पेन के लिए टंगस्टन कार्बाइड गेंदों का पैरामीटर विश्लेषण

उद्योग मानक में गेंद के व्यास की स्वीकार्य त्रुटि को एक ही बैच और विभिन्न बैचों में विभाजित किया गया है। एक ही बैच के लिए स्वीकार्य सीमा {{0}}.5 ~ 0μm है, और विभिन्न बैचों के लिए स्वीकार्य सीमा -2 ~ 0μm है। वास्तविक उत्पादन में, हम किसी न किसी गेंदों को पीसने और चमकाने के माध्यम से एक निश्चित आकार और चिकनी सतह के साथ तैयार गेंदों में संसाधित करते हैं। यह प्रक्रिया एक ऊर्ध्वाधर चक्की का उपयोग करती है, और बड़े पीसने वाली डिस्क वाले उपकरण एक ही समय में अधिक मोतियों को संसाधित कर सकते हैं। एक उदाहरण के रूप में डिंगशेन के 0.5 मिमी डीएस -5 तटस्थ मोतियों को लेते हुए, जब 600 मिमी व्यास वाले पीसने वाले डिस्क का उपयोग करते हैं, तो एक बार में 2 मिलियन से 3 मिलियन मोतियों को पीसा जा सकता है (चित्र 1 देखें)। 400 मिमी व्यास वाली पारंपरिक पीसने वाली डिस्क 800,000 अनाज तक पीस सकती है इसलिए, बड़े पीसने वाले उपकरणों का उपयोग करना निर्माता की पसंद है। एक प्रवृत्ति चुनें। मोतियों के विभिन्न बैचों की व्यास त्रुटि अपेक्षाकृत बड़ी है, लेकिन अगर आप ऑपरेटिंग नियमों का सख्ती से पालन करते हैं तो इसे -0.5μm और 0μm के बीच नियंत्रित करना मुश्किल नहीं है।

गेंद की गोलाई एक ऐसा मुद्दा है जिसे कई उपयोगकर्ता बहुत महत्व देते हैं। वास्तव में, क्योंकि पीसने की प्रक्रिया में गेंदों का अव्यवस्थित रोलिंग घर्षण शामिल होता है, इसलिए तैयार गेंदों की गोलाई अपेक्षाकृत बहुत अधिक होती है। उद्योग मानक गेंद की गोलाई के मापन पर विस्तृत निर्देश प्रदान नहीं करता है। यह केवल {{0}}.01μm से कम के रिज़ॉल्यूशन वाले गोलाई मीटर या समकक्ष प्रदर्शन वाले प्रायोगिक उपकरण का उपयोग करने की आवश्यकता का उल्लेख करता है, और 0.4 μm से कम या उसके बराबर की गोलाई की आवश्यकता प्रदान करता है। वास्तव में गेंद की गोलाई को मापने में कठिनाई यह है कि पारंपरिक गोलाई मीटर द्वारा आवश्यक नमूना आकार बड़ा है, और पेन गेंदों का व्यास ज्यादातर 0.2 मिमी और 1.4 मिमी के बीच होता है, जो सामान्य गोलाई मीटर की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता है। हालांकि, उत्पादन प्रक्रिया के दौरान, गोलाई की समस्या को गेंद के व्यास की समस्या में बदला जा सकता है। यदि गोलाई विचलन बड़ा है, तो इसे उच्च परिशुद्धता वाली गेंद स्क्रीनिंग मशीन पर पूरी तरह से पता लगाया जा सकता है। यह सतह दोषों के अनुपात के निम्नलिखित विश्लेषण में समझाया गया है। लेफ्टिनेंट जनरल एक महत्वपूर्ण विवरण देंगे।

