What is Forging? Forging Process in Hindi

फोर्जिंग एक धातु निर्माण प्रक्रिया है, जिसमें धातु को उच्च दबाव और कभी-कभी उच्च तापमान का उपयोग करके वांछित आकार में ढाला जाता है। यह प्रक्रिया धातु के यांत्रिक गुणों को बेहतर बनाने में सहायक होती है। फोर्जिंग से बने पुर्जों में मजबूती, थकान प्रतिरोध और लंबे समय तक चलने की क्षमता बढ़ जाती है।

फोर्जिंग की आवश्यकता और महत्व

फोर्जिंग का मुख्य उद्देश्य धातु को मजबूत और टिकाऊ बनाना है। यह प्रक्रिया धातु के अनाज संरचना (Grain Structure) को परिष्कृत करती है, जिससे उसकी शक्ति और तन्यता बढ़ती है। फोर्जिंग से बने पुर्जों में दरार, छिद्र या ब्लोहोल जैसी खामियाँ नहीं होतीं, जिससे उनकी विश्वसनीयता बढ़ जाती है। इसी कारण फोर्जिंग का उपयोग एयरोस्पेस, ऑटोमोबाइल और डिफेंस उद्योग में बड़े पैमाने पर किया जाता है।

फोर्जिंग प्रक्रिया के चरण

1. डाई (Die) डिजाइन और निर्माण

फोर्जिंग में सबसे पहला चरण होता है डाई का निर्माण। एक अच्छी डाई से उत्पाद की ग्रेन फ्लो और सतह फिनिश बेहतर होती है। डाई के सही डिजाइन से कम अपव्यय और उच्च उत्पादन सटीकता सुनिश्चित होती है। यह चरण फोर्जिंग की गुणवत्ता और उत्पादन क्षमता को सीधे प्रभावित करता है।

2. कच्चा माल (Billet/Ingot) तैयार करना

फोर्जिंग के लिए धातु की छड़ (Billet) या सिल्लियाँ (Ingot) तैयार की जाती हैं। उन्हें आवश्यक लंबाई और आकार में काटा जाता है। सही तरीके से कटाई और तैयारी से फोर्जिंग प्रक्रिया आसान और सटीक बनती है। गलत तैयारी से धातु में दरार या विकृति का खतरा बढ़ सकता है।

3. धातु को गर्म करना

फोर्जिंग से पहले धातु को उसके फोर्जिंग तापमान तक गर्म किया जाता है। स्टील के लिए तापमान लगभग 850°C – 1150°C, और एल्युमीनियम के लिए लगभग 500°C होता है। उच्च तापमान पर धातु लचीली और प्लास्टिक बन जाती है, जिससे उसे आसानी से आकार दिया जा सके। गलत तापमान पर धातु फोर्जिंग के दौरान टूट या दरार सकती है।

4. फोर्जिंग (Shaping)

धातु को डाई में रखकर हाइड्रोलिक प्रेस या ड्रॉप हैमर की मदद से आकार दिया जाता है। आवश्यकतानुसार धातु को कई बार दबाना पड़ सकता है। इस चरण में धातु के पूर्ण आयतन में प्लास्टिक विरूपण होता है। सही तकनीक से पुर्जों में बेहतर ग्रेन संरचना और ताकत विकसित होती है।

5. ऊष्मा उपचार (Heat Treatment)

फोर्जिंग के बाद धातु को क्वेंचिंग, टेम्परिंग या नॉर्मलाइजिंग जैसी प्रक्रियाओं से मजबूत किया जाता है। इससे धातु की मजबूती, कठोरता और तन्यता बढ़ती है। कुछ मामलों में विशेष यांत्रिक गुण हासिल करने के लिए यह चरण अनिवार्य होता है। सही उपचार न होने पर पुर्जे में तन्यता और थकान प्रतिरोध कम हो सकता है।

6. शीतलन (Cooling)

नियंत्रित ठंडा करने से धातु में आवश्यक मैकेनिकल गुण विकसित होते हैं। तेज़ ठंडा करने से कठोरता बढ़ती है, और धीरे ठंडा करने से तन्यता और लचीलापन बेहतर होता है। सही शीतलन तकनीक से धातु में दरार या विकृति का खतरा कम होता है।

