Stellite 6K
Stellite 6K का परिचय
Stellite 6K एक wrought कोबाल्ट-क्रोमियम मिश्रधातु है जिसे विशेष रूप से बेहतर टफनेस, गॉलिंग-प्रतिरोध और मेटल-टू-मेटल संपर्क अनुप्रयोगों में वियर परफॉर्मेंस के लिए इंजीनियर किया गया है। इसकी रासायनिक संरचना Stellite 6B के समान है, लेकिन इसकी फाइन-ग्रेन wrought माइक्रोस्ट्रक्चर के कारण इसमें अधिक डक्टिलिटी और बेहतर मशीनेबिलिटी मिलती है। “K” वेरिएंट को दबाव, इम्पैक्ट और थर्मल स्ट्रेस के तहत स्लाइडिंग वियर के लिए ऑप्टिमाइज़ किया गया है।
Stellite 6K उन CNC-मशीनीकृत घटकों के लिए आदर्श है जहाँ डाइमेंशनल एक्यूरेसी के साथ-साथ सीज़िंग, स्कफिंग और इरोजन के विरुद्ध प्रतिरोध भी महत्वपूर्ण हो। सामान्य अनुप्रयोगों में बुशिंग्स, बेयरिंग्स, पंप स्लीव्स और वाल्व स्टेम्स शामिल हैं, जो एयरोस्पेस, मरीन, ऊर्जा तथा ऑयल & गैस उद्योगों में उपयोग होते हैं।
Stellite 6K के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
Stellite 6K (UNS R30016 / ASTM F90, AMS 5894 derivative) एक सॉलिड-सॉल्यूशन स्ट्रेंथन्ड कोबाल्ट मिश्रधातु है, जिसे हॉट वर्किंग, फोर्जिंग या रोलिंग द्वारा निर्मित किया जाता है ताकि एक समान, घनी संरचना (homogeneous, dense structure) प्राप्त हो और श्रेष्ठ यांत्रिक अखंडता सुनिश्चित हो सके।
रासायनिक संरचना (सामान्य)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
कोबाल्ट (Co) | बैलेंस (≥58.0) | जंग और उच्च-तापमान शक्ति के लिए बेस मैट्रिक्स |
क्रोमियम (Cr) | 28.0–32.0 | ऑक्सीकरण और जंग प्रतिरोध प्रदान करता है |
टंगस्टन (W) | 4.5–6.5 | वियर प्रतिरोध बढ़ाने के लिए कार्बाइड्स बनाता है |
कार्बन (C) | 0.9–1.4 | गॉलिंग प्रतिरोध के लिए कार्बाइड निर्माण को नियंत्रित करता है |
निकल (Ni) | ≤3.0 | टफनेस और डक्टिलिटी बढ़ाता है |
लोहा (Fe) | ≤3.0 | रेज़िडुअल तत्व |
मैंगनीज़ (Mn) | ≤1.0 | हॉट वर्केबिलिटी को सपोर्ट करता है |
सिलिकॉन (Si) | ≤1.2 | कास्टिंग फ्लुइडिटी और सतह फिनिश में सुधार करता है |
भौतिक गुण
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 8.42 g/cm³ | ASTM B311 |
गलन सीमा | 1320–1395°C | ASTM E1268 |
तापीय चालकता | 13.0 W/m·K at 100°C | ASTM E1225 |
विद्युत प्रतिरोधकता | 0.96 µΩ·m at 20°C | ASTM B193 |
तापीय प्रसार | 13.2 µm/m·°C (20–400°C) | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 420 J/kg·K at 20°C | ASTM E1269 |
लोच मापांक | 205 GPa at 20°C | ASTM E111 |
यांत्रिक गुण (Wrought Condition)
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक |
|---|---|---|
कठोरता | 33–43 HRC (annealed) / 45 HRC तक (aged) | ASTM E18 |
तन्य शक्ति | 1050–1200 MPa | ASTM E8/E8M |
यील्ड शक्ति (0.2%) | 550–700 MPa | ASTM E8/E8M |
वृद्धि (Elongation) | 10–20% | ASTM E8/E8M |
गॉलिंग प्रतिरोध | उत्कृष्ट, यहाँ तक कि स्वयं के विरुद्ध भी | ASTM G98 |
वियर प्रतिरोध सूचकांक | >2.5× 316 स्टेनलेस स्टील | ASTM G65 |
Stellite 6K की प्रमुख विशेषताएँ
बेहतर गॉलिंग प्रतिरोध: मेटल-टू-मेटल संपर्क में उत्कृष्ट प्रदर्शन, यहाँ तक कि ड्राई स्लाइडिंग कंडीशन्स में भी।
उच्च टफनेस और डक्टिलिटी: कास्ट Stellite ग्रेड्स की तुलना में इम्पैक्ट-प्रोन वातावरणों में अधिक सहनशील, जिससे क्रैकिंग या एज चिपिंग का जोखिम घटता है।
तापीय और संक्षारक स्थिरता: 850°C तक सेवा तापमान सहन करता है और क्लोराइड्स तथा अम्लों में पिटिंग व ऑक्सीकरण का प्रतिरोध करता है।
