डिकार्ब झालेल्या स्टील बॉलचा शोध (NDT)

आमच्या कंपनीचे ड्रिलिंग आणि टॅपिंग चक, मॅन्युअल, एन.सी. आणि सी.एन.सी. रेडियल ड्रिलिंग, पिलर ड्रिलिंग, सी.एन.सी. टर्निंग, व्ही.एम.सी. आणि एच.एम.सी.वर ड्रिलिंग आणि टॅपिंगसाठी वापरले जात असत. उत्कृष्ट गुणवत्तेमुळे ही उत्पादने देशात आणि परदेशातदेखील विकली जायची. ही घटना साधारणतः 1990 सालची आहे. त्यावेळी मी कारखान्यात काम करीत होतो. ड्रिलिंग आणि टॅपिंग करताना या उत्पादांवर आत्यंतिक दाब येत असतो. साहजिकच त्यांच्या दीर्घकालीन आयुर्मानासाठी गुणवत्तेचे काटेकोर पालन अतिशय आवश्यक असते. या आत्यंतिक दाबाखाली ड्रिलिंग आणि टॅपिंग होत असलेल्या यंत्रांच्या हालचाली सुलभ व्हाव्यात यासाठी मोशन ट्रान्स्फर यंत्रणेमध्ये बॉल ऑपरेटिंग ओव्हर लोड क्लच आणि लिनीअर गाइडमध्ये स्टील बॉलची योजना केलेली असते. हे बॉल वापरले जाताना खूप मोठा दाब त्यावर असतो. त्यांच्या गुणवत्तेचे निकष उच्च दर्जाचे असल्याने त्यांची निर्मिती प्रक्रियादेखील क्लिष्ट असते. उत्पादातील पृष्ठीय कठीणता (हार्डनेस), फिनिश, अचूकता आणि गोलाकारातील अचूकता इत्यादी बाबींवरून त्यांची प्रतवारी ठरते.

आमच्या उत्पादांमध्ये आम्हाला 1 मिमी. ते 20 मिमी. व्यासाच्या आणि 0.2 मिमी.च्या फरकात असलेल्या उच्च प्रतीच्या स्टील बॉलची आवश्यकता होती. मात्र, त्याकाळी अशाप्रकारचे बॉल भारतात मिळत नसल्याने बहुतांशी ते आयात करावे लागायचे. औद्योगिक माल आयात करण्यासाठी परवाने घ्यावे लागत असत. या परवान्यांसाठी अनेक अडचणी होत्या आणि त्यांची किंमतदेखील बरीच जास्त होती. त्यामुळे आम्ही या बॉलचे उत्पादन आमच्या कारखान्यातच करण्याचा निर्णय घेतला. सुरुवातीला काही विशेष प्रयत्न करावे लागले, पण लवकरच आम्हाला ग्राहकांचा चांगला प्रतिसाद मिळण्यास सुरुवात झाली.

यादरम्यान झालेल्या उत्पादनाच्या विविध चाचण्या करण्यात आल्या, त्यामध्ये आम्हाला एक गंभीर बाब निदर्शनास आली. जिथे प्रचंड दाबाखाली कार्य होत होते, अशा ठिकाणी आमचे काही बॉल उत्तम कामगिरी करीत होते, पण काही बॉल लवकर झिजून त्यांचे आकार वेडेवाकडे होत असल्याने मशीनचे नुकसान होत होते. या समस्येवर आमच्या कंपनीत सखोल अभ्यास करण्यात आला.

 

स्टील बॉल EN 31/100 Cr6/52100 या विशेष दर्जाच्या पोलादापासून (बॉल बेअरिंग स्टील) बनविलेले असतात. बॉलच्या अंतिम आकारानुसार त्यांची सेमीफिनिश मापे ठरविली जातात. या आकारांचे यंत्रण झाल्यावर त्यावर उष्णतोपचार प्रक्रिया (हीट ट्रीटमेंट) केली जायची. या प्रक्रियेचे आणि चाचण्यांचे विविध टप्पे पूर्ण झाल्यावर हव्या त्या अंतिम आकारामध्ये त्यांचे फिनिश ग्राइंडिंग केले जायचे. दरम्यान, या टप्प्यावर काही बॉलमध्ये 'डीकार्ब' दोष येत असल्याची बाब आमच्या लक्षात आली.

