ٹائٹینیم الائے شیٹس، سٹرپس اور ورق کے لیے پلاسٹک پروسیسنگ ٹیکنالوجی کا ایک جامع تجزیہ

I. ٹائٹینیم الائے پلاسٹک پروسیسنگ کی نظریاتی بنیاد اور تکنیکی خصوصیات

1. میٹل پلاسٹک پروسیسنگ کے عام اصول ٹائٹینیم الائے پلاسٹک پروسیسنگ کا جوہر ٹھوس دھاتوں کی پلاسٹک کی اخترتی کی صلاحیت کو استعمال کرنا ہے تاکہ بیرونی قوت کے ذریعے ان کے مائکرو اسٹرکچر کو تبدیل کیا جا سکے، بالآخر مطلوبہ شکل اور خصوصیات کے ساتھ ٹائٹینیم مواد حاصل کرنا۔ یہ عمل دھاتی پلاسٹک پروسیسنگ کے کلاسیکی نظریہ کی پیروی کرتا ہے، بشمول:

• تناؤ-تناؤ کا رشتہ: ٹائٹینیم مرکب دھاتوں کے بہاؤ کا دباؤ اخترتی درجہ حرارت اور تناؤ کی شرح کے ساتھ غیر-لکیری تعلق کو ظاہر کرتا ہے۔

• دوبارہ تشکیل دینے کا طریقہ کار: متحرک دوبارہ تنصیب اناج کو بہتر بنانے اور پلاسٹکٹی کو بہتر بنانے کی کلید ہے۔

• رگڑ اور چکنا: رولنگ کے دوران رگڑ کا گتانک شیٹ کی شکل کے معیار کو براہ راست متاثر کرتا ہے۔ تکنیکی اتفاق: ٹائٹینیم الائے پروسیسنگ کے لیے درجہ حرارت، اخترتی کی مقدار، اور آکسیڈیشن کنٹرول کے درمیان توازن کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ موٹے دانے اور سطح کے نقائص پیدا نہ ہوں۔

2. ٹائٹینیم الائیز کے منفرد چیلنجز روایتی دھاتوں جیسے کہ سٹیل، کاپر اور ایلومینیم کے مقابلے میں، ٹائٹینیم مرکبات کی پروسیسنگ کی دشواری اس میں ہے:

• اعلی اخترتی مزاحمت: خالص ٹائٹینیم کی پیداوار کی طاقت ایلومینیم سے تین گنا ہے، اور ٹائٹینیم مرکبات (جیسے GR5) کے کام کی سختی کی شرح اسٹیل کی نسبت دوگنا ہے۔

• تنگ پلاسٹکٹی ونڈو: خالص ٹائٹینیم کمرے کے درجہ حرارت پر کم پلاسٹکٹی رکھتا ہے اور اسے 200-450 ڈگری پر گرم رولنگ یا 800 ڈگری سے اوپر گرم رولنگ کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ اچھی فارمیبلٹی حاصل کی جا سکے۔

• اعلی-درجہ حرارت کے آکسیڈیشن کے لیے حساس: ٹائٹینیم 600 ڈگری سے زیادہ تیزی سے آکسائڈائز ہوتا ہے، ایک سخت اور ٹوٹنے والی آکسائیڈ پرت (TiO₂) بناتا ہے، جس سے بعد میں پروسیسنگ کی دشواری بڑھ جاتی ہے۔

• گیسوں کو جذب کرنے کا مضبوط رجحان: یہ گرم کرنے یا اچار کے دوران بیچوالا عناصر جیسے ہائیڈروجن اور آکسیجن کو آسانی سے جذب کر لیتا ہے، جس کی وجہ سے "ہائیڈروجن کی خرابی" یا "آکسیجن کی خرابی" ہوتی ہے۔ کیس اسٹڈی: ایرو اسپیس شیٹ میٹل کی تیاری میں، حرارتی درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے میں غلطی کے نتیجے میں آکسائیڈ پرت کی موٹائی بہت زیادہ ہوگئی، بالآخر شیٹ میٹل کی پوری کھیپ کو ختم کردیا گیا، جس کے نتیجے میں کئی ملین یوآن کا نقصان ہوا۔

