। গ্রাফাইটকে পূর্বসূরী হিসেবে ব্যবহার করে NPD প্রস্তুত করা সবচেয়ে কঠিন শর্তসাপেক্ষ, কিন্তু সংশ্লেষিত NPD-র কাঠিন্য সর্বোচ্চ এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য সবচেয়ে ভালো হয়।
③ শস্যের নির্বাচন এবং নিয়ন্ত্রণ
কাঁচামাল ডায়মন্ড পাউডার হলো পিসিডি-এর কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করার একটি মূল উপাদান। ডায়মন্ড মাইক্রোপাউডারকে প্রিট্রিটমেন্ট করা, অস্বাভাবিক হীরার কণার বৃদ্ধি রোধকারী পদার্থ অল্প পরিমাণে যোগ করা এবং সিন্টারিং অ্যাডিটিভের যুক্তিসঙ্গত নির্বাচনের মাধ্যমে অস্বাভাবিক হীরার কণার বৃদ্ধিকে প্রতিহত করা যায়।
সুষম গঠনযুক্ত উচ্চ বিশুদ্ধ এনপিডি কার্যকরভাবে অ্যানাইসোট্রপি দূর করতে এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য আরও উন্নত করতে পারে। উচ্চ-শক্তি বল গ্রাইন্ডিং পদ্ধতিতে প্রস্তুত ন্যানোগ্রাফাইট প্রিকার্সর পাউডার উচ্চ তাপমাত্রার প্রি-সিন্টারিং-এ অক্সিজেনের পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহৃত হয়েছিল, যা ১৮ জিপিএ এবং ২১০০-২৩০০℃ তাপমাত্রায় গ্রাফাইটকে হীরায় রূপান্তরিত করে ল্যামেলা ও দানাদার এনপিডি তৈরি করে এবং ল্যামেলার পুরুত্ব হ্রাসের সাথে সাথে কাঠিন্য বৃদ্ধি পায়।
২ বিলম্বিত রাসায়নিক চিকিৎসা
একই তাপমাত্রা (২০০°সে) এবং সময়ে (২০ ঘণ্টা), লুইস অ্যাসিড-FeCl3 দ্বারা কোবাল্ট অপসারণের কার্যকারিতা পানির চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে ভালো ছিল এবং HCl-এর সর্বোত্তম অনুপাত ছিল ১০-১৫ গ্রাম/১০০ মিলি। কোবাল্ট অপসারণের গভীরতা বাড়ার সাথে সাথে PCD-এর তাপীয় স্থিতিশীলতা উন্নত হয়। মোটা দানার PCD-এর ক্ষেত্রে, তীব্র অ্যাসিড ট্রিটমেন্ট Co সম্পূর্ণরূপে অপসারণ করতে পারে, কিন্তু এটি পলিমারের কার্যকারিতার উপর ব্যাপক প্রভাব ফেলে; কৃত্রিম পলিক্রিস্টালের গঠন পরিবর্তন করার জন্য TiC এবং WC যোগ করা হয় এবং PCD-এর স্থিতিশীলতা উন্নত করার জন্য তীব্র অ্যাসিড ট্রিটমেন্টের সাথে সমন্বয় করা হয়। বর্তমানে, PCD উপকরণ তৈরির প্রক্রিয়া উন্নত হচ্ছে, পণ্যের দৃঢ়তা ভালো, অ্যানাইসোট্রপি ব্যাপকভাবে উন্নত হয়েছে, বাণিজ্যিক উৎপাদন সম্ভব হয়েছে এবং সংশ্লিষ্ট শিল্পগুলো দ্রুত বিকাশ লাভ করছে।
(2) পিসিডি ব্লেডের প্রক্রিয়াকরণ
① কাটার প্রক্রিয়া
PCD-র উচ্চ কাঠিন্য, ভালো ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং অত্যন্ত কঠিন কাটিং প্রক্রিয়া রয়েছে।
২ ঝালাই পদ্ধতি
