کیس ہارڈیننگ کیا ہے؟

کھرچنے کو برداشت کرنے اور انڈینٹیشن کے خلاف مزاحمت کرنے کی صلاحیت کچھ خاص قسم کی دھاتوں کی دو بہت اہم صفات ہیں۔ دھات کی ایک قسم کا انتخاب کرتے وقت، ایک اہم عنصر کو مدنظر رکھنا ہے اس کی سختی، جو کہ ان خصوصیات کی پیمائش ہے۔ مثالی سختی کا تعین کرنے کے لیے کسی دھات کی سب سے بیرونی سطح دلیل سے سب سے اہم حصہ ہے۔ یہ اس حقیقت کی وجہ سے ہے کہ یہ وہ سطح ہے جو براہ راست متاثر ہوتی ہے اور سب سے زیادہ خراب ہوتی ہے۔ کچھ دھاتیں اپنی سطح کی سختی کو تبدیل کرنے کے لیے کیس ہارڈننگ نامی ایک عمل سے گزرتی ہیں تاکہ اس بات کی ضمانت دی جا سکے کہ دھات کے سبسٹریٹ کی سختی مناسب ہے۔

کیس سخت کرنا کیا ہے؟

کیس ہارڈننگ ہیٹ ٹریٹمنٹ کا عمل ہے جو معتدل کور کو برقرار رکھتے ہوئے دھاتی سبسٹریٹ کی سطح کو سخت کرتا ہے۔ یہ نرم اور سخت دھات کی بہترین خصوصیات کو ایک حصے میں یکجا کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

ایک سخت مادے کے مقابلے میں، ایک نرم مادہ اثرات کے دباؤ کو بہت بہتر طریقے سے برداشت کر سکتا ہے۔ مزید برآں، یہ مضبوط، زیادہ لچکدار اور سخت ہے، لیکن اس کے پہننے کی مزاحمت ناکافی ہے۔ اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ مواد رگڑ یا رگڑ سے دور نہ ہو، پہننے کی اچھی مزاحمت ضروری ہے۔ ہم صرف بیرونی حصے کو سخت کر کے دیگر خصوصیات کو قربان کیے بغیر پہننے کے مواد کو بہت حد تک کم کر سکتے ہیں۔
ایک پتلی، سخت سطح کو مختلف طریقوں سے حاصل کیا جا سکتا ہے، بشمول سطح پر اضافی اجزاء شامل کرکے یا کرسٹل کی ساخت کو تبدیل کرکے۔ لیکن طریقہ کار سے قطع نظر کیس کو سخت کرنے کے لیے اعلی درجہ حرارت کی تقریباً ہمیشہ ضرورت ہوتی ہے۔

کیس ہارڈن کیوں؟
پوری دھاتی چیز کو سخت کرنے کی کوشش کرنے کے بجائے کسی مواد کو سخت کرنے کی کئی وجوہات ہیں۔ ایک وجہ کارکردگی ہے۔ دھات کی بیرونی سطح کو اس کے پورے کراس سیکشن کے برعکس گرم کرنے کے لیے کم توانائی اور کم وقت درکار ہوتا ہے۔ ان صلاحیتوں کے نتیجے میں بڑے پیمانے پر مینوفیکچرنگ آپریشنز میں لاگت میں بہت زیادہ بچت ہو سکتی ہے۔ ایک اور وجہ جس کی وجہ سے کیس سختی کا وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے وہ کارکردگی ہے۔ یہ فائدہ مند ہو سکتا ہے کہ دھات کا باہر سے سخت خول اور اندرونی حصہ زیادہ نرم ہو۔ اس کی ایک مثال یہ ہوگی کہ جب کسی دھات کو رگڑنے کے خلاف مزاحمت کرنے کی ضرورت ہو، لیکن پھر بھی اسے مکمل ٹوٹنے والے فریکچر کے نتیجے میں اثر کو جذب کرنے کے قابل ہونے کی ضرورت ہے۔

Tکیس سخت کرنے کے طریقوں کی اقسام

کیس سخت کرنے کا اصول بہت سیدھا ہے۔ ہم چاہتے ہیں کہ سطح ایک سخت ڈھانچہ بنائے جسے مارٹینائٹ کہتے ہیں۔ لیکن یہ ڈھانچہ صرف اس وقت بنتا ہے جب سٹیل کے اجزاء کو زیادہ درجہ حرارت پر بجھایا جاتا ہے اور اس بات کی شرط ہے کہ سٹیل کے مرکب میں کاربن کا مواد کافی زیادہ ہو۔

اگر کاربن کا مواد کافی ہے، تو ہمیں صرف اس حصے کو گرم کرنے اور بجھانے کی ضرورت ہے۔ لیکن اگر کاربن کا مواد کم ہے یا اگر ہمیں انتہائی سختی کی ضرورت ہے تو، کاربن اور نائٹروجن جیسے عناصر کو مواد کی سطح پر شامل کرنے کی ضرورت ہے۔ آئیے اب مندرجہ بالا اصولوں کی بنیاد پر کیس کو سخت کرنے کے لیے استعمال ہونے والے مختلف عملوں کو دیکھتے ہیں۔

