ফোরজিং কী? শ্রেণিবিভাগ ও বৈশিষ্ট্য

ফোর্জিং এবং স্ট্যাম্পিং-এর সম্মিলিত নাম হলো ফোর্জিং। এটি একটি গঠন প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি, যেখানে একটি ফোর্জিং মেশিন বা ছাঁচের হাতুড়ি, নেহাই এবং পাঞ্চ ব্যবহার করে কাঁচামালের উপর চাপ প্রয়োগ করা হয়, যার ফলে প্লাস্টিক বিকৃতি ঘটে এবং প্রয়োজনীয় আকৃতি ও আকারের যন্ত্রাংশ তৈরি হয়।

ফোরজিং কী?

ফোর্জিং প্রক্রিয়ার সময়, সম্পূর্ণ ব্ল্যাঙ্কটিতে উল্লেখযোগ্য পরিমাণে প্লাস্টিক বিকৃতি ঘটে এবং তুলনামূলকভাবে বেশি পরিমাণে প্লাস্টিক প্রবাহ হয়। স্ট্যাম্পিং প্রক্রিয়ায়, ব্ল্যাঙ্কটি মূলত প্রতিটি অংশের স্থানিক অবস্থান পরিবর্তনের মাধ্যমে গঠিত হয় এবং এর অভ্যন্তরে দীর্ঘ দূরত্ব জুড়ে কোনো প্লাস্টিক প্রবাহ হয় না। ফোর্জিং প্রধানত ধাতব অংশ প্রক্রিয়াকরণে ব্যবহৃত হয়। এটি নির্দিষ্ট কিছু অধাতু, যেমন ইঞ্জিনিয়ারিং প্লাস্টিক, রাবার, সিরামিক ব্ল্যাঙ্ক, ইট এবং যৌগিক পদার্থের গঠন প্রক্রিয়াকরণেও ব্যবহার করা যেতে পারে।

ফোর্জিং এবং ধাতুবিদ্যা শিল্পে রোলিং, ড্রয়িং ইত্যাদি সবই প্লাস্টিক বা চাপ প্রক্রিয়াকরণ। তবে, ফোর্জিং প্রধানত ধাতব যন্ত্রাংশ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়, অপরদিকে রোলিং এবং ড্রয়িং প্রধানত প্লেট, স্ট্রিপ, পাইপ, প্রোফাইল এবং তারের মতো সাধারণ ব্যবহারের ধাতব সামগ্রী তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়।

ফোর্জিংয়ের শ্রেণিবিন্যাস

ফোর্জিংকে প্রধানত গঠন পদ্ধতি এবং বিকৃতি তাপমাত্রার উপর ভিত্তি করে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। গঠন পদ্ধতি অনুসারে, ফোর্জিংকে দুটি শ্রেণীতে ভাগ করা যায়: ফোর্জিং এবং স্ট্যাম্পিং। বিকৃতি তাপমাত্রা অনুসারে, ফোর্জিংকে হট ফোর্জিং, কোল্ড ফোর্জিং, ওয়ার্ম ফোর্জিং এবং আইসোথার্মাল ফোর্জিং ইত্যাদিতে ভাগ করা যায়।

