ٹائٹینیم الائے پروسیسنگ میں کوٹنگ ٹیکنالوجی کی درخواست کا تجزیہ
ٹائٹینیم کھوٹ کی خصوصیات اور اطلاقات
بہترین خصوصیات کی مندرجہ بالا سیریز کی بنیاد پر، ٹائٹینیم مرکب سب سے پہلے ہوا بازی میں لاگو کیا گیا تھا. 1953 میں، ریاستہائے متحدہ کی ڈگلس کمپنی نے سب سے پہلے ٹائٹینیم پر مشتمل مواد کو DC2T انجن نیسیل اور فائر والز پر لگایا، جس سے اچھے نتائج حاصل ہوئے۔ ایرو اسپیس فیلڈ میں، ٹائٹینیم الائے سب سے پہلے پنکھے، کمپریسر، جلد، فوسیلج، اور ہوائی جہاز کے انجنوں کے لینڈنگ گیئر میں کلیدی مواد کے طور پر استعمال کیا گیا، جس کے نتیجے میں مجموعی وزن میں تقریباً 30% سے 35% کی کمی واقع ہوئی۔ ٹائٹینیم الائے کو پریشر مزاحم گولوں، سمندری پانی کے پائپنگ سسٹم، کنڈینسر اور ہیٹ ایکسچینجرز، بلیڈ، پروپیلرز اور ایگزاسٹ فین کے شافٹ، اسپرنگس، ہوائی جہاز کے بحری جہازوں پر فائر فائٹنگ آلات، پروپیلرز، واٹر جیٹ پروپلشن ڈیوائسز، رڈرز اور دیگر سمندری اجزاء میں بھی کامیابی سے لاگو کیا گیا ہے۔ جوہری آبدوزوں کی اس کے علاوہ، اپنی بہترین بایو کمپیٹیبلٹی، سنکنرن مزاحمت، مکینیکل خصوصیات، اور پراسیس ایبلٹی کی وجہ سے، ٹائٹینیم الائے سب سے موزوں بایومیڈیکل دھاتی مواد بن گیا ہے اور اسے مصنوعی گھٹنوں کے جوڑوں، فیمورل جوڑوں، دانتوں کے امپلانٹس، دانتوں کی جڑوں اور دانتوں کی دھات میں کامیابی سے لاگو کیا گیا ہے۔ حمایت کرتا ہے. ان میں سے، Ti6Al4V اور Ti3Al-2.5V مرکب عام طور پر کلینکل پریکٹس میں فیمر اور ٹبیا کے متبادل مواد کے طور پر استعمال ہوتے ہیں کیونکہ ان کی اچھی سردی کی تشکیل، سنکنرن مزاحمت، اور میکانی خصوصیات ہیں۔
بہترین خصوصیات کی مندرجہ بالا سیریز کی بنیاد پر، ٹائٹینیم مرکب سب سے پہلے ہوا بازی میں لاگو کیا گیا تھا. 1953 میں، ریاستہائے متحدہ کی ڈگلس کمپنی نے سب سے پہلے ٹائٹینیم پر مشتمل مواد کو DC2T انجن نیسیل اور فائر والز پر لگایا، جس سے اچھے نتائج حاصل ہوئے۔ ایرو اسپیس فیلڈ میں، ٹائٹینیم الائے سب سے پہلے پنکھے، کمپریسر، جلد، فوسیلج، اور ہوائی جہاز کے انجنوں کے لینڈنگ گیئر میں کلیدی مواد کے طور پر استعمال کیا گیا، جس کے نتیجے میں مجموعی وزن میں تقریباً 30% سے 35% کی کمی واقع ہوئی۔ ٹائٹینیم الائے کو پریشر مزاحم گولوں، سمندری پانی کے پائپنگ سسٹم، کنڈینسر اور ہیٹ ایکسچینجرز، بلیڈ، پروپیلرز اور ایگزاسٹ فین کے شافٹ، اسپرنگس، ہوائی جہاز کے بحری جہازوں پر فائر فائٹنگ آلات، پروپیلرز، واٹر جیٹ پروپلشن ڈیوائسز، رڈرز اور دیگر سمندری اجزاء میں بھی کامیابی سے لاگو کیا گیا ہے۔ جوہری آبدوزوں کی اس کے علاوہ، اپنی بہترین بایو کمپیٹیبلٹی، سنکنرن مزاحمت، مکینیکل خصوصیات، اور پراسیس ایبلٹی کی وجہ سے، ٹائٹینیم الائے سب سے موزوں بایومیڈیکل دھاتی مواد بن گیا ہے اور اسے مصنوعی گھٹنوں کے جوڑوں، فیمورل جوڑوں، دانتوں کے امپلانٹس، دانتوں کی جڑوں اور دانتوں کی دھات میں کامیابی سے لاگو کیا گیا ہے۔ حمایت کرتا ہے. ان میں سے، Ti6Al4V اور Ti3Al-2.5V مرکب عام طور پر کلینکل پریکٹس میں فیمر اور ٹبیا کے متبادل مواد کے طور پر استعمال ہوتے ہیں کیونکہ ان کی اچھی سردی کی تشکیل، سنکنرن مزاحمت، اور میکانی خصوصیات ہیں۔
ٹائٹینیم کھوٹ پروسیسنگ میں مشکلات
(1) چھوٹے اخترتی گتانک: یہ ٹائٹینیم مرکب مواد کے کاٹنے کے عمل میں ایک نمایاں خصوصیت ہے۔ کاٹنے کے عمل کے دوران، چپس اور سامنے کی کٹنگ سطح کے درمیان رابطے کا رقبہ بہت بڑا ہوتا ہے، اور چپس ٹول کی اگلی کٹنگ سطح پر عام مواد کی چپس کے مقابلے میں زیادہ لمبا سفر کرتی ہیں۔ اس طرح کے لمبے لمبے چہل قدمی سے ٹول کی شدید خرابی ہو سکتی ہے، اور چلنے کے عمل کے دوران رگڑ بھی ہو سکتی ہے، جس سے آلے کے درجہ حرارت میں اضافہ ہوتا ہے۔
(2) اعلی کاٹنے کا درجہ حرارت: ایک طرف، پہلے ذکر کردہ چھوٹے اخترتی گتانک درجہ حرارت میں جزوی اضافہ کا باعث بن سکتا ہے۔ ٹائٹینیم مرکب کے کاٹنے کے عمل میں اعلی کاٹنے کے درجہ حرارت کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ ٹائٹینیم مرکب کی تھرمل چالکتا بہت چھوٹی ہے، اور چپس اور آلے کے سامنے کاٹنے کی سطح کے درمیان رابطے کی لمبائی مختصر ہے. ان عوامل کے تحت، کاٹنے کے عمل کے دوران پیدا ہونے والی گرمی کو ختم کرنا مشکل ہوتا ہے اور بنیادی طور پر ٹول ٹپ کے قریب جمع ہوتا ہے، جس کی وجہ سے مقامی درجہ حرارت بہت زیادہ ہوتا ہے۔
(3) ٹائٹینیم کھوٹ کی تھرمل چالکتا بہت کم ہے: کاٹنے سے پیدا ہونے والی گرمی آسانی سے ختم نہیں ہوتی۔ ٹائٹینیم مرکب کا رخ موڑنے کا عمل ایک اعلی تناؤ اور زیادہ تناؤ کا عمل ہے، جو بڑی مقدار میں حرارت پیدا کرتا ہے۔ مشینی کے دوران پیدا ہونے والی زیادہ گرمی کو مؤثر طریقے سے پھیلایا نہیں جا سکتا۔ ایک ہی وقت میں، آلے کے کٹنگ کنارے اور چپس کے درمیان رابطے کی لمبائی کم ہوتی ہے، جس کی وجہ سے کٹنگ کنارے پر گرمی کی ایک بڑی مقدار جمع ہوتی ہے۔ درجہ حرارت تیزی سے بڑھتا ہے، بلیڈ نرم ہوجاتا ہے، اور ٹول پہننے میں تیزی آتی ہے۔
(4) ٹائٹینیم مرکب کی کیمیائی خصوصیات اہم ہیں: اعلی درجہ حرارت پر، ٹائٹینیم مرکب آسانی سے آلے کے مواد کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتے ہیں، ہلال کی شکل کے نالیوں کی تشکیل کو تیز کرتے ہیں۔ تاہم، ٹائٹینیم مرکب کے کاٹنے کا عمل بنیادی طور پر اعلی درجہ حرارت پر کیا جاتا ہے. جب کٹنگ کا درجہ حرارت ایک خاص سطح تک پہنچ جاتا ہے، تو ہوا میں نائٹروجن اور آکسیجن جیسے مالیکیول ٹائٹینیم مواد کے ساتھ آسانی سے کیمیائی رد عمل سے گزر سکتے ہیں، جس کے نتیجے میں جلد ٹوٹنے والی اور سخت بن جاتی ہے۔ مزید یہ کہ، ٹائٹینیم مواد کے کاٹنے کے عمل کے دوران ورک پیس کی مشینی سطح پر پلاسٹک کی خرابی سرد سخت ہونے کا باعث بنتی ہے، جس کے نتیجے میں ورک پیس مواد کی مشینی سطح پر سخت ہو جاتی ہے۔ یہ مظاہر کاٹنے کے اوزار کے پہننے کو بڑھا سکتے ہیں اور ٹائٹینیم مواد کی تھکاوٹ کی طاقت کو کم کر سکتے ہیں۔