टंगस्टन कार्बाइड गेंदों को पाउडर धातु विज्ञान विनिर्माण प्रौद्योगिकी के माध्यम से संसाधित किया जाता है और उनकी कठोरता उच्च होती है, आम तौर पर 1400 विकर्स से ऊपर। कच्चे माल के कण आकार और सिंटरिंग प्रक्रिया का गेंदों की कठोरता पर बहुत प्रभाव पड़ेगा। टाइटेनियम मिश्र धातुओं में टंगस्टन मिश्र धातुओं की तुलना में अधिक कठोरता होती है, और उच्च दबाव वाली सिंटरिंग प्रक्रियाओं का उपयोग करने वाली गेंदें पारंपरिक वैक्यूम सिंटर गेंदों की तुलना में भी अधिक कठोर होती हैं। आमतौर पर यह माना जाता है कि गेंद की कठोरता और पहनने के प्रतिरोध के बीच सीधा संबंध है, लेकिन यह पूरी तरह से सही नहीं है। गेंद की कठोरता का लेखन प्रदर्शन के साथ कोई स्पष्ट संबंध नहीं है, और उच्च कठोरता वाले बॉल पेन टिप में बेहतर पहनने का प्रतिरोध नहीं हो सकता है।

कठोरता किसी पदार्थ की स्थानीय विकृति का प्रतिरोध करने की क्षमता को संदर्भित करती है। कठोरता पदार्थ की संरचना और संरचना से संबंधित है। सीमेंटेड कार्बाइड की कठोरता को आम तौर पर विकर्स कठोरता विधि का उपयोग करके मापा जाता है। एक वर्ग पिरामिडल डायमंड इंडेंटर को एक परीक्षण बल के साथ नमूने की सतह पर दबाया जाता है, और एक निर्दिष्ट समय के लिए इसे बनाए रखने के बाद परीक्षण बल को हटा दिया जाता है। नमूने की सतह पर इंडेंटेशन की विकर्ण लंबाई के अनुसार सामग्री की कठोरता को मापें। लेखन के दौरान पेन की नोक पर गेंद के घिसने का वास्तव में कठोरता से कोई लेना-देना नहीं है, लेकिन यह तीन पहलुओं पर निर्भर करता है:

1. गेंद का स्याही ले जाने वाला प्रदर्शन: स्याही गेंद और कलम की नोक के बीच घर्षण में एक चिकनाई की भूमिका निभाती है। यदि गेंद और स्याही की गीलापन क्षमता खराब है और चिकनाई प्रभाव स्पष्ट नहीं है, तो कलम की नोक पर गेंद का घिसाव तेज हो जाएगा। इसके विपरीत, अच्छी स्याही आत्मीयता स्नेहन प्रभाव को बढ़ाएगी और कलम की नोक के घिसाव को एक निश्चित सीमा तक कम करेगी। इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि नमी का प्रभाव केवल स्याही की मात्रा में नहीं देखा जा सकता है, बल्कि गेंद की सतह पर स्याही के पालन करने की क्षमता को संदर्भित करता है।

2. बॉल पाउडर कच्चे माल का कण आकार: कच्चे माल के कण जितने बड़े होंगे, पेन टिप पर पहनने का प्रभाव उतना ही अधिक स्पष्ट होगा। उदाहरण के लिए, डिंगशेन डीएस-8 टाइटेनियम मिश्र धातु तैलीय गेंदें मध्यम आकार के टाइटेनियम कार्बाइड पाउडर का उपयोग करती हैं, और गेंद की कठोरता 1800 विकर्स से ऊपर होती है; डीएस-5 टंगस्टन कार्बाइड तटस्थ गेंदें कच्चे माल के रूप में अल्ट्रा-फाइन टंगस्टन कार्बाइड पाउडर का उपयोग करती हैं, और गेंद की कठोरता विक्टोरिनॉक्स 1600-1800 के बीच होती है। हालाँकि टाइटेनियम मिश्र धातु गेंदों की कठोरता अधिक होती है, लेकिन यह पेन टिप पर अधिक पहनने का कारण बनेगी, इसलिए हम आम तौर पर बेहतर स्नेहन प्रभाव के साथ तेल आधारित स्याही के साथ इसका उपयोग करने की सलाह देते हैं।