মেকানিক্যাল ক্ল্যাম্পের মাধ্যমে পিডিসি এবং নাইফ বডিকে বন্ডিং এবং ব্রেজিং করা হয়। ব্রেজিং হলো কার্বাইড ম্যাট্রিক্সের উপর পিডিসি-কে চাপ দেওয়া, যার মধ্যে রয়েছে ভ্যাকুয়াম ব্রেজিং, ভ্যাকুয়াম ডিফিউশন ওয়েল্ডিং, হাই ফ্রিকোয়েন্সি ইন্ডাকশন হিটিং ব্রেজিং, লেজার ওয়েল্ডিং ইত্যাদি। হাই ফ্রিকোয়েন্সি ইন্ডাকশন হিটিং ব্রেজিং-এর খরচ কম এবং কার্যকারিতা বেশি, এবং এটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়ে আসছে। ওয়েল্ডিং-এর গুণমান ফ্লাক্স, ওয়েল্ডিং অ্যালয় এবং ওয়েল্ডিং তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে। ওয়েল্ডিং তাপমাত্রার (সাধারণত ৭০০°℃-এর কম) প্রভাব সবচেয়ে বেশি; তাপমাত্রা খুব বেশি হলে সহজেই পিসিডি গ্রাফিটাইজেশন বা এমনকি "ওভার-বার্নিং" হতে পারে, যা সরাসরি ওয়েল্ডিং-এর কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে। আবার তাপমাত্রা খুব কম হলে ওয়েল্ডিং শক্তি অপর্যাপ্ত হয়। ইনসুলেশন টাইম এবং পিসিডি রেডনেসের গভীরতার মাধ্যমে ওয়েল্ডিং তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করা যায়।
③ ব্লেড ঘষার প্রক্রিয়া
PCD টুল গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়া হলো উৎপাদন প্রক্রিয়ার মূল চাবিকাঠি। সাধারণত, ব্লেডের সর্বোচ্চ মান ৫ মাইক্রোমিটারের মধ্যে এবং আর্ক ব্যাসার্ধ ৪ মাইক্রোমিটারের মধ্যে রাখা হয়; এর সামনের ও পেছনের কাটিং সারফেস একটি নির্দিষ্ট সারফেস ফিনিশ নিশ্চিত করে এবং এমনকি আয়নার মতো মসৃণতার প্রয়োজনীয়তা মেটাতে সামনের কাটিং সারফেসের Ra ০.০১ মাইক্রোমিটার পর্যন্ত কমিয়ে আনা হয়, যা চিপসকে সামনের ছুরির পৃষ্ঠ বরাবর প্রবাহিত হতে সাহায্য করে এবং ছুরি আটকে যাওয়া প্রতিরোধ করে।
ব্লেড গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়ার মধ্যে রয়েছে ডায়মন্ড গ্রাইন্ডিং হুইল ব্যবহার করে যান্ত্রিক ব্লেড গ্রাইন্ডিং, ইলেকট্রিক স্পার্ক ব্লেড গ্রাইন্ডিং (EDG), মেটাল বাইন্ডার সুপার হার্ড অ্যাব্রেসিভ গ্রাইন্ডিং হুইল ব্যবহার করে অনলাইন ইলেকট্রোলাইটিক ফিনিশিং ব্লেড গ্রাইন্ডিং (ELID) এবং কম্পোজিট ব্লেড গ্রাইন্ডিং মেশিনিং। এদের মধ্যে, ডায়মন্ড গ্রাইন্ডিং হুইল ব্যবহার করে যান্ত্রিক ব্লেড গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়াটি সবচেয়ে পরিপক্ক এবং বহুল ব্যবহৃত।
সম্পর্কিত পরীক্ষা: ① মোটা কণার গ্রাইন্ডিং হুইল ব্লেডের গুরুতর ভাঙনের কারণ হয়, এবং গ্রাইন্ডিং হুইলের কণার আকার কমালে ব্লেডের গুণমান উন্নত হয়; ② গ্রাইন্ডিং হুইলের কণার আকার সূক্ষ্ম কণা বা অতিসূক্ষ্ম কণার পিসিডি টুলের ব্লেডের গুণমানের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, কিন্তু মোটা কণার পিসিডি টুলের উপর এর প্রভাব সীমিত।
