I. ٹائٹینیم مرکبات ان کی اعلی مخصوص طاقت اور سنکنرن مزاحمت کی وجہ سے ایرو اسپیس، طبی اور دیگر شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ تاہم، ان کی اعلیٰ کیمیائی رد عمل انہیں اعلی-درجہ حرارت کے دوران آکسیجن اور نائٹروجن کے ساتھ رد عمل کا شکار بناتی ہے تاکہ ایک ٹوٹنے والی آکسائیڈ کی تہہ بنتی ہے، جس سے مواد کی پلاسٹکٹی میں کمی اور مشینی الاؤنس میں اضافہ ہوتا ہے۔ ٹائٹینیم الائے فورجنگ بلٹس کے حرارتی عمل کے دوران کم سے کم یا بغیر آکسیکرن کا حصول مواد کے استعمال کو بہتر بنانے اور پیداواری لاگت کو کم کرنے کے لیے ایک اہم تکنیکی چیلنج بن گیا ہے۔ ہم نے منظم تجرباتی تحقیق کے ذریعے ٹائٹینیم الائے فورجنگس کی سطح کے آکسیڈیشن کو کنٹرول کرنے کے طریقے تلاش کیے۔
II تجرباتی مواد اور طریقے BT3-1 ٹائٹینیم الائے ایکسٹروڈڈ بلٹس کو BT20، OT4-1 الائے پلیٹس، اور PT7M الائے ٹیوبنگ کی کارکردگی کی تبدیلیوں کے بیک وقت موازنہ کے ساتھ، اہم تحقیقی آبجیکٹ کے طور پر منتخب کیا گیا تھا۔ تمام نمونوں کو میکانکی طور پر پالش کیا گیا اور پھر برقی بھٹی میں 950 ڈگری -980 ڈگری (ٹائٹینیم مرکبات کے ایلوٹروپک ٹرانسفارمیشن درجہ حرارت کے قریب) پر گرم کیا گیا، جس کے انعقاد کا وقت 1 گھنٹے کے اندر اندر کنٹرول کیا گیا۔ تجرباتی متغیرات میں شامل ہیں: پری آکسیڈیشن ٹریٹمنٹ، شیشے کے تامچینی کی حفاظتی کوٹنگ، حرارتی درمیانی قسم (عام برقی فرنس/ڈھیلے مواد کی سیوڈو لیکیفیکشن لیئر)، اور پوسٹ فورجنگ سطح کے علاج کا طریقہ (سینڈ بلاسٹنگ)۔
III سطحی آکسیکرن کنٹرول کے لیے کلیدی ٹیکنالوجیز
1. پری-آکسیڈیشن ٹریٹمنٹ کا عمل:
تجربات سے پتہ چلتا ہے کہ علاج نہ کیے جانے والے بلٹس کی سطح مچھلی-پیمانے پر آکسائیڈ کی تہہ دکھاتی ہے، جبکہ پہلے سے-آکسیڈائزڈ بلٹس کی سطح کی ہمواری نمایاں طور پر بہتر ہوتی ہے۔ بلیٹ کی سطح پر یکساں اور گھنی آکسائیڈ فلم بنا کر آکسیڈیشن سے پہلے کا علاج، بعد میں گرم ہونے کے دوران گہرے آکسیڈیشن کو مؤثر طریقے سے روکتا ہے۔ مزید برآں، آکسیڈائزڈ بلیٹ کی سطح پر شیشے کے تامچینی کی کوٹنگ کی چپکنے والی-تخلیق کم ہو جاتی ہے، جس سے بعد میں ہٹانے کو 30% سے زیادہ آسان اور نمایاں طور پر پیداواری کارکردگی میں بہتری آتی ہے۔
2. شیشے کے تامچینی حفاظتی کوٹنگ ٹیکنالوجی:
آکسیڈیشن سے پہلے کے علاج کے اوپر شیشے کے تامچینی کی کوٹنگ لگانے سے ہیٹنگ کے دوران آکسیکرن کی شرح کو مزید کم کیا جا سکتا ہے۔ یہ کوٹنگ جسمانی تنہائی کے ذریعے بلٹ اور آکسیڈائزنگ گیسوں کے درمیان رابطے کو کم کرتی ہے۔ تجرباتی اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ کوٹنگ پروٹیکشن بلٹ کی سطح پر آکسائیڈ پرت کی موٹائی کو 50%–70% تک کم کر سکتی ہے۔ خاص طور پر، کوٹنگ اور پری-آکسیڈیشن پرت کا ہم آہنگی اثر بلٹ کی سطح کی پلاسٹکٹی کو بہتر بنا سکتا ہے، جس سے جعلی نمونوں کی لمبائی میں 15%–20% اضافہ ہوتا ہے۔
3. ہیٹنگ میڈیم آپٹیمائزیشن ٹیکنالوجی:
(1) عام الیکٹرک فرنس ہیٹنگ کنٹرول: جب روایتی برقی بھٹی میں گرم کیا جاتا ہے تو، درجہ حرارت کو ایلوٹروپک ٹرانسفارمیشن درجہ حرارت کے اوپر سختی سے کنٹرول کیا جاتا ہے اور سطح پر گیس کے واضح جذب سے بچنے کے لیے انعقاد کا وقت 1 گھنٹے سے کم یا اس کے برابر ہوتا ہے۔ تشکیل شدہ آکسائڈ پرت کو سینڈ بلاسٹنگ کے ذریعہ مؤثر طریقے سے ہٹایا جاسکتا ہے، اور مادی نقصان کی شرح 5٪ کے اندر کنٹرول کی جاتی ہے۔ (2) لوز میٹریل سیوڈو-لیکیفیکشن لیئر ہیٹنگ ٹیکنالوجی: یہ ٹیکنالوجی دانے دار میڈیا (جیسے ایلومینا پاؤڈر) پر مشتمل سیوڈو-لیکیفیکشن لیئر میں دفن کرکے بلٹ کو گرم کرتی ہے، اور گرمی کے تبادلے کو بڑھانے کے لیے میڈیا کے ذرات کے درمیان شدید رشتہ دار حرکت کا استعمال کرتی ہے۔ تجربات سے پتہ چلتا ہے کہ اس کی حرارت کی منتقلی کی کارکردگی پگھلی ہوئی نمک کی بھٹی کی سطح کے قریب پہنچ کر جبری کنویکشن فرنس سے 1.5 آرڈرز زیادہ ہے۔ یہ ٹیکنالوجی بلٹ کی تیز رفتار اور یکساں ہیٹنگ حاصل کر سکتی ہے، حرارتی وقت کو 40% سے 60% تک کم کر سکتی ہے، اور ساتھ ہی درمیانے درجے کے الگ تھلگ اثر کے ذریعے آکسیڈیشن کے رجحان کو نمایاں طور پر کم کر سکتی ہے، سطح کی آکسائیڈ پرت کی موٹائی کو 80% سے زیادہ کم کر سکتی ہے۔
درخواست کا کیس: ہم نے ٹائٹینیم-نیوبیم الائے ٹربائن ڈسکوں پر Y₂O₃ ڈسپریشن مضبوط بنانے + تھرمل ڈفیوژن کوٹنگ کا استعمال کیا، جس نے کریپ کی طاقت کو 650 ڈگری پر 35% تک بڑھا دیا اور کریپ کی شرح کو 1×10⁻⁸/s تک کم کر دیا۔
چہارم سطح کے علاج کے عمل کی اصلاح:
ڈائی فورجنگ کے بعد سینڈ بلاسٹنگ فورجنگ کی کارکردگی کو بہتر بنانے کا ایک اہم قدم ہے۔ روایتی سینڈبلاسٹنگ سطح کی آکسائیڈ کی تہہ اور گیس کو جذب کرنے والی پرت کو ہٹا سکتی ہے، سطح کی کھردری Ra قدر کو 3.2μm سے کم کر سکتی ہے، جبکہ ساتھ ہی سطح کی مضبوطی کے ذریعے پلاسٹکٹی کو بہتر بنا سکتی ہے۔ شیشے کے تامچینی کوٹنگز کے ساتھ خالی جگہوں کے لیے، سینڈ بلاسٹنگ پریشر کو 0.3–0.5MPa کی حد کے اندر کنٹرول کیا جانا چاہیے تاکہ بنیادی مواد کو زیادہ نقصان نہ پہنچے۔
V. نتیجہ:
1. پری-آکسیڈیشن ٹریٹمنٹ اور شیشے کے تامچینی کوٹنگ کی ہم آہنگی کا اطلاق "ایکٹو آکسیڈیشن کنٹرول + غیر فعال تنہائی تحفظ" کا ایک دوہری-پرت تحفظ کا نظام بنا سکتا ہے، جس سے ٹائٹینیم الائے فورجنگز کی سطح کے معیار کو نمایاں طور پر بہتر بنایا جا سکتا ہے۔
2. لوز میٹریل سیوڈو-لیکیفیکشن لیئر ہیٹنگ ٹیکنالوجی گرمی کی منتقلی کے طریقہ کار کو بہتر بنا کر موثر ہیٹنگ اور آکسیڈیشن کنٹرول کے دوہری اہداف کو حاصل کرتی ہے، جس سے یہ خاص طور پر پیچیدہ-شکل والے فورجنگز کی بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے موزوں ہے۔
3. ٹائٹینیم الائے فورجنگز کی جامع کارکردگی کو یقینی بنانے کے لیے عمل کے پیرامیٹرز (درجہ حرارت، وقت، سینڈ بلاسٹنگ پریشر وغیرہ) کا درست کنٹرول بہت ضروری ہے۔ معیاری عمل کی وضاحتیں مخصوص مصر کے درجات کے مطابق قائم کرنے کی ضرورت ہے۔
ٹائٹینیم الائے فورجنگز کی سطح کے آکسیڈیشن کو کنٹرول کرنا بنیادی طور پر ایک جامع سسٹم انجینئرنگ پروجیکٹ ہے جو "عمل، ماحول، اور پوسٹ-علاج" کو مربوط کرتا ہے۔
باؤجی میں مقامی صنعتوں کے تعاون سے، ویکیوم فورجنگ + انرٹ گیس پروٹیکشن + اچار اور پیسیویشن مرکزی دھارے کا حل بن گیا ہے، جبکہ اعلی-درجہ حرارت کوٹنگ اور ڈیجیٹل کنٹرول اسے "زیرو آکسیڈیشن" کے ہدف کی طرف لے جا رہے ہیں۔
ایرو اسپیس اور نیوکلیئر پاور جیسے اعلی ترین فیلڈز کے لیے، ویکیوم فورجنگ + PVD کوٹنگ "سروس-گریڈ زیرو آکسیڈیشن" حاصل کرنے کا حتمی راستہ ہے۔
