सतह अखंडता

सतह की अखंडता विनिर्माण प्रक्रिया द्वारा संशोधित किए जाने के बाद वर्कपीस की सतह की स्थिति है। यह शब्द 1964 में माइकल फील्ड और जॉन एफ. काहल्स द्वारा गढ़ा गया था।

किसी वर्कपीस या वस्तु की सतह की अखंडता सामग्री के गुणों को बदल देती है। सतह की अखंडता में परिवर्तन के परिणाम मैकेनिकल इंजीनियरिंग डिजाइन समस्या हैं, किंतु उन गुणों का संरक्षण विनिर्माण विचार है।

सतह की अखंडता किसी हिस्से के कार्य पर बहुत बड़ा प्रभाव डाल सकती है; उदाहरण के लिए, इनकोनेल 718 में फटीग की सीमा 540 MPa जितनी अधिक हो सकती है या इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (ईडीएम) के बाद 150 MPa जितनी कम हो सकती है।

परिभाषा
सतह की अखंडता के दो पहलू हैं: स्थलाकृति विशेषताएँ और सतह परत विशेषताएँ। स्थलाकृति सतह के खुरदरेपन, लहरदारपन, रूप की त्रुटियों और दोषों से बनी होती है। सतह परत की विशेषताएं जो प्रसंस्करण के माध्यम से बदल सकती हैं वे प्लास्टिक विरूपण, अवशिष्ट तनाव, दरारें, कठोरता, अतिकाल प्रभावन, चरण परिवर्तन, पुनर्क्रिस्टलीकरण (धातुकर्म), इंटरग्रेनुलर आक्रमण और हाइड्रोजन एमब्रिटिलमेन्ट हैं। जब मशीनिंग जैसी पारंपरिक विनिर्माण प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है, तो सतह की परत स्थानीय प्लास्टिक विरूपण को बनाए रखती है।

सतह की अखंडता को प्रभावित करने वाली प्रक्रियाओं को आसानी से तीन वर्गों में विभाजित किया जा सकता है: पारंपरिक प्रक्रियाएं, गैर-पारंपरिक प्रक्रियाएं और फिनिशिंग उपचार। पारंपरिक प्रक्रियाओं को उन प्रक्रियाओं के रूप में परिभाषित किया जाता है जहां उपकरण वर्कपीस की सतह से संपर्क करता है; उदाहरण के लिए: पीसना (अपघर्षक कटाई), मोड़ना, और मशीनिंग। ये प्रक्रियाएं केवल सतह की अखंडता को हानि पहुंचाएंगी यदि अनुचित मापदंडों का उपयोग किया जाता है, जैसे कि सुस्त उपकरण, बहुत अधिक फ़ीड गति, अनुचित शीतलक या स्नेहन, या गलत पीस व्हील की कठोरता। गैर-पारंपरिक प्रक्रियाओं को उन प्रक्रियाओं के रूप में परिभाषित किया जाता है जहां उपकरण वर्कपीस से संपर्क नहीं करता है; इस प्रकार की प्रक्रिया के उदाहरणों में ईडीएम, इलेक्ट्रोकेमिकल मशीनिंग और रासायनिक मिलिंग सम्मिलित हैं। प्रक्रियाओं को कैसे नियंत्रित किया जाता है, इसके आधार पर ये प्रक्रियाएं अलग-अलग सतह अखंडता उत्पन्न करती है; उदाहरण के लिए, वे तनाव-मुक्त सतह, पिघली हुई सतह, या अत्यधिक सतह खुरदरापन छोड़ सकते हैं। फिनिशिंग उपचारों को उन प्रक्रियाओं के रूप में परिभाषित किया जाता है जो पारंपरिक और गैर-पारंपरिक प्रक्रियाओं द्वारा प्रदान की गई सतह फिनिश को नकारती हैं या सतह की अखंडता में सुधार करती हैं। उदाहरण के लिए, कंप्रेसिव अवशिष्ट तनाव को पीनिंग या रोलर बर्निशिंग के माध्यम से बढ़ाया जा सकता है या ईडीएमिंग द्वारा छोड़ी गई रीकास्ट परत को रासायनिक मिलिंग के माध्यम से हटाया जा सकता है।

फ़िनिशिंग उपचार विभिन्न प्रकार से वर्कपीस की सतह को प्रभावित कर सकते हैं। कुछ दोषों को साफ करते हैं और/या हटाते हैं, जैसे खरोंच, छिद्र, गड़गड़ाहट (धातु), फ्लैश (विनिर्माण), या दोष। अन्य प्रक्रियाएं चिकनाई, बनावट या रंग में सुधार करके सतह की उपस्थिति में सुधार या संशोधन करती हैं। वे संक्षारण प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध में भी सुधार कर सकते हैं या घर्षण को कम कर सकते हैं। कोटिंग्स अन्य प्रकार का फिनिशिंग उपचार है जिसका उपयोग किसी बहुमूल्य या दुर्लभ सामग्री को कम बहुमूल्य आधार सामग्री पर चढ़ाने के लिए किया जा सकता है।

चर
विनिर्माण प्रक्रियाओं में पाँच मुख्य चर होते हैं: वर्कपीस, उपकरण, मशीन उपकरण, पर्यावरण और प्रक्रिया चर। ये सभी चर निम्न का उत्पादन करके वर्कपीस की सतह की अखंडता को प्रभावित कर सकते हैं:


 * विभिन्न मशीनिंग प्रक्रियाओं में सम्मिलित उच्च तापमान
 * वर्कपीस में प्लास्टिक विरूपण (अवशिष्ट तनाव)
 * सतह ज्यामिति (खुरदरापन, दरारें, विरूपण)
 * रासायनिक प्रतिक्रियाएँ, विशेष रूप से उपकरण और वर्कपीस के बीच