দেশে ও বিদেশে এ সম্পর্কিত গবেষণা প্রধানত ব্লেড গ্রাইন্ডিংয়ের কৌশল ও প্রক্রিয়ার উপর আলোকপাত করে। ব্লেড গ্রাইন্ডিং কৌশলে, তাপ-রাসায়নিক অপসারণ এবং যান্ত্রিক অপসারণই প্রধান, এবং ভঙ্গুরতা ও ক্লান্তিজনিত অপসারণ তুলনামূলকভাবে কম। গ্রাইন্ডিং করার সময়, বিভিন্ন বাইন্ডিং এজেন্ট ডায়মন্ড গ্রাইন্ডিং হুইলের শক্তি এবং তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা অনুসারে, গ্রাইন্ডিং হুইলের গতি এবং দোলনের হার যথাসম্ভব উন্নত করতে হয়, যাতে ভঙ্গুরতা ও ক্লান্তিজনিত অপসারণ এড়ানো যায়, তাপ-রাসায়নিক অপসারণের অনুপাত বাড়ানো যায় এবং পৃষ্ঠের অমসৃণতা কমানো যায়। শুষ্ক গ্রাইন্ডিংয়ের ক্ষেত্রে পৃষ্ঠের অমসৃণতা কম, কিন্তু উচ্চ প্রক্রিয়াকরণ তাপমাত্রার কারণে সহজেই টুলের পৃষ্ঠ পুড়ে যায়।
ব্লেড গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়ায় নিম্নলিখিত বিষয়গুলিতে মনোযোগ দেওয়া প্রয়োজন: ① যুক্তিসঙ্গত ব্লেড গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়ার প্যারামিটার নির্বাচন করা, যা ব্লেডের ধারের মুখের গুণমানকে আরও উৎকৃষ্ট এবং ব্লেডের সামনের ও পিছনের পৃষ্ঠের ফিনিশিংকে উন্নত করতে পারে। তবে, উচ্চ গ্রাইন্ডিং বল, বড় অপচয়, কম গ্রাইন্ডিং দক্ষতা এবং উচ্চ ব্যয়ের বিষয়টিও বিবেচনা করতে হবে; ② যুক্তিসঙ্গত গ্রাইন্ডিং হুইলের গুণমান নির্বাচন করা, যার মধ্যে বাইন্ডারের ধরন, কণার আকার, ঘনত্ব, বাইন্ডার এবং গ্রাইন্ডিং হুইল ড্রেসিং অন্তর্ভুক্ত। যুক্তিসঙ্গত শুষ্ক ও ভেজা ব্লেড গ্রাইন্ডিং অবস্থার সাথে এটি টুলের সামনের ও পিছনের কোণা, ছুরির ডগার প্যাসিভেশন মান এবং অন্যান্য প্যারামিটারগুলিকে অপ্টিমাইজ করতে পারে, এবং একই সাথে টুলের পৃষ্ঠের গুণমান উন্নত করতে পারে।
বিভিন্ন বাইন্ডিং ডায়মন্ড গ্রাইন্ডিং হুইলের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য এবং ভিন্ন গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়া ও প্রভাব রয়েছে। রেজিন বাইন্ডার ডায়মন্ড স্যান্ড হুইল নরম হয়, গ্রাইন্ডিং কণাগুলো সময়ের আগেই সহজে ঝরে পড়ে, এর তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা কম, তাপের কারণে এর পৃষ্ঠ সহজে বিকৃত হয়ে যায়, ব্লেডের গ্রাইন্ডিং পৃষ্ঠে ক্ষয়ের চিহ্ন পড়ার প্রবণতা থাকে এবং অমসৃণতা বেশি হয়; মেটাল বাইন্ডার ডায়মন্ড গ্রাইন্ডিং হুইল গ্রাইন্ডিং ক্রাশিংয়ের মাধ্যমে ধারালো থাকে, এর গঠনযোগ্যতা ও সারফেসিং ভালো, ব্লেড গ্রাইন্ডিংয়ের