১. হট ফোর্জিং

হট ফোর্জিং হলো ধাতুর পুনঃস্ফটিকীকরণ তাপমাত্রার উপরে সম্পাদিত ফোর্জিং প্রক্রিয়া। তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে ধাতুর নমনীয়তা উন্নত হয়, যা ওয়ার্কপিসের অন্তর্নিহিত গুণমান উন্নত করতে এবং এতে ফাটল ধরার সম্ভাবনা কমাতে সহায়ক। উচ্চ তাপমাত্রা ধাতুর বিকৃতি প্রতিরোধ ক্ষমতাও হ্রাস করতে পারে এবং প্রয়োজনীয় টনেজ কমিয়ে দেয়।ফোরজিং যন্ত্রপাতিতবে, অনেক হট ফোর্জিং প্রক্রিয়ায় ওয়ার্কপিসের সূক্ষ্মতা কম হয় এবং এর পৃষ্ঠ মসৃণ হয় না। এবং ফোর্জিংগুলিতে জারণ, ডিকার্বনাইজেশন এবং দহনজনিত ক্ষতির প্রবণতা থাকে। যখন ওয়ার্কপিসটি বড় ও পুরু হয় এবং উপাদানটির শক্তি বেশি ও নমনীয়তা কম থাকে (যেমন অতিরিক্ত পুরু প্লেটের রোল বেন্ডিং, উচ্চ কার্বন ইস্পাতের রডের ড্রয়িং ইত্যাদি), তখন হট ফোর্জিং ব্যবহার করা হয়।
সাধারণত ব্যবহৃত হট ফোর্জিং তাপমাত্রাগুলো হলো: কার্বন স্টিল ৮০০~১২৫০℃; অ্যালয় স্ট্রাকচারাল স্টিল ৮৫০~১১৫০℃; হাই স্পিড স্টিল ৯০০~১১০০℃; বহুল ব্যবহৃত অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় ৩৮০~৫০০℃; অ্যালয় ৮৫০~১০০০℃; ব্রাস ৭০০~৯০০℃।

২. কোল্ড ফোর্জিং

কোল্ড ফোর্জিং হলো ধাতুর পুনঃস্ফটিকীকরণ তাপমাত্রার নিচে সম্পাদিত ফোর্জিং। সাধারণভাবে, কোল্ড ফোর্জিং বলতে কক্ষ তাপমাত্রায় করা ফোর্জিংকে বোঝায়।

সাধারণ তাপমাত্রায় কোল্ড ফোর্জিং পদ্ধতিতে তৈরি ওয়ার্কপিসগুলোর আকৃতি ও মাত্রাগত নির্ভুলতা বেশি, পৃষ্ঠতল মসৃণ, প্রক্রিয়াকরণের ধাপ কম এবং এগুলো স্বয়ংক্রিয় উৎপাদনের জন্য সুবিধাজনক। অনেক কোল্ড ফোর্জড এবং কোল্ড স্ট্যাম্পড যন্ত্রাংশ মেশিনিং ছাড়াই সরাসরি যন্ত্রাংশ বা পণ্য হিসেবে ব্যবহার করা যায়। তবে, কোল্ড ফোর্জিংয়ের সময়, ধাতুর কম নমনীয়তার কারণে, বিকৃতির সময় সহজেই ফাটল ধরে এবং এর বিকৃতি প্রতিরোধ ক্ষমতা বেশি হওয়ায়, উচ্চ টনেজের ফোর্জিং যন্ত্রপাতির প্রয়োজন হয়।

৩. উষ্ণ ফোরজিং

স্বাভাবিক তাপমাত্রার চেয়ে বেশি কিন্তু পুনঃস্ফটিকীকরণ তাপমাত্রা অতিক্রম না করে যে তাপমাত্রায় ফোরজিং করা হয়, তাকে ওয়ার্ম ফোরজিং বলা হয়। এক্ষেত্রে ধাতুটিকে আগে থেকে উত্তপ্ত করা হয় এবং উত্তাপের তাপমাত্রা হট ফোরজিংয়ের চেয়ে অনেক কম থাকে। ওয়ার্ম ফোরজিংয়ের নির্ভুলতা বেশি, পৃষ্ঠতল মসৃণ হয় এবং এর বিকৃতি প্রতিরোধ ক্ষমতা কম।

৪. সমতাপীয় ফোরজিং

আইসোথার্মাল ফোর্জিং পুরো ফর্মিং প্রক্রিয়া জুড়ে ব্ল্যাঙ্কের তাপমাত্রা স্থির রাখে। একই তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট কিছু ধাতুর উচ্চ প্লাস্টিসিটির পূর্ণ ব্যবহার করা অথবা বিশেষ কাঠামো ও বৈশিষ্ট্য অর্জন করার জন্যই আইসোথার্মাল ফোর্জিং করা হয়। আইসোথার্মাল ফোর্জিং-এর জন্য ছাঁচ এবং কাঁচামালকে একটি স্থির তাপমাত্রায় রাখতে হয়, যার ফলে খরচ অনেক বেশি হয় এবং এটি শুধুমাত্র বিশেষ ফোর্জিং প্রক্রিয়া, যেমন সুপারপ্লাস্টিক ফর্মিং-এর জন্য ব্যবহৃত হয়।

