I. انویسٹمنٹ کاسٹنگ: دی آرٹ آف پریسجن فارمنگ۔ سرمایہ کاری کاسٹنگ (سرمایہ کاری کاسٹنگ) فیزیبل مولڈنگ میٹریل اور ریفریکٹری شیل کے ایک جامع ڈھانچے کے ذریعے درستگی کو حاصل کرتی ہے: 1. مولڈ کی تیاری: ایک موم-یا رال-کی بنیاد پر مولڈ کو 1:1 پیمانے پر حصے سے مشابہت کے لیے بنایا جاتا ہے. 2. سول + کورنڈم پاؤڈر) ہے۔ 10-5-8mm کی موٹائی کے ساتھ شیل کی 15 تہوں کو بنانے کے لیے بار بار مولڈ کی سطح پر لاگو کیا جاتا ہے. 3. ڈیمولڈنگ اور فائرنگ: مولڈنگ میٹریل کو بھاپ یا گرم تیل کے ذریعے ہٹایا جاتا ہے، اور شیل کو 900-1050 ڈگری پر ہائی ٹمپریچر فائرنگ کے ذریعے مضبوط کیا جاتا ہے پگھلا ہوا 1650-1750 ڈگری پر ٹائٹینیم مرکب شیل میں انجکشن کیا جاتا ہے. یہ عمل Ra1.6μm کی سطح کی تکمیل، CT4-CT5 گریڈ کی جہتی درستگی حاصل کر سکتا ہے، اور مادی استعمال کی شرح روایتی فورجنگ کے مقابلے میں 40% سے زیادہ بڑھ جاتی ہے۔ یہ خاص طور پر پیچیدہ ساختی حصوں جیسے ٹربائن بلیڈ اور مصنوعی جوڑوں کی تیاری کے لیے موزوں ہے۔
II ٹائٹینیم الائے کاسٹنگ میں "مٹیریل فاربیڈن زون" کے چیلنجز: پگھلی ہوئی حالت میں ٹائٹینیم مرکب کی کیمیائی سرگرمی تین بڑے تکنیکی چیلنجوں کا باعث بنتی ہے: 1. انٹرفیس ری ایکشن: انٹرفیس کا پھیلاؤ عام شیل مواد (جیسے SiO₂ اور Al₂O₃) کے ساتھ ہوتا ہے، ایک پرت {3} {3} نقصان: درجہ حرارت کا فوری فرق 200-ٹائٹینیم پگھلے ہوئے کاسٹنگ کے دوران 300 ڈگری شیل کریکنگ کا سبب بنتا ہے. 3. گیس کی آلودگی: شیل سے نمی اور گیس کا جذب ہونے سے کاسٹنگ میں سوراخوں میں نقائص پیدا ہوتے ہیں۔ کیس اسٹڈی: ایک مخصوص ایرو-انجن بلیڈ کی کاسٹنگ میں، روایتی Al₂O₃ شیل کے نتیجے میں کاسٹنگ کی سطح پر 0.2mm موٹی کیس کی تہہ بنتی ہے، جس کو ہٹانے کے لیے پانچ اضافی مشینی عمل کی ضرورت ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں مادی نقصان کی شرح 35% تک زیادہ ہوتی ہے۔
III شیل میٹریلز میں جدید پیش رفت ٹائٹینیم مرکب کی خصوصیات کی بنیاد پر، محققین نے تین قسم کے خصوصی شیل میٹریل سسٹمز تیار کیے ہیں: 1. کاربوناسیئس ریفریکٹری میٹریل سسٹم کا نمائندہ مواد: مصنوعی گریفائٹ (پیٹرولیم کوک + پچ کیلسائنڈ 2800 ڈگری کے نیچے Adctorvanyum: •) 2200 ڈگری • تھرمل ایکسپینشن گتانک صرف 2.5×10⁻⁶/ ڈگری • درجہ حرارت کے ساتھ طاقت بڑھتی ہے (پہنچنا) 1000 ڈگری پر 80MPa ) حدود: • آکسیڈیشن وزن میں اضافے کی شرح 0.8mg/cm²·h (1000 ڈگری) تک پہنچ جاتی ہے • تھرمل چالکتا 80W/(m·K) تک پہنچ جاتی ہے، جس سے معدنیات سے متعلق سطح پر آسانی سے مائیکرو-دراڑیں پڑ جاتی ہیں، بہتری کا حل: Y₂id کی سطح پر Ooxidation کو کم کرنا 70% کی شرح سے، معدنیات سے متعلق اہلیت کی شرح کو بڑھا رہا ہے۔ 92%. 2. آکسائڈ سیرامک سسٹم میٹریل گریڈینٹ ڈیزائن:
کلیدی پیرامیٹرز:
• سطح کی پورسٹی <8%
• اعلی-درجہ حرارت لچکدار طاقت > 15 MPa (1600 ڈگری)
تھرمل جھٹکا مزاحمت (1100 ڈگری واٹر کولنگ) > 20 سائیکل
ایپلیکیشن کا اثر: ایک خاص قسم کے ایرو- انجن کے لیے انٹرمیڈیٹ کیسنگ کی کاسٹنگ میں، اس سسٹم کے استعمال نے کاسٹنگ کی جہتی درستگی کو ±0.3 ملی میٹر سے ±0.1 ملی میٹر تک بہتر کیا، اور مشینی الاؤنس کو 60% تک کم کر دیا پاؤڈر (ذرہ کا سائز D50=5μm) + یٹریئم سول سسٹم، 9 (0-10) کی کیمیائی استحکام کی سطح حاصل کرتا ہے۔ • بیک لیئر ری انفورسمنٹ: مولیبڈینم میش ری انفورسمنٹ ڈھانچہ شیل کی اثر مزاحمت کو 3 گنا بڑھاتا ہے۔ تکنیکی کامیابیاں: • TC4 ٹائٹینیم الائے سے 1700 ڈگری پر 240 سیکنڈ تک رابطہ کرنے کے بعد، انٹرفیس ری ایکشن پرت کی موٹائی<15μm. • The casting surface roughness Ra is <0.8μm, achieving a mirror finish. Typical Application: Casting of artificial acetabular cups in the biomedical field, achieving "near-net-shape forming" without the need for subsequent polishing.