পৃষ্ঠের অমসৃণতা কম এবং দক্ষতা বেশি। তবে, গ্রাইন্ডিং কণাগুলোর বাইন্ডিং ক্ষমতার কারণে এর স্ব-ধারালো হওয়ার ক্ষমতা দুর্বল হয় এবং কাটিং এজে সহজে ইমপ্যাক্ট গ্যাপ তৈরি হয়, যা গুরুতর প্রান্তিক ক্ষতির কারণ হতে পারে; সিরামিক বাইন্ডার ডায়মন্ড গ্রাইন্ডিং হুইলের শক্তি মাঝারি, এর স্ব-উত্তেজনা কর্মক্ষমতা ভালো, অভ্যন্তরীণ ছিদ্র বেশি থাকে, যা ধুলো অপসারণ এবং তাপ অপচয়ের জন্য সহায়ক, বিভিন্ন ধরণের কুল্যান্টের সাথে মানিয়ে নিতে পারে, গ্রাইন্ডিং তাপমাত্রা কম, গ্রাইন্ডিং হুইল কম ক্ষয় হয়, আকৃতি ধরে রাখার ক্ষমতা ভালো এবং সর্বোচ্চ দক্ষতার সাথে নির্ভুল হয়। তবে, ডায়মন্ড গ্রাইন্ডিং বডি এবং বাইন্ডারের কারণে টুলের পৃষ্ঠে পিট বা গর্ত তৈরি হয়। প্রক্রিয়াজাতকরণ সামগ্রী, সামগ্রিক পেষণ দক্ষতা, ঘর্ষণকারী কণার স্থায়িত্ব এবং ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠের গুণমান অনুযায়ী ব্যবহার করুন।
গ্রাইন্ডিং দক্ষতার উপর গবেষণার মূল লক্ষ্য হলো উৎপাদনশীলতা বৃদ্ধি এবং ব্যয় নিয়ন্ত্রণ করা। সাধারণত, গ্রাইন্ডিং হার Q (প্রতি একক সময়ে PCD অপসারণ) এবং ক্ষয় অনুপাত G (PCD অপসারণ এবং গ্রাইন্ডিং হুইলের ক্ষয়ের অনুপাত) মূল্যায়ন মানদণ্ড হিসেবে ব্যবহৃত হয়।
জার্মান গবেষক কেন্টার স্থির চাপে পিসিডি টুল গ্রাইন্ডিং করার সময় পরীক্ষা করে দেখেছেন: ① গ্রাইন্ডিং হুইলের গতি, পিসিডি কণার আকার এবং কুল্যান্টের ঘনত্ব বাড়ালে গ্রাইন্ডিং রেট এবং ক্ষয়ের অনুপাত কমে যায়; ② গ্রাইন্ডিং কণার আকার, স্থির চাপ এবং গ্রাইন্ডিং হুইলে হীরার ঘনত্ব বাড়ালে গ্রাইন্ডিং রেট এবং ক্ষয়ের অনুপাত বেড়ে যায়; ③ বাইন্ডারের ধরন ভিন্ন হলে গ্রাইন্ডিং রেট এবং ক্ষয়ের অনুপাতও ভিন্ন হয়। কেন্টার পিসিডি টুলের ব্লেড গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়াটি পদ্ধতিগতভাবে অধ্যয়ন করেছিলেন, কিন্তু ব্লেড গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়ার প্রভাব পদ্ধতিগতভাবে বিশ্লেষণ করা হয়নি।

৩. পিসিডি কাটিং টুলের ব্যবহার ও ব্যর্থতা
(1) টুল কাটিং প্যারামিটার নির্বাচন
PCD টুলের প্রাথমিক পর্যায়ে, ধারালো প্রান্তের মুখটি ধীরে ধীরে প্যাসিভেটেড হয় এবং মেশিনিং পৃষ্ঠের গুণমান উন্নত হয়। প্যাসিভেশন ব্লেড গ্রাইন্ডিংয়ের ফলে সৃষ্ট মাইক্রো গ্যাপ এবং ছোট বার কার্যকরভাবে দূর করতে পারে, কাটিং এজের পৃষ্ঠের গুণমান উন্নত করে এবং একই সাথে, প্রক্রিয়াজাত পৃষ্ঠকে সংকুচিত ও মেরামত করার জন্য একটি বৃত্তাকার এজ রেডিয়াস তৈরি করে, যার ফলে ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠের গুণমান উন্নত হয়।