II ٹائٹینیم کھوٹ پلیٹ، پٹی، اور ورق کی پیداوار کے لیے بنیادی عمل کا بہاؤ

1. سلیب کی تیاری اور پری ٹریٹمنٹ

• خام مال کا انتخاب: VAR (ویکیوم آرسینک آرک ریفائننگ) یا EB (الیکٹران بیم ریفائننگ) کے عمل کا استعمال کرتے ہوئے اعلی-پاکیزگی والے ٹائٹینیم انگٹس تیار کیے گئے ہیں، جس میں ناپاک مواد 0.1٪ سے کم یا اس کے برابر ہے۔

• سطح کا علاج: پراسیسنگ کے دوران شگاف کے پھیلاؤ کو روکنے کے لیے سینڈ بلاسٹنگ یا موڑ کر پنڈ سے سطحی نقائص (جیسے دراڑیں اور شمولیت) کو ہٹانا؛

• جہتی کنٹرول: تیار شدہ مصنوعات کی وضاحتوں کے مطابق سلیب کی موٹائی کو ڈیزائن کرنا۔ گرم-رولڈ سلیب کی موٹائی عام طور پر 150-300 ملی میٹر ہوتی ہے۔ معیاری تقاضے: سلیب کی سطح کی کھردری Ra 3.2μm سے کم یا اس کے برابر تاکہ بعد میں رولنگ کے استحکام کو یقینی بنایا جا سکے۔

2. حرارتی عمل کا کنٹرول

• ہاٹ رولنگ ہیٹنگ:

• سیگمنٹڈ ہیٹنگ کا طریقہ: سب سے پہلے، 50 ڈگری فی گھنٹہ سے کم یا اس کے برابر کی شرح سے 600 ڈگری پر گرم کریں، 2 گھنٹے تک پکڑیں، پھر تیزی سے 950-1050 ڈگری (+ فیز ریجن) پر گرم کریں؛

ماحول کا تحفظ: آکسیڈیشن کی شرح کو کم کرنے کے لیے الیکٹرک ہیٹنگ فرنس میں آرگن گیس متعارف کروائیں یا ویکیوم ہیٹنگ کا استعمال کریں۔

• درجہ حرارت کی یکسانیت: ایک اورکت تھرمامیٹر کے ساتھ حقیقی وقت میں مانیٹر کریں، درجہ حرارت کا انحراف ±10 ڈگری سے کم یا اس کے برابر ہے۔

• گرم رولنگ ہیٹنگ: 650-750 ڈگری پر کنٹرول، آکسائڈ پرت کی موٹائی 2μm سے کم یا اس کے برابر، براہ راست اچار کے ذریعے ہٹایا جا سکتا ہے۔ کلیدی پیرامیٹرز: حرارتی درجہ حرارت کے انحراف کو ±10 ڈگری کے اندر کنٹرول کیا جانا چاہیے تاکہ مقامی حد سے زیادہ گرمی سے بچایا جا سکے جس کی وجہ سے اناج کھردرا ہو جاتا ہے۔

3. رولنگ عمل ڈیزائن

(1) گرم رولنگ کا عمل

• ابتدائی رولنگ درجہ حرارت: 980-1020 ڈگری، حتمی رولنگ درجہ حرارت 850 ڈگری سے زیادہ یا اس کے برابر؛

• فی پاس میں کمی: پہلے پاس کی کمی 15% سے کم یا اس کے برابر، اس کے بعد کے پاس آہستہ آہستہ بڑھ کر 30%-40% ہو جاتے ہیں۔

• اناج کا کنٹرول: فائنل پاس ڈیفارمیشن فیز ریجن میں مکمل کیا جاتا ہے (882 ڈگری سے کم یا اس کے برابر)، اناج کو ASTM 8-10 گریڈ تک بہتر کرنا؛

• شکل کنٹرول: ہائیڈرولک موڑنے والا رول سسٹم 50MPa سے کم یا اس کے برابر بقایا تناؤ کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

(2) گرم رولنگ عمل

• درجہ حرارت کی حد: 600-700 ڈگری، پلاسٹکٹی کو بہتر بنانے کے لئے ٹائٹینیم کی متحرک دوبارہ تشکیل کی خصوصیات کا استعمال؛

• آکسائیڈ پرت کنٹرول: پوسٹ-رولنگ آکسائڈ پرت کی موٹائی 2μm سے کم یا اس کے برابر، جسے براہ راست اچار کے ذریعے ہٹایا جا سکتا ہے۔

