सुपरमिश्र धातु सीएनसी मशीनिंग अधिक कठिन है क्योंकि ये सामग्रियां उच्च तापमान पर अपनी उच्च शक्ति बनाए रखती हैं, ऊष्मा का खराब संचालन करती हैं, आसानी से वर्क हार्डनिंग (कार्य कठोरीकरण) से गुजरती हैं, औजारों के घिसने को तेज करती हैं, और अवशिष्ट प्रतिबल, सतह की अखंडता तथा आयामी स्थिरता के कड़े नियंत्रण की आवश्यकता होती है। इंजीनियरिंग दृष्टिकोण से, चुनौती केवल धीमी कटिंग नहीं है। यह इस तथ्य से जुड़ी है कि उच्च तापमान मिश्र धातु मशीनिंग में प्रत्येक मशीनिंग निर्णय लागत, लीड टाइम, स्क्रैप जोखिम और अंतिम भाग की गुणवत्ता को प्रभावित करता है।
मशीनिंग चुनौती | उत्पादन पर प्रभाव |
|---|---|
उच्च गर्म शक्ति (High hot strength) | अधिक कटिंग बल और लंबा मशीनिंग समय उत्पन्न करता है |
कम तापीय चालकता | कटिंग क्षेत्र में ऊष्मा को केंद्रित करता है और औजार के घिसने को बढ़ाता है |
वर्क हार्डनिंग (Work hardening) | बाद की कटिंग को अधिक कठिन बनाता है और सतह की गुणवत्ता को कम कर सकता है |
उच्च सामग्री लागत | स्क्रैप के जोखिम को बढ़ाता है और अधिक रूढ़िवादी प्रक्रिया मार्ग की आवश्यकता होती है |
पतली दीवार विरूपण का जोखिम | सावधानीपूर्वक क्लैम्पिंग, चरणबद्ध मशीनिंग और प्रतिबल नियंत्रण की आवश्यकता होती है |
औजार का तीव्र घिसना | स्थिर टूलिंग रणनीति और प्रक्रिया निगरानी की आवश्यकता होती है |
ऊष्मा उपचार अन्योन्यक्रिया | आयाम बदल सकते हैं और स्टॉक भत्ते की योजना की आवश्यकता हो सकती है |
उच्च निरीक्षण मांग | अक्सर सीएमएम (CMM), एफएआई (FAI), प्रमाणपत्र या अतिरिक्त सत्यापन की आवश्यकता होती है |
कई सुपरमिश्र धातुओं को विशेष रूप से उच्च तापमान सेवा के लिए डिज़ाइन किया गया है, इसलिए वे कटिंग ऊष्मा बढ़ने पर भी विरूपण का प्रतिरोध करती हैं। इससे उन्हें मानक धातुओं की तुलना में कुशलतापूर्वक हटाना बहुत कठिन हो जाता है। व्यावहारिक रूप से, अधिक कटिंग बल की आवश्यकता होती है, फ़ीड और गति कम क्षमाशील होते हैं, और सीएनसी मिलिंग और सीएनसी टर्निंग जैसे संचालनों में चक्र समय आमतौर पर लंबा हो जाता है।
चूंकि सुपरमिश्र धातुओं की तापीय चालकता अपेक्षाकृत कम होती है, इसलिए ऊष्मा तेजी से वितरित होने के बजाय औजार के किनारे और वर्कपीस की सतह के पास केंद्रित रहती है। इससे औजार का तापमान बढ़ता है, औजार का जीवनकाल कम होता है, और प्रक्रिया की स्थिरता बनाए रखना कठिन हो जाता है। यही एक कारण है कि मानक स्टील या एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की तुलना में मशीनिंग लागत और डिलीवरी जोखिम आमतौर पर अधिक होता है।
कई सुपरमिश्र धातुएं मशीन की गई सतह पर तेजी से कठोर हो जाती हैं। यदि पिछली कट को ठीक से नियंत्रित नहीं किया गया है, तो अगला पास एक कठोर परत के माध्यम से कटिंग कर सकता है, जिससे घिसने, कटिंग लोड और सतह क्षति का जोखिम बढ़ जाता है। यही एक प्रमुख कारण है कि इंकॉनेल मशीनिंग चुनौतियां और अन्य सुपरमिश्र धातु संबंधी मुद्दों के लिए अधिक अनुशासित प्रक्रिया योजना की आवश्यकता होती है।
सुपरमिश्र धातु मशीनिंग आमतौर पर मानक धातु मशीनिंग की तुलना में किनारे के घिसने का कारण तेजी से बनती है। एक बार जब औजार क्षय होने लगते हैं, तो आयाम, बर्र (burr) की स्थिति और सतह की अखंडता तेजी से बदल सकती है। यही कारण है कि आपूर्तिकर्ताओं को इन भागों को मानक मशीनिंग कार्यों की तरह treating करने के बजाय, एक परिभाषित टूलिंग रणनीति, स्थिर पैरामीटर नियंत्रण और प्रक्रिया के दौरान निगरानी की आवश्यकता होती है।
जब सुपरमिश्र धातु के भागों में पतली दीवारें, गहरी गुहाएं या कसे हुए सहनशीलता वाली सतहें शामिल होती हैं, तो प्रक्रिया और भी संवेदनशील हो जाती है। अवशिष्ट प्रतिबल, क्लैम्पिंग बल और ऊष्मा निर्माण सभी भाग को विकृत कर सकते हैं। कई मामलों में, रफिंग, सेमी-फिनिशिंग और अंतिम नियंत्रण को सावधानीपूर्वक अलग किया जाना चाहिए, कभी-कभी कठिन विशेषताओं के लिए परिशुद्ध मशीनिंग, सीएनसी ग्राइंडिंग, या इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (EDM) के समर्थन के साथ।
सुपरमिश्र धातु के भाग अक्सर फोर्ज्ड, कास्ट, सॉल्यूशन-ट्रीटेड, एज्ड या अन्य नियंत्रित स्थितियों में आपूर्ति किए जाते हैं। मशीनिंग से पहले या बाद में ऊष्मा उपचार कठोरता, प्रतिबल स्तर और अंतिम आकार स्थिरता को प्रभावित कर सकता है। इसका मतलब है कि मानक सामग्रियों की तुलना में मशीनिंग भत्ते और प्रक्रिया क्रम की अधिक सावधानीपूर्वक योजना बनाई जानी चाहिए।
सुपरमिश्र धातु मशीनिंग केवल इसलिए महंगी नहीं है क्योंकि कच्चे माल की लागत अधिक है। यह इसलिए भी महंगी है क्योंकि मशीनिंग विंडो संकीर्ण हैं, स्क्रैप का जोखिम अधिक है, टूलिंग लागत अधिक है, और निरीक्षण की मांगें अक्सर कड़ी होती हैं। खरीदारों के लिए, इसका मतलब है कि केवल कम बोली गए मूल्य की तुलना में आपूर्तिकर्ता की क्षमता बहुत अधिक मायने रखती है। एक योग्य आपूर्तिकर्ता उत्पादन शुरू होने से पहले सामग्री-विशिष्ट प्रक्रिया नियंत्रण, विशेषता जोखिम और निरीक्षण दृष्टिकोण की व्याख्या करने में सक्षम होना चाहिए।