डीकार्ब म्हणजे अति उष्णतेमुळे पृष्ठभागावरील कार्बन जळून जातो आणि तिथले कार्बनचे प्रमाण कमी झाल्यामुळे तो पृष्ठभाग माइल्ड स्टीलसारखा होतो. त्याला कठीणीकरण करता येत नाही. धातू जेव्हा 700° सें. किंवा त्यापेक्षा जास्त तापमानात गरम होतो तेव्हा धातूमधील कार्बनची ऑक्सिजन किंवा हायड्रोजन असलेल्या वायूंसह अभिक्रिया (रिअॅक्शन) होते, त्यावेळी डिकार्ब्युरायझेशन होते. धातूमधील कार्बन म्हणजेच कठीण कार्बाइड काढून टाकल्याने धातू नरम होतो. ही प्रक्रिया प्रामुख्याने डिकार्ब्युरायझिंग गॅसच्या संपर्कात असलेल्या पृष्ठभागावर होते.

या समस्येचा अभ्यास केल्यावर असे लक्षात आले की, उष्णतोपचार प्रक्रिया करताना हार्डनिंग आणि टेम्परिंग झाल्यावर, कार्बन पोटेन्शियल न राखला गेल्याने, पृष्ठभागावरील मटेरियलमधील कार्बन वातावरणात निघून गेल्याने पृष्ठभागाची कठीणता काही प्रमाणात कमी झाली आणि त्यामुळे कार्यातील अधिक दाबाखाली बॉलची झीज लगेच सुरू झाली. याचबरोबर पृष्ठभागावर भेगा पडण्यासदेखील सुरुवात झाली. परंतु, डीकार्ब झालेला पृष्ठभाग अगदी सूक्ष्म होता आणि तो शोधणे कठीण होते. यासाठी नेहमी ज्या चाचण्या वापरल्या जायच्या त्या सर्व 'विनाशी' (डिस्ट्रक्टिव्ह) चाचण्या होत्या. याचा अर्थ, एखादा यंत्रभाग तपासायचा असेल, तर तो विशिष्ट भागात कापावा लागत होता आणि अर्थातच तो त्यानंतर पुन्हा वापरता येत नव्हता. उद्भवलेली समस्या उपलब्ध असलेल्या कोणत्या 'अविनाशी' (नॉन डिस्ट्रक्टिव्ह) तपासणीत समजून येईल हेच आम्हाला सापडत नव्हते. तर, ग्राहकांकडून आलेले झिजलेले बॉल 'डीकार्ब' असल्याचे स्पष्ट दिसत होते. परंतु, फिनिश झालेल्या बॉलची 'डीकार्ब'साठी अविनाशी चाचणी कशी करायची हा प्रश्न आमच्यासमोर होता. त्याशिवाय त्याकाळी वापरण्यात येणारी उष्णतोपचार क्रिया आणि गुणवत्ता तपासणी आजसारखी प्रगत नव्हती. या समस्येवर उत्तर शोधण्यासाठी आम्ही आमच्या माहितीमधील अनेक भारतीय धातूशास्त्रज्ञांना (मेटॅलर्जिस्ट) या समस्येची उकल करण्याची विनंती केली, परंतु हाती काही लागले नाही. समस्येवर उत्तर शोधण्यासाठी आम्ही सुमारे सहा महिने खर्ची घातले. अनेक प्रयोग केले, चाचण्या केल्या पण आमच्या हाती ठोस असे काहीच लागले नाही.