PCD টুল দিয়ে অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়ের সারফেস মিলিং করার সময়, কাটিং স্পিড সাধারণত ৪০০০ মি/মিনিট এবং হোল প্রসেসিংয়ের জন্য সাধারণত ৮০০ মি/মিনিট রাখা হয়। উচ্চ স্থিতিস্থাপক-প্লাস্টিক নন-ফেরাস ধাতুর প্রসেসিংয়ের জন্য আরও বেশি টার্নিং স্পিড (৩০০-১০০০ মি/মিনিট) নেওয়া উচিত। ফিড ভলিউম সাধারণত ০.০৮-০.১৫ মিমি/আর-এর মধ্যে রাখার পরামর্শ দেওয়া হয়। ফিড ভলিউম খুব বেশি হলে কাটিং ফোর্স এবং ওয়ার্কপিসের সারফেসে অবশিষ্ট জ্যামিতিক ক্ষেত্রফল বেড়ে যায়; ফিড ভলিউম খুব কম হলে কাটিং হিট এবং ক্ষয় বৃদ্ধি পায়। কাটিং ডেপথ বাড়লে কাটিং ফোর্স ও কাটিং হিট বাড়ে এবং ব্লেডের আয়ু কমে যায়। অতিরিক্ত কাটিং ডেপথের কারণে সহজেই ব্লেড ভেঙে যেতে পারে; কম কাটিং ডেপথের ফলে মেশিনিং হার্ডেনিং, ক্ষয় এবং এমনকি ব্লেড ভেঙেও যেতে পারে।
(2) পরিধান ফর্ম
ঘর্ষণ, উচ্চ তাপমাত্রা এবং অন্যান্য কারণে টুল দ্বারা ওয়ার্কপিস প্রক্রিয়াকরণের সময় ক্ষয় অনিবার্য। ডায়মন্ড টুলের ক্ষয় তিনটি পর্যায়ে বিভক্ত: প্রাথমিক দ্রুত ক্ষয় পর্যায় (যা রূপান্তর পর্যায় নামেও পরিচিত), একটি স্থির ক্ষয় হার সহ স্থিতিশীল ক্ষয় পর্যায়, এবং পরবর্তী দ্রুত ক্ষয় পর্যায়। দ্রুত ক্ষয় পর্যায়টি নির্দেশ করে যে টুলটি আর কাজ করছে না এবং এটিকে পুনরায় ধার দেওয়া প্রয়োজন। কাটিং টুলের ক্ষয়ের ধরনগুলোর মধ্যে রয়েছে আসঞ্জন ক্ষয় (কোল্ড ওয়েল্ডিং ক্ষয়), ব্যাপন ক্ষয়, ঘর্ষণজনিত ক্ষয়, জারণজনিত ক্ষয় ইত্যাদি।
প্রচলিত টুলের থেকে ভিন্ন, পিসিডি টুলের ক্ষয়ের ধরণ হলো আঠালো ক্ষয়, ব্যাপন ক্ষয় এবং পলিক্রিস্টালাইন স্তরের ক্ষতি। এদের মধ্যে, পলিক্রিস্টাল স্তরের ক্ষতিই প্রধান কারণ, যা বাহ্যিক আঘাতে ব্লেডের সূক্ষ্ম ভাঙন অথবা পিডিসি-তে থাকা আঠার ক্ষয়ের ফলে সৃষ্ট ফাঁক হিসাবে প্রকাশ পায়। এটি এক প্রকার ভৌত-যান্ত্রিক ক্ষতি, যা প্রক্রিয়াকরণের নির্ভুলতা হ্রাস এবং ওয়ার্কপিসের স্ক্র্যাপের কারণ হতে পারে। পিসিডি কণার আকার, ব্লেডের আকৃতি, ব্লেডের কোণ, ওয়ার্কপিসের উপাদান এবং প্রক্রিয়াকরণ প্যারামিটার ব্লেডের শক্তি ও কর্তন বলকে প্রভাবিত করে এবং ফলস্বরূপ পলিক্রিস্টাল স্তরের ক্ষতি ঘটায়। প্রকৌশলগত অনুশীলনে, প্রক্রিয়াকরণের শর্ত অনুযায়ী উপযুক্ত কাঁচামালের কণার আকার, টুলের প্যারামিটার এবং প্রক্রিয়াকরণ প্যারামিটার নির্বাচন করা উচিত।

৪. পিসিডি কাটিং টুলের উন্নয়নের ধারা