3. बॉल फ़िनिश: बॉल की सतह फ़िनिश पेन टिप के घिसाव पर एक विरोधाभासी घटना है। हालाँकि चिकनी बॉल की सतह पेन टिप पर घिसाव को कम करेगी, लेकिन यह थोड़ी मात्रा में स्याही भी पैदा करेगी, जिससे पेन टिप पर घिसाव बढ़ जाएगा। इसलिए, तटस्थ/पानी आधारित स्याही को भी चिकनीता Ra के साथ 0.012 से अधिक या बराबर होना चाहिए। मोती जितने चिकने होंगे, उतना अच्छा होगा। वास्तव में, कई निर्माता बॉल की सतह की खुरदरापन से उत्पादित स्याही की मात्रा को नियंत्रित करेंगे। इस समय, पेन टिप के घिसाव की समस्या को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

मेटलोग्राफी मिश्र धातु के भीतर उन घटकों को संदर्भित करती है जिनमें समान रासायनिक संरचना और भौतिक गुण होते हैं, जो एक दूसरे से इंटरफेस द्वारा अलग होते हैं, और समान रूप से वितरित होते हैं। मेटलोग्राफिक माइक्रोस्कोप (चित्र 2 देखें) के तहत देखी गई आंतरिक संरचना को मेटलोग्राफिक संरचना कहा जाता है। मेटलोग्राफिक परीक्षण गेंदों के प्रदर्शन का न्याय करने का एक महत्वपूर्ण साधन है। गेंदों के प्रत्येक बैच को पीसने और चमकाने से पहले मेटलोग्राफिक विश्लेषण के अधीन किया जाता है, जो गेंदों के पहनने के प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और पॉलिशिंग के दौरान सतह खत्म होने के अपेक्षित प्रभाव का पहले से अनुमान लगा सकता है।

उद्योग मानक मेटलोग्राफिक परीक्षण परिणामों के लिए तीन आवश्यकताओं को सामने रखता है, अर्थात् A04, B04, और C04 [2] के मानकों को पूरा करना। उनमें से, A04 का मतलब है कि 0 ~ 10μm की सीमा में छिद्र का अनुपात 0.06% से अधिक नहीं है, B04 का मतलब है कि 10μm ~ 25μm की सीमा में छिद्र का अनुपात 0.06% से अधिक नहीं है, और C04 का मतलब है कि मुक्त कार्बन का अनुपात 0.06% से अधिक नहीं है। यह मानक वास्तव में अपेक्षाकृत ढीला है, क्योंकि छिद्रों और मुक्त कार्बन की उपस्थिति से मनका चमकाने में खराबी आएगी और मिश्र धातु का संक्षारण प्रतिरोध कम हो जाएगा। विशेष रूप से, तटस्थ / पानी आधारित मोतियों को उच्च सतह खत्म की आवश्यकता होती है। छिद्र और मुक्त कार्बन मोतियों की सतह पर गड्ढे पैदा करेंगे, जो स्याही की मात्रा की स्थिरता को प्रभावित करेगा।

डिंगशेन बॉल ने 2012 में उच्च दबाव वाले सिंटरिंग प्रक्रिया को अपनाने के बाद से अपने मेटलोग्राफिक परीक्षण मानकों को उन्नत किया है। सभी परीक्षण वस्तुओं को A00, B00, और C00 (चित्र 3 देखें) के मानकों को पूरा करना चाहिए, अर्थात, कोई रिक्त स्थान और मुक्त कार्बन नहीं होना चाहिए। , यह सुनिश्चित करने के लिए कि उच्च चिकनाई आवश्यकताओं वाली गेंदों में एक समान सतह मानक हैं।

माइक्रोस्ट्रक्चर भी सीमेंटेड कार्बाइड के गुणों का विश्लेषण करने का एक महत्वपूर्ण तरीका है: चरण और चरण के कण आकार जितना महीन होता है, संरचना का वितरण उतना ही समान होता है, यह दर्शाता है कि मोती सघन हैं (चित्र 4 देखें) और बेहतर पहनने का प्रतिरोध होगा; एटा चरण और कोबाल्ट पूल का अस्तित्व सीधे गेंद के संक्षारण प्रतिरोध से संबंधित है।