• پاس کی منصوبہ بندی: سنگل پاس کی کمی 8 فیصد سے کم یا اس کے برابر، کل اخترتی 30 فیصد سے کم یا اس کے برابر، کنارے کریکنگ سے گریز۔ فوائد: گرم رولنگ انٹرمیڈیٹ اینیلنگ کے عمل کو ختم کر سکتی ہے، پیداواری سائیکل کو 20 فیصد سے زیادہ مختصر کر دیتی ہے۔

(3) کولڈ رولنگ عمل

• ملٹی-پاس ڈیزائن: 0.3-1.8 ملی میٹر پتلی پلیٹوں کو 5-8 پاسز میں کولڈ رول کرنے کی ضرورت ہے، جس میں خرابی کی مقدار 10%-15% فی پاس پر کنٹرول ہوتی ہے۔

انٹرمیڈیٹ اینیلنگ: ویکیوم اینیلنگ (650 ڈگری /2 گھنٹہ) اس وقت کی جاتی ہے جب کام کی سختی کو ختم کرنے کے لئے مجموعی اخترتی کی مقدار 30٪ تک پہنچ جاتی ہے۔

• سطح کا معیار: رول کوٹنگ چکنا کرنے والی ٹیکنالوجی کو سکریچ کے نقائص کو کم کرنے کے لیے اپنایا جاتا ہے۔ ہائی الائے میٹریل ٹریٹمنٹ: + قسم کے مرکب جیسے Ti-6Al-4V کے لیے، کنارے کے ٹوٹنے سے بچنے کے لیے فی پاس کی خرابی کی مقدار کو 5%-8% تک کم کرنے کی ضرورت ہے۔

4. مکمل اور پوسٹ-علاج

• اچار کا عمل:

• دو-مرحلہ طریقہ: سب سے پہلے، آکسائیڈ کی تہہ کو 10%HF + 30%HNO₃ ایسڈ کے مرکب سے ہٹایا جاتا ہے، اور پھر 5% سائٹرک ایسڈ کے ساتھ غیر فعال کیا جاتا ہے۔

• ماحول دوست متبادل: استعمال شدہ ہائیڈرو فلورک ایسڈ کی مقدار کو 80% سے کم کرنے کے لیے فلورین-مفت اچار کا عمل تیار کریں۔

• سیدھا کرنے کا عمل: دس-رول سٹریٹینر کا استعمال کرتے ہوئے بقایا تناؤ کو ختم کیا جاتا ہے، 1mm/m سے کم یا اس کے برابر سیدھا پن حاصل کرتے ہوئے؛
• سطح کا معائنہ: دراڑوں، شمولیتوں اور دیگر نقائص کی عدم موجودگی کو یقینی بنانے کے لیے ایڈی کرنٹ فلو ڈیٹیکٹر کا استعمال کرتے ہوئے ذیلی نقائص کا پتہ لگایا جاتا ہے۔

III عمل کی اصلاح کی ہدایات اور صنعتی رجحانات
1. قریب-نیٹ-شکل بنانے والی ٹیکنالوجی: مشینی الاؤنسز کو روایتی 3mm سے 0.5mm کے اندر تک کم کرنے کے لیے درست رولنگ ٹیکنالوجی تیار کرنا؛
2. ذہین کنٹرول: رولنگ فورس، ٹمپریچر فیلڈ، اور دیگر پیرامیٹرز کو حقیقی وقت میں مانیٹر کرنے کے لیے ڈیجیٹل ٹوئن ٹیکنالوجی متعارف کرانا، انکولی عمل کی ایڈجسٹمنٹ کو فعال کرنا؛
3. گرین مینوفیکچرنگ: ماحولیاتی آلودگی کے خطرات کو کم کرنے کے لیے فلورین-مفت اچار کے عمل کو فروغ دینا؛
4. جامع پروسیسنگ: کمرے کے درجہ حرارت کو ٹائٹینیم مرکب بنانے والی حدود کو توڑنے کے لیے لیزر-رولنگ کمپوزٹ فارمنگ ٹیکنالوجی کی تلاش؛
5. سپر پلاسٹک کی تشکیل: پیچیدہ ساختی حصوں کی مربوط تشکیل کے لیے مائیکرو اسٹرکچر کنٹرول کے ذریعے 850-950 ڈگری پر ٹائٹینیم الائے کی سپر پلاسٹکٹی حاصل کرنا۔