বর্তমানে, পিসিডি টুলের প্রয়োগক্ষেত্র প্রচলিত টার্নিং থেকে ড্রিলিং, মিলিং, হাই-স্পিড কাটিং পর্যন্ত প্রসারিত হয়েছে এবং এটি দেশে ও বিদেশে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে। বৈদ্যুতিক যানবাহনের দ্রুত বিকাশ কেবল প্রচলিত অটোমোবাইল শিল্পের উপরই প্রভাব ফেলেনি, বরং টুল শিল্পের সামনেও অভূতপূর্ব চ্যালেঞ্জ নিয়ে এসেছে, যা টুল শিল্পকে অপ্টিমাইজেশন এবং উদ্ভাবনকে ত্বরান্বিত করতে উৎসাহিত করছে।
PCD কাটিং টুলের ব্যাপক প্রয়োগ এই টুলের গবেষণা ও উন্নয়নকে আরও গভীর ও ত্বরান্বিত করেছে। গবেষণার গভীরতার সাথে সাথে, PDC-এর স্পেসিফিকেশন ক্রমশ ছোট হচ্ছে, গ্রেইন রিফাইনিং-এর মান উন্নত হচ্ছে, পারফরম্যান্সের সমরূপতা বাড়ছে, গ্রাইন্ডিং রেট ও ক্ষয়ের অনুপাত বাড়ছে এবং এর আকৃতি ও গঠনে বৈচিত্র্য আসছে। PCD টুলের গবেষণার ক্ষেত্রগুলোর মধ্যে রয়েছে: ① পাতলা PCD লেয়ারের গবেষণা ও উন্নয়ন; ② নতুন PCD টুলের উপকরণের গবেষণা ও উন্নয়ন; ③ PCD টুলের ওয়েল্ডিং উন্নত করা এবং খরচ আরও কমানোর গবেষণা; ④ কার্যকারিতা বাড়ানোর জন্য PCD টুলের ব্লেড গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়ার উন্নতি সাধনের গবেষণা; ⑤ PCD টুলের প্যারামিটার অপ্টিমাইজ করা এবং স্থানীয় পরিস্থিতি অনুযায়ী টুল ব্যবহার করার গবেষণা; ⑥ প্রক্রিয়াজাত উপকরণ অনুযায়ী যৌক্তিকভাবে কাটিং প্যারামিটার নির্বাচন করার গবেষণা।
সংক্ষিপ্ত সারসংক্ষেপ
(1) PCD টুলের কাটিং পারফরম্যান্স অনেক কার্বাইড টুলের ঘাটতি পূরণ করে; একই সাথে, এর দাম একক ক্রিস্টাল ডায়মন্ড টুলের চেয়ে অনেক কম, আধুনিক কাটিংয়ের ক্ষেত্রে এটি একটি সম্ভাবনাময় টুল;
(2) প্রক্রিয়াজাত উপকরণের ধরণ এবং কর্মক্ষমতা অনুসারে, PCD টুলের কণার আকার এবং পরামিতিগুলির যুক্তিসঙ্গত নির্বাচন, যা টুল উৎপাদন এবং ব্যবহারের পূর্বশর্ত,
(3) PCD উপাদানের কাঠিন্য বেশি, যা কাটিং নাইফ কাউন্টির জন্য আদর্শ উপাদান, কিন্তু এটি কাটিং টুল তৈরিতে অসুবিধাও নিয়ে আসে। উৎপাদনের সময়, সর্বোত্তম ব্যয়-কর্মক্ষমতা অর্জনের জন্য, প্রক্রিয়ার অসুবিধা এবং প্রক্রিয়াকরণের প্রয়োজনীয়তাগুলি সামগ্রিকভাবে বিবেচনা করতে হবে;
(4) ছুরির ক্ষেত্রে PCD প্রক্রিয়াকরণের উপকরণগুলির জন্য, আমাদের পণ্যের কার্যক্ষমতা পূরণের ভিত্তিতে যুক্তিসঙ্গতভাবে কাটিং প্যারামিটার নির্বাচন করা উচিত, টুলের আয়ু, উৎপাদন দক্ষতা এবং পণ্যের গুণমানের মধ্যে ভারসাম্য অর্জনের জন্য যতটা সম্ভব টুলের পরিষেবা জীবন বাড়ানো উচিত;
(5) এর সহজাত ত্রুটিগুলি কাটিয়ে ওঠার জন্য নতুন PCD টুল উপকরণ গবেষণা ও বিকাশ করা।
এই নিবন্ধটি " থেকে নেওয়া হয়েছেসুপারহার্ড উপাদান নেটওয়ার্ক"