कार्य का टुकड़ा

विशेषताएँ: पी श्रेणी के पदार्थ समूह में कार्बन स्टील और मिश्र धातु स्टील शामिल हैं, जिनका मुख्य घटक लोहा (Fe) होता है। कार्बन स्टील, आयरन-कार्बन मिश्र धातुओं से मिलकर बने होते हैं और कार्बन (C) की मात्रा के आधार पर इन्हें निम्न-C स्टील (10%) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।

मशीनिंग में कठिनाइयाँ: पी श्रेणी की सामग्री में आमतौर पर अच्छी मशीनेबिलिटी होती है, लेकिन कार्बन की सांद्रता, कठोरता आदि से काफी फर्क पड़ता है। कम कार्बन वाले स्टील में चिपचिपाहट अधिक होती है, जिससे चिप को तोड़ना मुश्किल हो जाता है, घर्षण बढ़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप किनारों पर उभार आ जाता है। मिश्र धातु स्टील की मशीनेबिलिटी मिश्र धातु तत्वों की मात्रा और कठोरता पर निर्भर करती है; मिश्र धातु की मात्रा और कठोरता जितनी अधिक होगी, मशीनेबिलिटी उतनी ही कम होगी। कार्बाइड और कुछ मिश्र धातु तत्व घर्षण को बढ़ा देते हैं, जिससे विफलता के मुख्य रूप पार्श्व घर्षण और गड्ढों में घर्षण होते हैं।

विशेषताएँ: इस प्रकार की सामग्री की कठोरता 45 से 65 एचआरसी के बीच होती है। सामान्य सामग्रियों में कार्बराइजिंग स्टील, बेयरिंग स्टील और टूल स्टील शामिल हैं। अपनी उच्च कठोरता के कारण, इस समूह की सभी सामग्रियों की मशीनिंग करना कठिन होता है। उदाहरण के लिए, मार्टेन्सिटिक सब्सट्रेट में उत्कृष्ट घिसाव प्रतिरोध के साथ सघन संरचना होती है, लेकिन इसकी तन्यता कम होती है। इसकी तापीय चालकता 15-25 W/mK जितनी कम होती है, जिससे मशीनिंग के दौरान ये तापीय झटके के प्रति संवेदनशील हो जाते हैं। इस प्रकार की सामग्रियों से बने विशिष्ट भागों में ड्राइव शाफ्ट, गियर, स्टीयरिंग गियर और पंचिंग डाई शामिल हैं।

मशीनिंग में कठिनाइयाँ: आम तौर पर, इस प्रकार की सामग्रियों की मुख्य मशीनिंग प्रक्रिया फिनिशिंग होती है। कटिंग प्रक्रिया के दौरान, अत्यधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है और कटिंग एज पर काफी घर्षण होता है। उच्च कठोरता के कारण कटिंग टूल्स के किनारों पर सूक्ष्म खरोंचें आ जाती हैं। इस समस्या से बचने के लिए, अति सूक्ष्म कण वाले कार्बाइड (K10-K20) या CBN टूल्स का उपयोग आवश्यक है, क्योंकि इन कटिंग टूल्स में अच्छी रेड हार्डनेस, रासायनिक स्थिरता, यांत्रिक शक्ति और घर्षण प्रतिरोध होता है। इन सामग्रियों की टर्निंग में मुख्य रूप से CBN टूल्स का उपयोग किया जाता है, जबकि कार्बाइड का उपयोग मुख्य रूप से मिलिंग और ड्रिलिंग के लिए किया जाता है।

विशेषताएँ: एम श्रेणी के स्टेनलेस स्टील मुख्य रूप से लोहे (Fe) से बने होते हैं, जिनमें क्रोमियम (Cr) की मात्रा 12% से अधिक होती है, साथ ही अन्य मिश्रधातु तत्व जैसे निकेल (Ni), मोलिब्डेनम (Mo), नाइब (Nb), टाइटेनियम (Ti) आदि भी मौजूद होते हैं। इन सामग्रियों में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध और उच्च तापमान पर मजबूती होती है। सामग्री में क्रोमियम (Cr) और निकेल (Ni) की मात्रा के आधार पर इन्हें फेरिटिक, मार्टेन्सिटिक, ऑस्टेनिटिक और ऑस्टेनिटिक-फेरिटिक (डुप्लेक्स) स्टेनलेस स्टील में वर्गीकृत किया जाता है। फेरिटिक और मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टील में क्रोमियम की मात्रा आमतौर पर 12-18% के बीच होती है, साथ ही अन्य मिश्रधातु तत्वों की मात्रा भी कम होती है। इनकी मशीनिंग और कठोरता आसान होती है, लेकिन वेल्डिंग क्षमता कम और संक्षारण प्रतिरोध मध्यम होता है। ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील में क्रोमियम (Cr) और निकेल (Ni) की मात्रा आमतौर पर क्रमशः 18% और 8% होती है (जैसे 304 स्टेनलेस स्टील)। 2-3% मोलिब्डेनम (Mo) मिलाने से संक्षारण प्रतिरोध में सुधार होता है (जैसे 316 स्टेनलेस स्टील)। डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील में क्रोमियम (Cr) और निकेल (Ni) की मात्रा आमतौर पर क्रमशः 18-28% और 4-7% होती है। इन स्टेनलेस स्टील में उच्च तन्यता शक्ति और उच्च संक्षारण प्रतिरोध होता है।