حرارتی اور بجھانا

روایتی طور پر، حرارتی اور بجھانے کا استعمال دھاتوں کی ایک حد میں سختی کو انجام دینے کے لیے کیا جاتا ہے۔ دھات کے کیس کو سخت کرنے کا ایک طریقہ یہ ہے کہ اسٹیل کے اجزاء پر براہ راست آکسی گیس کا شعلہ لگایا جائے۔ دلکش حرارتی نظام کا استعمال کبھی کبھار ہوتا ہے۔ سٹیل کے حصے کی سطح کا درجہ حرارت دونوں صورتوں میں تیزی سے بڑھتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، آسٹنائٹ کرسٹل ڈھانچہ پرلائٹ کرسٹل ڈھانچے کی جگہ لے لیتا ہے۔

ایک بار ایک مقررہ درجہ حرارت تک پہنچ جانے کے بعد، حصہ تیزی سے ٹھنڈا ہو جاتا ہے، اکثر اسے پانی میں ڈبو کر۔ یہ ایک بار پھر کرسٹل ڈھانچے کو تبدیل کرتا ہے، اس بار آسٹنائٹ سے مارٹینائٹ تک جو خاص طور پر سخت ڈھانچہ ہے۔

چونکہ صرف سطح ہی کرسٹل ڈھانچے میں تبدیلی سے گزرتی ہے، اس لیے یہ حصہ صرف سطح پر سخت ہوتا ہے۔ لیکن اس طریقے سے اس حصے کو فائدہ پہنچانے کے لیے، اصل مواد میں کافی کاربن ہونا ضروری ہے۔ کم کاربن مواد کی صورت میں (<0.3%) in the metal part, this method will not yield favourable results.

کاربرائزنگ

اگر کاربن کی سطح 0.3% سے کم ہے، تو ہمیں اس حصے کو حرارتی + بجھانے سے پہلے اس میں مزید کاربن شامل کرنا چاہیے۔ کاربرائزنگ کے عمل کے ذریعے حصہ ڈالنا ایسا کرنے کا ایک طریقہ ہے۔

کاربرائزنگ میں سٹیل کے اجزاء کو پہلے سے طے شدہ مدت کے لیے گرم کرنا شامل ہے جب کہ کاربن کا ایک بیرونی ذریعہ موجود ہو۔ کاربوناس مادے سے کاربن اعلی درجہ حرارت پر دھات میں پھیل جاتا ہے۔ زیادہ گرمی اور زیادہ گرم ہونے کے اوقات کاربن کو دھات کی سطح میں زیادہ گہرائی سے جذب کرنے کا سبب بنتے ہیں۔

ایک بار جب کاربورائزنگ سے سٹیل کی سطح کی تہہ میں کاربن کا مواد بڑھ جاتا ہے، تو ہم سختی کو بڑھانے کے لیے اسے شعلے کی سختی یا انڈکشن سختی کے ذریعے ڈالتے ہیں۔

نائٹرائڈنگ

اسٹیل کے مرکب کے لیے جس میں ایلومینیم، کرومیم اور مولیبڈینم جیسے عناصر ہوتے ہیں، ہم کیس سخت کرنے کے لیے نائٹرائڈنگ استعمال کر سکتے ہیں۔

اس حصے کو نائٹروجن گیس اور الگ الگ امونیا کی موجودگی میں گرم کیا جاتا ہے تاکہ نائٹرائڈز بن سکیں۔ نائٹرائڈز مواد کی سختی کو بھی بڑھاتے ہیں۔

چونکہ آئٹم کو 620 ڈگری (1150 ڈگری ایف) پر گرم کیا جاتا ہے، لہذا نائٹرائڈنگ عام طور پر کم درجہ حرارت پر ہوتی ہے۔ پھیلاؤ اور آنے والی سختی اس درجہ حرارت پر جتنی دیر تک برقرار رہے گی اتنی ہی گہری ہوگی۔

کس قسم کی دھاتوں کو سخت کیا جا سکتا ہے؟

دھاتیں جن کے کیس سخت ہوسکتے ہیں وہ عام طور پر فیرس مواد تک محدود ہوتے ہیں، حالانکہ کچھ خاص صورتیں ہیں جیسے کچھ ٹائٹینیم یا ایلومینیم مرکبات کی نائٹرائڈنگ۔ فیرس دھاتیں عام طور پر سخت ہوتی ہیں:

کم کاربن اسٹیل

اعلی کاربن سٹیل

کاسٹ لوہا

اعلی طاقت کم کھوٹ سٹیل ۔

ٹول سٹیل

سٹینلیس سٹیل

کچھ عام اجزاء جو کیس سخت ہوتے ہیں ان میں شامل ہیں:

گیئرز

فاسٹنرز

کیم شافٹ

سلاخوں

پن