ٹائٹینیم الائے انویسٹمنٹ کاسٹنگ، جسے کھویا ہوا موم کاسٹنگ طریقہ بھی کہا جاتا ہے، اس میں موم کا سانچہ بنانا، اسے ریفریکٹری مواد سے ڈھانپنا، موم کو ہٹانے کے لیے گرم کرنا، پگھلے ہوئے ٹائٹینیم میں ڈالنا، اور پھر اعلی-ٹائٹینیم الائے پرزوں کو حاصل کرنے کے لیے ٹھنڈا کرنا شامل ہے۔ یہ ٹیکنالوجی خاص طور پر اعلیٰ درستگی کے تقاضوں کے ساتھ پیچیدہ-شکل والے اجزاء بنانے کے لیے موزوں ہے، جیسے ایرو-انجنوں اور مصنوعی جوڑوں کے لیے ٹربائن بلیڈ، نمایاں طور پر مواد کے فضلے اور بعد میں مشینی کو کم کرتی ہے۔
بنیادی عمل کا بہاؤ:
مولڈ کی تیاری: موم یا رال کا استعمال کرتے ہوئے حصے کا 1:1 سرمایہ کاری کا سانچہ بنائیں۔
شیل کی تعمیر: بار بار ریفریکٹری سلوری (جیسے کورنڈم پاؤڈر کے ساتھ سلیکا سول) کو سرمایہ کاری کے سانچے میں لگائیں تاکہ 10-15 پرت کا شیل، 5-8 ملی میٹر موٹا ہو۔
ڈیمولڈنگ اور فائرنگ: بھاپ یا گرم تیل کا استعمال کرتے ہوئے موم کے سانچے کو ہٹا دیں، پھر شیل کو 900-1050 ڈگری کے اعلی درجہ حرارت پر فائر کریں۔
ڈالنا: پگھلے ہوئے ٹائٹینیم مرکب میں 1650-1750 ڈگری پر ویکیوم یا غیر فعال گیس کے تحفظ کے تحت ڈالیں۔
تکنیکی فوائد:
اعلی صحت سے متعلق: جہتی درستگی CT4-CT5 سطح تک پہنچ جاتی ہے، سطح ختم Ra1.6μm۔
اعلی مواد کا استعمال: روایتی جعل سازی سے 40٪ زیادہ۔
پیچیدہ حصوں کے لیے موزوں: پتلی-دیواروں، پیچیدہ- ساختی حصوں کو کاسٹ کرنے کے قابل۔
انڈسٹری ایپلی کیشنز
ایرو اسپیس: ہوائی جہاز کے انجن کے اجزاء، ایرو اسپیس کے ساختی حصے۔
بائیو میڈیکل: مصنوعی جوڑ، دانتوں کے مصنوعی اعضاء۔
دیگر فیلڈز: جہاز کے پروپیلرز، میزائل ساختی حصے وغیرہ۔
تکنیکی چیلنجز اور کامیابیاں
چیلنجز: پگھلے ہوئے ٹائٹینیم کی زیادہ رد عمل اسے مولڈ شیل کے ساتھ رد عمل ظاہر کرنے کے لیے ٹوٹنے والی تہہ بنانے کا خطرہ بناتی ہے، اور یہ تھرمل جھٹکے کی وجہ سے پھٹ سکتی ہے یا چھید بھی بن سکتی ہے۔
کامیابیاں: نئے مواد جیسے مولبڈینم میش رینفورسڈ مولڈ شیل اور آکسائیڈ سیرامک مولڈ شیل (جیسے زرکونیم آکسائڈ) تیار کیے گئے ہیں، جس سے کاسٹنگ کے معیار اور کارکردگی میں بہتری آئی ہے۔
مستقبل کے رجحانات
ٹیکنالوجی کم قیمت، اعلیٰ معیار، اور زیادہ ماحول دوست حل کی طرف ترقی کر رہی ہے۔ نئے مواد اور عمل کی اصلاح (جیسے ڈیجیٹل جڑواں سمولیشن) کلیدی شعبے ہیں، اور مستقبل کی ایپلی کیشنز اور بھی وسیع تر ہوں گی۔