7. परिष्करण (Finishing)

अंतिम चरण में पुर्जे को ट्रिमिंग, मशीनिंग और सतह ट्रीटमेंट द्वारा तैयार किया जाता है। इससे पुर्जे की सटीकता और सौंदर्य बढ़ती है। कुछ मामलों में संक्षारण प्रतिरोध बढ़ाने के लिए कोटिंग्स भी लगाई जाती हैं।

फोर्जिंग के प्रकार (Temperature के आधार पर)

1. हॉट फोर्जिंग (Hot Forging)

धातु को पुनःक्रिस्टलीकरण तापमान से ऊपर गर्म करके फोर्ज किया जाता है। इससे धातु अधिक लचीली होती है और कम दबाव में आकार ले सकती है। फायदे: उच्च लचीलापन, कम संपीड़न बल की आवश्यकता। नुकसान: सतह पर ऑक्सीकरण और कम परिशुद्धता।

2. वॉर्म फोर्जिंग (Warm Forging)

धातु को कमरे के तापमान से अधिक लेकिन पुनःक्रिस्टलीकरण से नीचे गर्म किया जाता है। फायदे: बेहतर सतह फिनिश और परिशुद्धता। नुकसान: अधिक दबाव की आवश्यकता, और धीमी प्रक्रिया।

3. कोल्ड फोर्जिंग (Cold Forging)

कमरे के तापमान पर सीधे दबाव डालकर धातु को आकार दिया जाता है। फायदे: उच्च आयामी सटीकता और स्मूथ सतह।
नुकसान: दरार का खतरा और उच्च प्रेस टन क्षमता की आवश्यकता।

फोर्जिंग के प्रकार (उपकरण के आधार पर)

1. ड्रॉप फोर्जिंग (Drop Forging)

ड्रॉप फोर्जिंग में हथौड़े या ड्रॉप हैमर का इस्तेमाल करके धातु को वांछित आकार में ढाला जाता है। इसमें वर्कपीस को स्थिर निहाई पर रखा जाता है और हैमर को ऊपर से गिराया जाता है। ड्रॉप फोर्जिंग दो प्रकार की होती है: ओपन डाई फोर्जिंग और क्लोज्ड डाई फोर्जिंग। क्लोज्ड डाई में धातु को डाई की कैविटी में दबाया जाता है, जिससे सही आकार और बेहतर सतह प्राप्त होती है। इस तकनीक से भारी और जटिल पुर्जे आसानी से बनाए जा सकते हैं।

2. प्रेस फोर्जिंग (Press Forging)

प्रेस फोर्जिंग में धातु पर सतत और नियंत्रित दबाव डाला जाता है, बजाय अचानक झटके के। यह प्रक्रिया पूरे वर्कपीस में प्लास्टिक विरूपण (Deformation) सुनिश्चित करती है। प्रेस फोर्जिंग हॉट या कोल्ड दोनों तरीकों से की जा सकती है। इसमें वांछित आकार धीरे-धीरे प्राप्त होता है, जिससे सतह पर दोष (Defects) कम होते हैं। यह विधि बड़े और सटीक पुर्जों के लिए आदर्श मानी जाती है।

3. अपसेट फोर्जिंग (Upset Forging)

अपसेट फोर्जिंग में किसी वर्कपीस के एक सिरे को फैलाकर आकार दिया जाता है। यह विधि कील, बोल्ट, स्क्रू और नट बनाने में उपयोगी है। वर्कपीस को डाई की मदद से सुरक्षित किया जाता है और दबाव डालकर नया आकार दिया जाता है। इस प्रक्रिया से एक समान और मजबूत सिरा तैयार होता है। उद्योग में यह तेज और प्रभावी उत्पादन के लिए बहुत लोकप्रिय है।

4. रोल फोर्जिंग (Roll Forging)

रोल फोर्जिंग में धातु को दो रोलर्स के बीच से दबाया जाता है। जैसे-जैसे धातु रोलर्स के बीच से गुजरती है, उसकी मोटाई कम और लंबाई बढ़ जाती है। यह प्रक्रिया हॉट या कोल्ड दोनों प्रकार की हो सकती है। रोल फोर्जिंग से उत्कृष्ट ग्रेन संरचना और टिकाऊ पुर्जे प्राप्त होते हैं। इस विधि से बड़े और अनोखे क्रॉस-सेक्शन वाले पुर्जे बड़े पैमाने पर बनाए जा सकते हैं।