ফোর্জিংয়ের বৈশিষ্ট্য

ফোর্জিং ধাতুর গঠন পরিবর্তন করতে এবং এর বৈশিষ্ট্য উন্নত করতে পারে। ইনগটকে হট ফোর্জিং করার পর, ঢালাই অবস্থায় থাকা এর প্রাথমিক শিথিলতা, ছিদ্র, মাইক্রো-ফাটল ইত্যাদি সংকুচিত বা ঝালাই হয়ে যায়। এর ফলে মূল ডেনড্রাইটগুলো ভেঙে যায়, যা দানাগুলোকে আরও সূক্ষ্ম করে তোলে। একই সাথে, মূল কার্বাইড সেগ্রিগেশন এবং অসম বন্টন পরিবর্তিত হয়। এর ফলে গঠনটি সুষম হয় এবং এমন ফোর্জিং পাওয়া যায় যা ঘন, সুষম, সূক্ষ্ম, সার্বিকভাবে উন্নত কর্মক্ষমতাসম্পন্ন এবং ব্যবহারে নির্ভরযোগ্য। হট ফোর্জিং দ্বারা বিকৃত হওয়ার পর, ধাতুটির একটি তন্তুময় গঠন থাকে। কোল্ড ফোর্জিং দ্বারা বিকৃতির পর, ধাতব ক্রিস্টালগুলো সুশৃঙ্খল হয়ে ওঠে।

ফোর্জিং হলো ধাতুকে প্লাস্টিকভাবে প্রবাহিত করে কাঙ্ক্ষিত আকৃতির একটি ওয়ার্কপিস তৈরি করা। বাহ্যিক বলের কারণে প্লাস্টিক প্রবাহ ঘটার পর ধাতুর আয়তন পরিবর্তিত হয় না এবং ধাতু সর্বদা সর্বনিম্ন প্রতিরোধের অংশের দিকে প্রবাহিত হয়। উৎপাদনে, এই নিয়মগুলো অনুসারে ওয়ার্কপিসের আকৃতি নিয়ন্ত্রণ করা হয়, যার মাধ্যমে পুরুত্ব বৃদ্ধি, প্রসারণ, স্ফীতি, বাঁকানো এবং ডিপ ড্রয়িং-এর মতো বিকৃতি ঘটানো হয়।

ফোর্জ করা ওয়ার্কপিসের আকার নির্ভুল এবং এটি ব্যাপক উৎপাদন সংগঠিত করার জন্য সহায়ক। ফোর্জিং, এক্সট্রুশন এবং স্ট্যাম্পিং-এর মতো প্রয়োগক্ষেত্রে মোল্ড গঠনের মাত্রা নির্ভুল ও স্থিতিশীল হয়। বিশেষায়িত বা ব্যাপক উৎপাদন সংগঠিত করার জন্য উচ্চ-দক্ষতাসম্পন্ন ফোর্জিং যন্ত্রপাতি এবং স্বয়ংক্রিয় ফোর্জিং উৎপাদন লাইন ব্যবহার করা যেতে পারে।

সাধারণত ব্যবহৃত ফোর্জিং যন্ত্রপাতির মধ্যে রয়েছে ফোর্জিং হ্যামার,হাইড্রোলিক প্রেসএবং মেকানিক্যাল প্রেস। ফোরজিং হ্যামারের আঘাতের গতি বেশি, যা ধাতুর প্লাস্টিক প্রবাহের জন্য উপকারী, কিন্তু এটি কম্পন তৈরি করে। হাইড্রোলিক প্রেস স্ট্যাটিক ফোরজিং ব্যবহার করে, যা ধাতুর মধ্য দিয়ে ফোরজিং করতে এবং এর গঠন উন্নত করতে সহায়ক। এর কাজ স্থিতিশীল, কিন্তু উৎপাদনশীলতা কম। মেকানিক্যাল প্রেসের একটি নির্দিষ্ট স্ট্রোক থাকে এবং এতে যান্ত্রিকীকরণ ও স্বয়ংক্রিয়করণ বাস্তবায়ন করা সহজ।

