লেজার ক্ল্যাডিংয়ের জন্য লোহা-ভিত্তিক পাউডার এবং নিকেল-ভিত্তিক পাউডারের মধ্যে পার্থক্য

ঢালাই লোহার যন্ত্রাংশের লেজার ক্ল্যাডিং-এর ক্ষেত্রে, লোহা-ভিত্তিক পাউডার এবং নিকেল-ভিত্তিক পাউডারের নির্বাচন ক্ল্যাডিং স্তরের কার্যকারিতা, প্রয়োগের ক্ষেত্র এবং খরচকে সরাসরি প্রভাবিত করে। উভয়ের মধ্যকার মূল পার্থক্য তাদের গঠন, কার্যকারিতা, প্রক্রিয়ার সাথে খাপ খাওয়ানোর ক্ষমতা এবং প্রয়োগের ক্ষেত্রে নিম্নরূপভাবে প্রতিফলিত হয়:

১. উপাদানে পার্থক্য

২. কোর পারফরম্যান্স তুলনা

১) যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য

লোহা-ভিত্তিক গুঁড়া:

• উচ্চ কাঠিন্য (HRC ৩০-৬০, উপাদানের সমন্বয়ের মাধ্যমে, উচ্চ Cr, Mo টাইপ HRC ৫০ বা তার বেশি হতে পারে), ভালো ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা;

• এর শক্তি ঢালাই লোহার ম্যাট্রিক্সের (টান শক্তি ৫০০-১০০০ মেগাপ্যাসকেল) কাছাকাছি, ঢালাই লোহার সাথে এর ধাতুবিদ্যাগত সামঞ্জস্য ভালো, এবং ক্ল্যাডিং স্তর ও ম্যাট্রিক্সের মধ্যে বন্ধন শক্তি বেশি (সাধারণত >৩০০ মেগাপ্যাসকেল);

• মাঝারি ভঙ্গুরতা ও উচ্চ কাঠিন্যের মডেলগুলিতে নির্দিষ্ট ফাটল সংবেদনশীলতা থাকতে পারে (চাপ কমাতে ক্ল্যাডিং প্রক্রিয়াটি নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন)।

নিকেল-ভিত্তিক পাউডার:

• মাঝারি কাঠিন্য (HRC ২০-৪৫, নিম্ন সংকর প্রকারটি নরম, উচ্চ Cr, W প্রকার HRC ৪০-৫০ পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে), কিন্তু চমৎকার দৃঢ়তা, লোহা-ভিত্তিক পাউডারের চেয়ে ভালো অভিঘাত প্রতিরোধ ক্ষমতা;

• উচ্চ সংকর লোহা-ভিত্তিক পাউডারের (৪০০-৮০০ মেগাপ্যাসকেল) তুলনায় এর প্রসার্য শক্তি সামান্য কম, কিন্তু নমনীয়তা ভালো (প্রসারণ > ১০%, যেখানে লোহা-ভিত্তিক পাউডারের ক্ষেত্রে এটি সাধারণত

• ঢালাই লোহার সাথে বন্ধন শক্তি কিছুটা কম (সাধারণত ২০০-৩০০ এমপিএ), কিন্তু ফাটলের প্রতি সংবেদনশীলতা কম এবং সহজে শীতল ফাটল তৈরি হয় না (নিকেলের দৃঢ়তা এবং কম পীড়ন বৈশিষ্ট্যের কারণে)।

২) ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা

লোহা-ভিত্তিক পাউডার: মাঝারি ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা। সাধারণ লোহা-ভিত্তিক পাউডার (কম ক্রোমিয়াম) বায়ুমণ্ডলীয় এবং মিঠা পানির ক্ষয়ের বিরুদ্ধে ভালো প্রতিরোধ ক্ষমতা রাখে, কিন্তু অম্লীয় এবং ক্ষারীয় পরিবেশে এতে মরিচা পড়ার প্রবণতা থাকে। উচ্চ ক্রোমিয়ামযুক্ত প্রকারের (ক্রোমিয়ামের পরিমাণ > ১২%) ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত, কিন্তু তা সত্ত্বেও নিকেল-ভিত্তিক পাউডারের মতো ভালো নয়।

নিকেল-ভিত্তিক পাউডার: চমৎকার ক্ষয়রোধী ক্ষমতা, বিশেষ করে উচ্চ তাপমাত্রা, আর্দ্র, অম্লীয় এবং ক্ষারীয় (যেমন জৈব অ্যাসিড, মৃদু ক্ষার) পরিবেশে (কারণ নিকেল এবং ক্রোমিয়াম একটি ঘন অক্সাইড স্তর তৈরি করে), যা ক্ষয়কারী অবস্থার জন্য উপযুক্ত।

৩) তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা

লোহা-ভিত্তিক পাউডার: সাধারণ তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা, দীর্ঘমেয়াদী কাজের তাপমাত্রা সাধারণত

নিকেল-ভিত্তিক পাউডার: শক্তিশালী তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা, ৬০০-১০০০℃ এর উচ্চ তাপমাত্রার পরিবেশে স্থিতিশীলভাবে কাজ করতে পারে (যেমন Cr এবং W উপাদানযুক্ত নিকেল-ভিত্তিক পাউডার, চমৎকার জারণ-প্রতিরোধ এবং তাপীয় ক্লান্তি প্রতিরোধ ক্ষমতা সম্পন্ন)।