5. रोल्ड रिंग फोर्जिंग (Rolled Ring Forging)

इसमें बेलनाकार धातु को बीच से छेदकर सीमलेस धातु रिंग बनाया जाता है। वर्कपीस को रोलर्स और आइडलर की मदद से घुमाया जाता है, जिससे डोनट-आकार धीरे-धीरे बनता है। ऊपर और नीचे रोलर्स सतह को संकुचित करके रिंग की मोटाई कम करते हैं। इस विधि से गियर, क्लच और बेयरिंग जैसे महत्वपूर्ण और सुरक्षित पुर्जे तैयार होते हैं। रोल्ड रिंग फोर्जिंग की खासियत है कि इसमें कोई जोड़ नहीं होता और ग्रेन संरचना उत्कृष्ट रहती है।

6. स्वचालित हॉट फोर्जिंग (Automatic Hot Forging)

यह विधि बड़े पैमाने पर तेज़ और कुशल उत्पादन के लिए होती है। स्टील की छड़ें इंडक्शन हीटिंग द्वारा गर्म की जाती हैं और मशीन में फोर्जिंग के लिए भेजी जाती हैं। मशीन में धातु कई चरणों से गुज़रकर तैयार पुर्जों में ढाली जाती है। इस प्रक्रिया से उच्च गति और समान गुणवत्ता सुनिश्चित होती है। स्वचालित फोर्जिंग उद्योगों में आधुनिक और लागत-कुशल तकनीक मानी जाती है

7. प्रिसिज़न/शीत फोर्जिंग (Precision/Cold Forging)

प्रिसिज़न फोर्जिंग कम तापमान पर की जाती है, जिससे बेहतर परिशुद्धता मिलती है। इसमें अतिरिक्त मशीनिंग की आवश्यकता कम हो जाती है। यह विधि एल्युमीनियम और नरम धातुओं के लिए उपयुक्त है। शीत फोर्जिंग स्वचालित और सटीक उत्पादन के लिए आदर्श है। इससे अंतिम पुर्जे उच्च गुणवत्ता और आयाम सटीकता के साथ प्राप्त होते हैं।

8. आइसोथर्मल फोर्जिंग (Isothermal Forging)

आइसोथर्मल फोर्जिंग में वर्कपीस और डाई को समान तापमान पर रखा जाता है। यह प्रक्रिया धातु की पूरी क्षमता का उपयोग करने में मदद करती है। आइसोथर्मल फोर्जिंग आम तौर पर एल्युमीनियम जैसी धातुओं के लिए उपयोग की जाती है।
इससे सटीकता, सामग्री प्लास्टिसिटी और कम संपीड़न बल मिलते हैं। यह विधि जटिल आकार के पुर्जों के लिए उत्कृष्ट है।

9. स्वैजिंग (Swaging)

स्वैजिंग में धातु के पाइप या ट्यूब के सिरों को संकरा या चौड़ा किया जाता है। इससे खुले सिरों को सील करना या अन्य पाइप से जोड़ना आसान हो जाता है। धातु को पहले फोर्जिंग तापमान तक गर्म किया जाता है। फिर डाई की मदद से पाइप का नया आकार तैयार किया जाता है। स्वैजिंग प्रक्रिया पाइप फिटिंग और ट्यूब निर्माण में बेहद उपयोगी है।

फोर्जिंग के उपयोग (Applications of Forging)

फोर्जिंग का मुख्य उद्देश्य धातु के पुर्जों को मज़बूत, टिकाऊ और विश्वसनीय बनाना होता है। इस प्रक्रिया से बने पार्ट्स में बेहतर ग्रेन स्ट्रक्चर, उच्च तन्यता और थकान प्रतिरोध पाया जाता है। इसी वजह से फोर्जिंग का उपयोग उन उद्योगों में किया जाता है जहाँ सुरक्षा और मज़बूती सबसे ज़्यादा जरूरी होती है।

1. ऑटोमोबाइल उद्योग (Automobile Industry)