ফোর্জিং প্রযুক্তির উন্নয়ন প্রবণতা

১) ফোর্জ করা যন্ত্রাংশের অন্তর্নিহিত গুণমান উন্নত করা, প্রধানত সেগুলোর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য (শক্তি, নমনীয়তা, দৃঢ়তা, ক্লান্তি প্রতিরোধ ক্ষমতা) এবং নির্ভরযোগ্যতা বৃদ্ধি করা।
এর জন্য ধাতুর প্লাস্টিক বিকৃতি তত্ত্বের আরও ভালো প্রয়োগ প্রয়োজন। সহজাতভাবে উন্নত মানের উপকরণ, যেমন ভ্যাকুয়াম-ট্রিটেড স্টিল এবং ভ্যাকুয়াম-মেল্টেড স্টিল ব্যবহার করুন। প্রি-ফোর্জিং হিটিং এবং ফোর্জিং হিট ট্রিটমেন্ট সঠিকভাবে সম্পন্ন করুন। ফোর্জ করা অংশগুলির আরও কঠোর এবং ব্যাপক নন-ডেসট্রাকটিভ টেস্টিং করুন।

২) প্রিসিশন ফোর্জিং এবং প্রিসিশন স্ট্যাম্পিং প্রযুক্তির আরও উন্নয়ন করা। যন্ত্রাংশ শিল্পের জন্য উপকরণের ব্যবহার বৃদ্ধি, শ্রম উৎপাদনশীলতা বাড়ানো এবং শক্তি খরচ কমানোর ক্ষেত্রে নন-কাটিং প্রক্রিয়াকরণ হলো সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ ও দিকনির্দেশনা। ফোর্জিং ব্ল্যাঙ্কের নন-অক্সিডেটিভ হিটিং, সেইসাথে উচ্চ-কঠিনতা সম্পন্ন, ক্ষয়-প্রতিরোধী, দীর্ঘস্থায়ী মোল্ড উপকরণ এবং পৃষ্ঠতল প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতির উন্নয়ন, প্রিসিশন ফোর্জিং এবং প্রিসিশন স্ট্যাম্পিংয়ের প্রয়োগ প্রসারে সহায়ক হবে।

৩) উচ্চতর উৎপাদনশীলতা ও স্বয়ংক্রিয়তা সম্পন্ন ফোর্জিং সরঞ্জাম এবং ফোর্জিং উৎপাদন লাইন তৈরি করুন। বিশেষায়িত উৎপাদনের অধীনে, শ্রম উৎপাদনশীলতা ব্যাপকভাবে উন্নত হয় এবং ফোর্জিং খরচ হ্রাস পায়।

৪) নমনীয় ফোর্জিং ফর্মিং সিস্টেম তৈরি করা (গ্রুপ টেকনোলজি, র‍্যাপিড ডাই চেঞ্জ ইত্যাদি প্রয়োগ করে)। এটি উচ্চ-দক্ষ এবং অত্যন্ত স্বয়ংক্রিয় ফোর্জিং সরঞ্জাম বা উৎপাদন লাইন ব্যবহার করে বহু-বৈচিত্র্যপূর্ণ ও স্বল্প-পরিমাণের ফোর্জিং উৎপাদনকে সম্ভব করে তোলে। এর উৎপাদনশীলতা এবং অর্থনৈতিক দিককে ব্যাপক উৎপাদনের কাছাকাছি পর্যায়ে নিয়ে আসে।

৫) পাউডার মেটালার্জি উপকরণ (বিশেষ করে দ্বি-স্তর ধাতব পাউডার), তরল ধাতু, ফাইবার-শক্তিশালী প্লাস্টিক এবং অন্যান্য যৌগিক উপকরণের ফোর্জিং প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতির মতো নতুন উপকরণ উদ্ভাবন করা। সুপারপ্লাস্টিক ফর্মিং, উচ্চ-শক্তি ফর্মিং এবং অভ্যন্তরীণ উচ্চ-চাপ ফর্মিং-এর মতো প্রযুক্তি উদ্ভাবন করা।