त्यावेळी इंटरनेटची नुकतीच सुरवात झाली होती. या समस्येवर 'विदेश संचार'च्या संकेतस्थळावर काही मार्ग सापडेल असे मला वाटले. त्यानुसार इंटरनेटवर आपल्याला हव्या असलेल्या गोष्टींबद्दलची माहिती कशी शोधायची हे मी शिकून घेतले. त्यावेळी दिवसा इंटरनेटचा वेग कमी असल्याने मी रात्री उशीरापर्यंत या समस्येवर जगातील इतर कंपन्यांनी काही उत्तर शोधले आहे का याबाबत शोध घेण्यास सुरुवात केली.

शोध घेता घेता एका मध्यरात्री जर्मनीच्या उत्तर भागातील 'सोलींगेन' हे शहर सापडले. संपूर्ण जगामध्ये, शेकडो वर्षे या शहरात उत्कृष्ट आणि विविध प्रकारच्या तलवारी, सुऱ्या, कात्र्या, रेझर इत्यादी निर्माण होत असल्याने या शहराची 'शार्प सिटी ऑफ द वर्ल्ड' म्हणून ओळख आहे. विल्किन्सन, मेरिटोर आदी जगप्रसिद्ध कंपन्यांचे तेथे मोठे कारखाने आहेत. शोध घेत असताना त्यातील एका कात्री बनविणाऱ्या कंपनीच्या माहितीने माझे लक्ष वेधले.

या कात्र्या दोन धातूंच्या बनविलेल्या असतात. EN31 या धातूचे ब्लेड आणि पितळी मुठी असलेल्या या कात्र्या आपल्याला हल्ली शिंप्याच्या दुकानात पहायला मिळतात. या कात्र्या निर्माण करताना फिनिश ब्लेडच्या पृष्ठभागावरील मटेरियल डीकार्ब झाले आहे का, हे तिथे तपासले जाते. याच ठिकाणी मला आमच्या कंपनीत भेडसावणाऱ्या प्रश्नाचे उत्तर सापडले. तपासणी प्रक्रिया अगदी साधी होती. प्युअर अल्कोहोल 97% आणि नायट्रिक अॅसिड 3% च्या मिश्रणात यंत्रभाग फक्त दोन सेकंद बुडवायचे आणि त्यांचा रंग पाहायचा. जर हिरवा रंग दिसला, तर ते 'डीकार्ब' झाले आहेत असे समजून टाकून द्यायचे आणि जर सोनेरी पिवळा रंग दिसला तर ते 'डीकार्ब' झालेले नाहीत असे समजून ते लगेचच पाण्याने आणि इतर द्रावणाने धुवून कोरडे करून संरक्षक तेलाचा थर देऊन ठेवायचे. मला अगदी 'युरेका' झाले.

 

मी भल्या पहाटे 3 वाजता गाडी काढली आणि थेट सासवडमधील कारखान्यात गेलो. आमच्याकडे उष्णतोपचार प्रक्रिया होत असल्याने प्युअर अल्कोहोल आणि नायट्रिक अॅसिड होतेच. योग्य मिश्रण करून तिथे उपलब्ध असलेले फिनिश बॉल त्यात दोन सेकंद बुडविले आणि बाहेर काढले. त्यातील सुमारे 30% बॉल हिरवेगार झाले! अखेर तपासणी प्रक्रिया सापडली आणि त्याची खात्रीदेखील झाली. आम्ही लगेच आमच्या ग्राहकांना आमच्या शोधाची माहिती दिली आणि पुढील मालाच्या गुणवत्तेची हमीदेखील! पुढच्या काळात उष्णतोपचार प्रक्रिया आणि गुणवत्ता तपासणीत अनेक सुधारणा झाल्या, परंतु त्याकाळी सहा महिने सतत ध्यास घेऊन शोधलेली ती 'शार्प सिटी ऑफ द वर्ल्ड' आणि कात्री माझ्या अजून स्मरणात आहे!