ऑटोमोबाइल में क्रैंकशाफ्ट, गियर, कनेक्टिंग रॉड, कैमशाफ्ट और एक्सल जैसे पुर्जे फोर्जिंग से बनाए जाते हैं। ये सभी पार्ट्स गाड़ी के इंजन और ट्रांसमिशन सिस्टम का मुख्य आधार होते हैं। फोर्जिंग से बने पुर्जों की मज़बूती और फेलियर प्रतिरोध अधिक होता है। इससे वाहन लंबी अवधि तक सुरक्षित और भरोसेमंद तरीके से चलते हैं।

2. एयरोस्पेस उद्योग (Aerospace Industry)

हवाई जहाज़ों में टरबाइन ब्लेड, इंजन पार्ट्स और लैंडिंग गियर जैसे पुर्जे फोर्जिंग से तैयार किए जाते हैं। एयरोस्पेस में हर पार्ट को बेहद उच्च मज़बूती और कम वजन का होना चाहिए। फोर्जिंग इस आवश्यकता को पूरा करती है क्योंकि यह समान ग्रेन संरचना और थकान प्रतिरोध देती है। इसलिए यह प्रक्रिया हवाई जहाज़ों की सुरक्षा और कार्यक्षमता के लिए अनिवार्य है।

3. रेलवे उद्योग (Railway Industry)

रेलवे में व्हील, एक्सल, कपलिंग और ब्रेक सिस्टम के पार्ट्स फोर्जिंग से बनाए जाते हैं। ये पुर्जे लगातार भारी लोड और कंपन सहते हैं। फोर्जिंग से बने पुर्जे लंबे समय तक बिना टूटे चलते हैं और उनकी लाइफ बढ़ जाती है। रेलवे सुरक्षा के लिए फोर्जिंग सबसे भरोसेमंद तकनीक मानी जाती है।

4. तेल और गैस उद्योग (Oil & Gas Industry)

तेल और गैस पाइपलाइन में इस्तेमाल होने वाले वाल्व, फ्लैंज, फिटिंग और पाइप कनेक्टर फोर्जिंग से बनाए जाते हैं।
ये पुर्जे उच्च दाब और तापमान को सहने की क्षमता रखते हैं। फोर्जिंग से बने उपकरणों में लीकेज और दरार की संभावना बहुत कम होती है। इससे ऊर्जा क्षेत्र में सुरक्षा और निरंतर आपूर्ति सुनिश्चित होती है।

5. औज़ार और हथियार (Tools & Defense Industry)

फोर्जिंग का उपयोग हथौड़ा, स्पैनर, चाकू, तलवार और हथियारों के निर्माण में होता है। इससे बने औज़ारों की कठोरता और टिकाऊपन बहुत अधिक होती है। डिफेंस इंडस्ट्री में भी फोर्जिंग का प्रयोग तोप, टैंक और फायरआर्म्स बनाने के लिए किया जाता है। ये सभी उपकरण अत्यधिक लोड और तनाव को सहन करने में सक्षम होते हैं।

6. निर्माण और भारी मशीनरी (Construction & Heavy Machinery)

निर्माण कार्यों में इस्तेमाल होने वाले हाइड्रोलिक प्रेस, क्रेन हुक, चेन लिंक और शाफ्ट फोर्जिंग से बनाए जाते हैं।
भारी मशीनरी में फोर्जिंग का इस्तेमाल इसलिए किया जाता है क्योंकि यह भारी झटकों और लोड को सह सकती है।
इससे निर्माण स्थल पर सुरक्षा और दक्षता बनी रहती है। फोर्जिंग से बने पुर्जे लंबे समय तक बिना टूटे काम करते हैं।

7. चिकित्सा उपकरण (Medical Equipment)

फोर्जिंग का इस्तेमाल सर्जिकल टूल्स, इम्प्लांट्स और आर्थोपेडिक उपकरण बनाने में भी होता है। इन उपकरणों को अत्यधिक सटीकता और मजबूती की आवश्यकता होती है। फोर्जिंग से बने मेडिकल टूल्स में दरार या टूटने की संभावना बहुत कम होती है। इससे ऑपरेशन और चिकित्सा कार्य सुरक्षित और भरोसेमंद बनते हैं।