बेहतर मशीनेबिलिटी: कास्ट Stellite 6 की तुलना में wrought 6K फ़ॉर्म CNC मशीनीकरण के दौरान बेहतर डाइमेंशनल कंट्रोल प्रदान करता है।
Stellite 6K के लिए CNC मशीनीकरण की चुनौतियाँ और समाधान
मशीनीकरण की चुनौतियाँ
घर्षणकारी कार्बाइड फेज़
टंगस्टन-समृद्ध कार्बाइड्स टूल वियर बढ़ाते हैं, विशेषकर लंबे रफिंग पासेस के दौरान।
टूल-वर्क इंटरफ़ेस पर ऊष्मा संचय
कम तापीय चालकता कटिंग ज़ोन में ऊष्मा फँसाती है, जिससे टूल कोटिंग्स और एक्यूरेसी प्रभावित होती है।
वर्क हार्डनिंग
बार-बार टूल पासेस सतह कठोरता बढ़ा सकते हैं, इसलिए पास प्लानिंग और टूल मॉनिटरिंग सावधानी से करनी होती है।
अनुकूलित मशीनीकरण रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | सिफारिश | तर्क |
|---|---|---|
टूल सामग्री | PVD-कोटेड कार्बाइड (K30–K40); टाइट-फिनिश टॉलरेंस के लिए CBN | घर्षणकारी वियर को संभालते हुए एज स्ट्रेंथ बनाए रखता है |
कोटिंग | AlTiN या TiAlCrN (3–5 µm) | कटिंग ज़ोन का तापमान घटाता है और टूल लाइफ बढ़ाता है |
ज्योमेट्री | न्यूट्रल रेक (0°), होन किया हुआ कटिंग एज 0.03 mm | कटिंग एज की टिकाऊपन बढ़ाता है और चिप अडहेज़न रोकता है |
कटिंग पैरामीटर (ISO 3685)
ऑपरेशन | स्पीड (m/min) | फीड (mm/rev) | DOC (mm) | कूलेंट प्रेशर (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 10–18 | 0.20–0.30 | 2.0–3.0 | 100–120 |
फिनिशिंग | 20–28 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 120–150 |
मशीनीकृत Stellite 6K भागों के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP)
HIP सामान्यतः wrought Stellite 6K के लिए आवश्यक नहीं होता, लेकिन पाउडर मेटलर्जी या एडिटिवली मैन्युफैक्चर्ड रूपों में फटीग लाइफ बढ़ाने के लिए इसका उपयोग किया जा सकता है।
हीट ट्रीटमेंट
हीट ट्रीटमेंट पोस्ट-मशीनीकरण कार्बाइड वितरण को ऑप्टिमाइज़ कर सकता है और फॉर्मिंग या CNC कटिंग से उत्पन्न रेज़िडुअल स्ट्रेस को कम कर सकता है।
सुपरएलॉय वेल्डिंग
सुपरएलॉय वेल्डिंग में मैचिंग फिलर के साथ लो-डायल्यूशन PTA या TIG वेल्डिंग तकनीकें जॉइंट्स के पार वियर और गॉलिंग प्रतिरोध बनाए रखने में मदद करती हैं।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC)
TBC कोटिंग हॉट गैस इरोजन से सुरक्षा देती है और रोटेटिंग व रेसिप्रोकेटिंग पार्ट्स में उच्च-तापमान टिकाऊपन बढ़ाती है।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनीकरण (EDM)
EDM हार्डन्ड या जटिल ज्योमेट्री में Ra <0.5 µm के साथ टाइट-टॉलरेंस भागों की सटीक फिनिशिंग सुनिश्चित करता है।
डीप होल ड्रिलिंग
डीप होल ड्रिलिंग >20:1 आस्पेक्ट रेशियो के साथ वियर-प्रतिरोधी बुशिंग्स और फ्लो-कंट्रोल घटकों के निर्माण के लिए उपयुक्त है।
सामग्री परीक्षण और विश्लेषण
सामग्री परीक्षण में तन्य शक्ति, माइक्रोहार्डनेस प्रोफाइलिंग, मेटालोग्राफिक परीक्षा, और ASTM G98 गॉलिंग मूल्यांकन शामिल है।
Stellite 6K घटकों के उद्योग अनुप्रयोग
औद्योगिक वाल्व सिस्टम
वाल्व स्टेम्स, गाइड्स और प्लग घटक जिन्हें दबाव और तापमान के चरम स्थितियों में गॉलिंग का प्रतिरोध करना होता है।
एयरोस्पेस बेयरिंग्स और लिंकेज
सटीक बुशिंग्स और कंट्रोल सिस्टम घटक जो ड्राई या ल्यूब्रिकेटेड स्लाइडिंग संपर्क में कार्य करते हैं।
ऑयल & गैस उपकरण
ड्रिल हेड स्टेबलाइज़र्स, पंप स्लीव्स और रोटेटिंग सील्स जो स्लरी एब्रेशन और संक्षारक द्रवों के संपर्क में रहते हैं।
पावर जनरेशन और टर्बोमशीनरी
हॉट सेक्शन वियर पैड्स और सीलिंग सतहें जो उच्च तापीय और चक्रीय लोडिंग के संपर्क में रहती हैं।
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