मशीनिंग में कठिनाइयाँ: इन सामग्रियों की मशीनिंग के दौरान कटिंग टूल्स का घिसाव मुख्य रूप से पार्श्व घिसाव, क्रेटर घिसाव और बिल्ड-अप एज के रूप में होता है। कटिंग प्रक्रिया के दौरान कटिंग एज पर अत्यधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है, जिससे प्लास्टिक विरूपण और गंभीर क्रेटर घिसाव हो सकता है। साथ ही, कटिंग प्रक्रिया सतहों को कठोर बना देती है और कठोर चिप्स उत्पन्न करती है, जिससे नॉच घिसाव होता है। कठोर सतह के कारण कोटिंग और बेस मटेरियल कटिंग एज से अलग हो सकते हैं, जिससे चिपिंग और सतह की गुणवत्ता में गिरावट आ सकती है। ऑस्टेनाइट की मशीनिंग से उच्च शक्ति वाले लंबे निरंतर चिप्स उत्पन्न होते हैं, जिन्हें तोड़ना कठिन होता है।

विशेषताएँ: K श्रेणी की सामग्रियां - ढलवां लोहा मुख्य रूप से लोहे (Fe), कार्बन (C) और सिलिकॉन (Si) से बनी मिश्र धातुएं हैं, जिनमें कार्बन की मात्रा आमतौर पर 2.11% से अधिक होती है या यूटेक्टिक संरचना वाली Fe-C मिश्र धातुएं होती हैं। ढलवां लोहे में कार्बन मुख्य रूप से ग्रेफाइट के रूप में मौजूद होता है। परिणामस्वरूप, ढलवां लोहे में उच्च कंपन अपव्यय, कम नॉच संवेदनशीलता, उत्कृष्ट घिसाव प्रतिरोध और अच्छी मशीनेबिलिटी होती है। इन्हें धूसर ढलवां लोहा (HT250), लचीला ढलवां लोहा (KTH300-06), नोड्यूलर लोहा (QT400-18) और संकुचित ढलवां लोहा (RuT400) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। ढलवां लोहे में कार्बन की मात्रा 2.5%-4.0%, सिलिकॉन की मात्रा 1.0%-3.0%, कठोरता HB 150-300, ऊष्मीय चालकता 50-80 W/mK और ऊष्मीय विस्तार गुणांक कम होता है। ये गुण ढलवां लोहे को उच्च गति की मशीनिंग के लिए उपयुक्त बनाते हैं। अपनी उत्कृष्ट ढलाई क्षमता और कम कीमत के कारण, इसका उपयोग विभिन्न मशीन टूल बेस, लोहे के पाइप और ऑटो पार्ट्स में किया जाता है।

मशीनिंग में कठिनाइयाँ: ढलवां लोहे में ग्रेफाइट की संरचना उसके काटने के गुणों को निर्धारित करती है। परतदार ग्रेफाइट से अत्यंत छोटे टुकड़े निकलने की संभावना होती है, जबकि गोलाकार ग्रेफाइट काटने के प्रतिरोध को बढ़ाता है। सभी ढलवां लोहे में सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) ग्रेफाइट की एक परत होती है, जो काटने वाले किनारे को बुरी तरह से घिस देती है और अपघर्षक टूट-फूट का कारण बनती है। इसके अलावा, ढलवां लोहे की भंगुरता के कारण किनारों में दरारें पड़ सकती हैं। धूसर ढलवां लोहा और लचीला ढलवां लोहा मशीनिंग के लिए बहुत आसान होते हैं, लेकिन गांठदार ढलवां लोहा, संकुचित ढलवां लोहा और समतापीय शमन द्वारा ढाले गए गांठदार ढलवां लोहे की मशीनिंग अधिक कठिन होती है, मुख्य रूप से इनमें कार्बन और सिलिकॉन की मात्रा अधिक होने के कारण।