৪) ঢালাই লোহার ম্যাট্রিক্সের সাথে সামঞ্জস্য

লোহা-ভিত্তিক পাউডার: এর তাপীয় প্রসারণ সহগ ঢালাই লোহার (Fe-ভিত্তিক) কাছাকাছি (লোহা-ভিত্তিক পাউডারের ক্ষেত্রে প্রায় ১১-১৪×১০⁻⁶/℃, ঢালাই লোহার ক্ষেত্রে প্রায় ১০-১২×১০⁻⁶/℃), ক্ল্যাডিংয়ের সময় তাপীয় পীড়ন কম থাকে, তাপীয় প্রসারণের পার্থক্যের কারণে সহজে ফাটল ধরে না (বিশেষত পুরু ক্ল্যাডিং স্তরের জন্য উপযুক্ত)।

নিকেল-ভিত্তিক পাউডার: এর তাপীয় প্রসারণ সহগ তুলনামূলকভাবে বেশি (প্রায় ১৩-১৬×১০⁻⁶/℃), যা ঢালাই লোহা থেকে কিছুটা ভিন্ন। পুরু ক্ল্যাডিংয়ের সময় তাপীয় পীড়নের কারণে এতে সহজে ফাটল ধরে, যা প্রিহিটিং, ধীর শীতলীকরণ বা স্তরযুক্ত ক্ল্যাডিংয়ের মাধ্যমে প্রশমিত করা প্রয়োজন।

৩. প্রক্রিয়া অভিযোজনযোগ্যতার পার্থক্য

লোহা-ভিত্তিক গুঁড়া:

• লেজার শক্তির প্রতি কম সংবেদনশীলতা, গলিত পুলের মাঝারি তরলতা, সহজে একটি সমতল ক্ল্যাডিং স্তর গঠন করা যায়;

• এতে Si এবং B-এর মতো জারণ-বিজারক উপাদান রয়েছে, এবং ঢালাই লোহায় থাকা C এবং S-এর মতো অপদ্রব্যের প্রতি এর উচ্চ সহনশীলতা রয়েছে (সহজে ছিদ্র তৈরি হয় না);

• ক্ল্যাডিং স্তরের মিশ্রণের হার (ক্ল্যাডিং স্তরে মিশ্রিত মূল ধাতুর অনুপাত) নিয়ন্ত্রণ করা মাঝারিভাবে কঠিন, যা সাধারণত ১০%-২০% এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা হয় (এর পরিমাণ খুব বেশি হলে কাঠিন্য কমে যেতে পারে)।

নিকেল-ভিত্তিক পাউডার:

• উচ্চ লেজার শোষণ হার, গলিত পুলের ভালো প্রবাহযোগ্যতা (বিশেষ করে বোরন (B) এবং সিলিকন (Si) যুক্ত নিকেল-ভিত্তিক পাউডারের ক্ষেত্রে), যার ফলে সহজে পাতলা এবং অভিন্ন ক্ল্যাডিং স্তর তৈরি করা যায়;

• ঢালাই লোহায় থাকা কার্বনের (C) প্রতি সংবেদনশীল। যদি ম্যাট্রিক্সে কার্বনের পরিমাণ বেশি থাকে (যেমন গ্রে কাস্ট আয়রন), তবে ক্ল্যাডিং স্তরে কার্বনের ব্যাপনের কারণে সহজেই ভঙ্গুর দশা (যেমন নেটওয়ার্ক কার্বাইড) তৈরি হতে পারে। ডাইলুশন রেট (যা সাধারণত ১০%-এর কম হওয়া প্রয়োজন) কমানোর জন্য লেজারের প্যারামিটারগুলো (যেমন পাওয়ার কমানো এবং স্ক্যানিং স্পিড বাড়ানো) কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা আবশ্যক।

• ঢালাই লোহায় থাকা সালফারের (S) সাথে সহজেই বিক্রিয়া করে নিম্ন গলনাঙ্কের ইউটেক্টিক (যেমন Ni₃S₂) গঠন করে, যার ফলে তাপীয় ফাটল দেখা দেয়। ঢালাই লোহার যন্ত্রাংশের প্রাক-প্রক্রিয়াকরণের সময় পৃষ্ঠের সালফাইডগুলি অপসারণ করা নিশ্চিত করা প্রয়োজন।

৪. ব্যয় এবং প্রয়োগের পরিস্থিতি

সারসংক্ষেপ

• লোহা-ভিত্তিক পাউডার পছন্দ করা হয়: যখন কম খরচ এবং উচ্চ ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা চাওয়া হয়, এবং কাজের পরিবেশে তীব্র ক্ষয় বা উচ্চ তাপমাত্রার প্রয়োজন হয় না (যেমন সাধারণ যান্ত্রিক যন্ত্রাংশ মেরামত)।

• নিকেল-ভিত্তিক পাউডার পছন্দ করা হয়: যখন ক্ষয় প্রতিরোধ, তাপ প্রতিরোধ বা উচ্চ দৃঢ়তার প্রয়োজন হয় এবং উচ্চতর খরচ গ্রহণযোগ্য থাকে (যেমন বিশেষ কার্যপরিবেশে সূক্ষ্ম ঢালাই লোহার যন্ত্রাংশ শক্তিশালী করার ক্ষেত্রে)।