इसलिए, अपर्याप्त प्रक्रिया नियंत्रण के कारण एक निश्चित बैच में गुणवत्ता की समस्याओं को रोकने के लिए टंगस्टन कार्बाइड गेंदों की उत्पादन प्रक्रिया के दौरान उपर्युक्त सूक्ष्म संरचना का कड़ाई से परीक्षण और विश्लेषण किया जाना चाहिए। तालिका 2 सीमेंटेड कार्बाइड में प्रत्येक चरण के महत्व का विवरण है

पेन बनाने वाली कंपनियाँ आम तौर पर तैयार पेन के वास्तविक उपयोग प्रभाव के माध्यम से गेंदों के पहनने-प्रतिरोध और संक्षारण-प्रतिरोध का न्याय करती हैं, जबकि बॉल निर्माताओं को कारखाने छोड़ने से पहले सिद्धांत विश्लेषण के माध्यम से गेंदों के प्रदर्शन को निर्धारित करना चाहिए। यह एकमात्र तरीका है। केवल इस तरह से गुणवत्ता दुर्घटनाओं को यथासंभव कम किया जा सकता है।

गेंद की सतह की फिनिश स्याही उत्पादन की मात्रा पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है। कुछ परिस्थितियों में, यह पेन टिप के घिसाव की डिग्री को भी प्रभावित करती है। उद्योग मानक में सतह की फिनिश की परिभाषा को चार स्तरों में विभाजित किया गया है। विवरण के लिए, तालिका 1. कॉलम में 5.4 सतह खुरदरापन 1 देखें। सामान्य परिस्थितियों में, कम चिपचिपाहट वाली स्याही का उपयोग चिकनी गेंद की सतह के साथ किया जाता है, और उच्च चिपचिपाहट वाली स्याही का उपयोग खुरदरी गेंद की सतह के साथ किया जाता है। इसलिए, तटस्थ और पानी आधारित गेंदें आम तौर पर Ra0.012 सतह का उपयोग करती हैं, और तैलीय और मध्यम तेल Ra0.025 या Ra0.050. s सतह का उपयोग करते हैं।

वास्तविक उत्पादन में, विशिष्ट संख्यात्मक मान वास्तव में गेंद की सतह की चिकनाई का संकेत नहीं दे सकते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि अब तक कोई उपयुक्त चिकनाई मापने वाला उपकरण नहीं है जो इतने छोटे व्यास वाली गेंद की सतह का सटीक पता लगा सके। इसलिए, उद्योग मानक में दिए गए पता लगाने के तरीके दृश्य निरीक्षण और तुलनात्मक निरीक्षण हैं, यानी माइक्रोस्कोप के तहत दृश्य निरीक्षण और मानक गेंद की सतह के साथ तुलना। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि तटस्थ और पानी आधारित मोतियों की सतह अपेक्षाकृत चिकनी होती है, जो उच्च शक्ति वाले माइक्रोस्कोप के तहत मजबूत प्रतिबिंब का कारण बनेगी, जिससे गोले की सतह का निरीक्षण करना असंभव हो जाएगा। इसलिए, आमतौर पर 100 गुना आवर्धन वाले स्टीरियो माइक्रोस्कोप का उपयोग किया जाता है। हालाँकि, डिंगशेन बॉल्स ने अब तकनीकी सीमाओं को तोड़ दिया है और 500x ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप का उपयोग करके सतह पर देखा जा सकता है, जो कुछ हद तक कर्मचारियों के लिए परिचालन कठिनाई को कम करता है। लेकिन अधिक उन्नत और सहज बॉल सरफेस फ़िनिश परीक्षण उपकरण की तलाश करना अभी भी हमारे बॉल निर्माताओं के लिए आगे का रास्ता है।