विशेषताएँ: एस श्रेणी की सामग्रियों में टाइटेनियम-आधारित सामग्रियां और लौह (Fe), कोबाल्ट (Co) और निकेल (Ni) से मिश्रित कई उच्च-मिश्रित सामग्रियां शामिल हैं, जिन्हें लौह-, निकेल- और कोबाल्ट-आधारित उच्च-तापमान मिश्र धातुओं में वर्गीकृत किया गया है। इस प्रकार की सामग्री में उच्च शक्ति, अच्छा संक्षारण प्रतिरोध और उच्च ताप प्रतिरोध होता है, और यह 600℃ से अधिक के उच्च तापमान और निश्चित तनाव के तहत लंबे समय तक स्थिर रूप से कार्य कर सकती है। Ti-6Al-4V, TC4 और अन्य α + β टाइटेनियम मिश्र धातुओं जैसी सामग्रियों के लिए, इनका सामर्थ्य-से-भार अनुपात 110 kN-m/kg तक होता है, तापीय चालकता केवल 7 W/mK होती है, और कटाई क्षेत्र का तापमान 1000°C तक होता है। जबकि 20% से अधिक β-चरण की मात्रा होने पर, प्लास्टिसिटी में उल्लेखनीय वृद्धि होती है, जिससे चिप्स का गंभीर रूप से चिपकना होता है। उच्च तापमान मिश्र धातुओं, जैसे कि GH4169 जिसमें γ' प्रबलित चरण होता है, की ताप प्रतिरोधकता 650°C तक बनी रह सकती है, जिससे इसकी मशीनिंग करना कठिन हो जाता है। उच्च तापमान मिश्र धातुओं का उपयोग मुख्य रूप से एयरोस्पेस, गैस टर्बाइन और विद्युत उत्पादन उद्योगों में किया जाता है। टाइटेनियम मिश्र धातुएं मोबाइल फोन फ्रेम नॉट्स जैसे इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद संरचनाओं में अधिक सामान्य हैं।

मशीनिंग में कठिनाइयाँ: उच्च तापमान मिश्रधातु उन सामग्रियों में से हैं जिनकी मशीनिंग करना कठिन होता है, क्योंकि इनमें मशीनिंग के दौरान चिपकने की क्षमता अधिक होती है, प्रत्यास्थता मापांक अपेक्षाकृत अधिक होता है और तापीय चालकता कम होती है, जिससे अत्यधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है और किनारों पर उभार आ जाता है। इसलिए, लेपित चाकू के प्रसंस्करण के लिए उच्चतर आवश्यकताओं की आवश्यकता होती है, जिसके कारण उपकरण में अपघर्षक घिसाव, विसरण घिसाव, बंधित घिसाव और अन्य प्रकार के अपघटन का खतरा रहता है।

विशेषताएँ: एन श्रेणी की अलौह धातुएँ वे सभी धातुएँ हैं जो लोहा (Fe), मैंगनीज (Mn) और क्रोमियम (Cr) को छोड़कर आती हैं। उदाहरण के लिए, एल्युमीनियम मिश्र धातुएँ (6061, 7075), तांबा मिश्र धातुएँ (H62, C1100), मैग्नीशियम मिश्र धातुएँ (AZ91D, AM60) आदि इसी श्रेणी में आती हैं। इनकी कठोरता HB 50-150 होती है और तापीय चालकता >120 W/mK होती है। अलौह धातुएँ आमतौर पर नरम होती हैं और इनके कुछ विशेष लाभ होते हैं, जैसे एल्युमीनियम मिश्रधातुओं में बेहतर मजबूती और उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध होता है, और तांबा मिश्रधातुओं में उत्कृष्ट विद्युत चालकता होती है। अलौह धातुओं का उपयोग मशीनरी निर्माण, विद्युत शक्ति, संचार, घरेलू उपकरण आदि उद्योगों में व्यापक रूप से होता है।

मशीनिंग में कठिनाइयाँ: अलौह धातुओं की मशीनिंग के लिए अपेक्षाकृत तेज धार वाले कटिंग टूल का उपयोग करने से उच्च कटिंग गति और लंबी कटिंग लाइफ प्राप्त की जा सकती है। हालांकि, अलौह धातुओं का प्रत्यास्थता मापांक कम होता है, प्लास्टिक विरूपण क्षमता कम होती है और श्यानता अपेक्षाकृत अधिक होती है। एल्युमीनियम मिश्र धातुओं में, जब सिलिकॉन की मात्रा 12% से अधिक होती है (जैसे AlSi10Mg), तो कठोर SiC चरण के निर्माण के कारण टूल के घर्षण प्रतिरोध और मजबूती की आवश्यकता बढ़ जाती है। तांबे की मिश्र धातुओं की कटिंग के दौरान चिप्स के लंबे रोल बनने की संभावना होती है, जिसका कटिंग पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है।