सीमेंटेड कार्बाइड के अंदर के रिक्त स्थान और छिद्रों से पूरी तरह बचना मुश्किल है। पीसने और चमकाने के बाद, आंतरिक छिद्र सतह के छेद या दरार में बदल जाएंगे। ये दोषपूर्ण उत्पाद एक निश्चित सीमा तक लेखन की गुणवत्ता को प्रभावित करेंगे, इसलिए उन्हें यथासंभव कम कैसे करें सतह दोषों का अनुपात भी पेन बॉल्स के लिए एक महत्वपूर्ण निरीक्षण मानदंड है। उद्योग मानक में क्रैक बीड्स और होल बीड्स दोनों के लिए मात्रा सीमाएँ हैं। 1,500 बीड्स में क्रैक बीड्स की अनुमति नहीं है, और होल बीड्स 1,500 बीड्स में 2 ग्रेन से कम या बराबर होना आवश्यक है। हालांकि, डिंगशेन के आंतरिक निरीक्षण मानकों के अनुसार, इस मात्रा सीमा में बहुत सुधार किया गया है (तालिका 3 देखें), और बॉल्स की सतह पर दोषपूर्ण उत्पादों की सामग्री को समृद्ध किया गया है।

उत्पादन के दौरान सतह पर दोषपूर्ण गेंदों के अनुपात को नियंत्रित करना मुख्य रूप से दो पहलुओं पर निर्भर करता है। एक है रफ बॉल में आंतरिक छिद्रों की घटना को कम करना, और दूसरा है तैयार या अर्ध-तैयार गेंदों को सख्ती से स्क्रीन करने के लिए प्रासंगिक उपकरणों पर निर्भर रहना। खाली गोले में छिद्रों की उत्पत्ति कई कारकों के कारण होती है। मिश्रण की तैयारी और दबाने की प्रक्रिया के दौरान, छिद्र बनाने के लिए सिंटर किए गए शरीर में हवा की एक छोटी मात्रा को केंद्रित करना आसान होता है [4]। यदि प्रक्रिया नियंत्रण पर्याप्त रूप से सही नहीं है, तो छिद्रों का अनुपात काफी बढ़ जाएगा। इससे बाद की स्क्रीनिंग प्रक्रिया में काफी परेशानी होगी।

पारंपरिक स्क्रीनिंग विधि सतह की समस्याओं को व्यास की समस्याओं में बदलने के लिए एक उच्च परिशुद्धता द्विअक्षीय बॉल स्क्रीनिंग मशीन (चित्र 5 देखें) का उपयोग करना है। दरारें, छेद या अन्य प्रकार के दोषपूर्ण उत्पादों के बावजूद, एक निश्चित स्थान पर व्यास सामान्य आकार से छोटा होगा, इसलिए रोलर में घूमने पर गेंदों को उनके छोटे आकार के कारण खारिज कर दिया जाएगा। इस लेख में उल्लेख किया गया है कि गेंदों की गोलाई भी उनके व्यास से निर्धारित होती है, और अण्डाकार गेंदें भी सतह पर दोषपूर्ण होती हैं। हालांकि, इस स्क्रीनिंग सिद्धांत में रोलर्स की प्रसंस्करण सटीकता पर उच्च आवश्यकताएं हैं, और कार्यशाला के तापमान और आर्द्रता को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा स्क्रीनिंग प्रभाव काफी कम हो जाएगा।

टंगस्टन कार्बाइड बॉल के प्रदर्शन को समझना पेन निर्माताओं के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। टंगस्टन कार्बाइड के विभिन्न अनुपात या बॉल चुंबकीय हैं या नहीं, आदि का तैयार पेन के उपयोग पर गहरा प्रभाव पड़ेगा। वर्तमान में लोकप्रिय जल-आधारित बॉलपॉइंट पेन को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, नई गैर-चुंबकीय गेंदों ने संक्षारण प्रतिरोध में सुधार किया है और वे जल-आधारित पेन के लिए अधिक उपयुक्त हैं। हालांकि, गैर-चुंबकीय गेंदों का स्याही ले जाने का प्रदर्शन अपेक्षाकृत खराब है, जिससे आसानी से थोड़ी मात्रा में स्याही निकल सकती है और पेन की नोक पर गेंद के टूटने या घिसने की संभावना बढ़ सकती है। इसलिए, गेंद चुनते समय, आपको केवल प्रदर्शन के एक पहलू को नहीं देखना चाहिए, बल्कि कई पहलुओं को भी देखना चाहिए। उचित विकल्प बनाने के लिए विश्लेषण के स्तर।

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