(5) کاٹنے والے اوزار پہننے کا شکار ہیں: کاٹنے والے اوزار کا پہننا بہت سے جامع عوامل کا نتیجہ ہے۔ ٹائٹینیم مرکب مواد کے کاٹنے کے عمل کے دوران، آلے کی ٹوٹ پھوٹ کا سبب بننا آسان ہے۔ ٹائٹینیم مواد عام طور پر اعلی درجہ حرارت کے حالات میں آلے کے مواد کے درمیان مضبوط کیمیائی وابستگی کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، کاٹنے کے اوزار اور ٹائٹینیم مرکب مواد اعلی درجہ حرارت پر بانڈنگ کا شکار ہوتے ہیں، جو کاٹنے کے اوزار کی مختصر سروس کی زندگی کا باعث بنتے ہیں۔ لہذا ٹائٹینیم مرکب مواد کو کاٹتے وقت دو پہلوؤں پر توجہ دینا ضروری ہے، جو کم کاٹنے والے درجہ حرارت کو برقرار رکھتے ہیں اور کاٹنے والے آلے / مواد کی سختی کو بڑھا رہے ہیں۔ لیپت ٹولز ٹول کی سختی کو بہتر بنانے کا ایک طریقہ ہیں۔
ٹائٹینیم کھوٹ کاٹنے کے اوزار پر کوٹنگ کی موجودہ صورتحال
اعلی کیمیائی سرگرمی اور ٹائٹینیم مرکب کی کم تھرمل چالکتا کی وجہ سے، کاٹنے کے عمل کے دوران کاٹنے کا درجہ حرارت زیادہ ہوتا ہے، کیمیائی رد عمل شدید ہوتا ہے، اور ٹول تیزی سے ناکام ہوجاتا ہے، جس کے نتیجے میں آلے کی مختصر زندگی اور پروسیسنگ کے زیادہ اخراجات ہوتے ہیں۔ آلے کے پہننے کی وجوہات میں مکینیکل رگڑ اور کاٹنے والی قوتوں اور درجہ حرارت کو کاٹنے کے تحت جسمانی اور کیمیائی رد عمل شامل ہیں۔ ٹائٹینیم مرکب کو کاٹنے کی دشواری کے جواب میں، منتخب کردہ آلے کے مواد کو اعلی سختی، اعلی طاقت، اعلی تھرمل چالکتا، کیمیائی استحکام، اور اچھی سرخ سختی [10] کی ضروریات کو پورا کرنا ضروری ہے. فی الحال انڈسٹری میں ٹائٹینیم الائے کی پروسیسنگ کے لیے بہترین ہیرے کاٹنے والے آلے کے طور پر پہچانا جاتا ہے، لیکن اس کی قیمت زیادہ ہونے کی وجہ سے، ہارڈ الائے لیپت کٹنگ ٹولز اب بھی ٹائٹینیم الائے کٹنگ مارکیٹ پر حاوی ہیں،
روایتی کاٹنے کا نظریہ یہ رکھتا ہے کہ لیپت کاٹنے والے اوزار ٹائٹینیم مرکب کی پروسیسنگ کے لئے موزوں نہیں ہیں۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ زیادہ تر روایتی کوٹنگز بائنری TiC یا ٹرنری TiCN کوٹنگز ہیں، اور کوٹنگ میں موجود Ti عنصر ورک پیس کے ساتھ وابستگی کا شکار ہے، جس کی وجہ سے ٹول کی تیزی سے ناکامی ہوتی ہے۔ Ezugwn et al. تیز رفتار اسٹیل سبسٹریٹس پر CrN اور TiCN کوٹنگز کا استعمال کیا اور TC4 ٹائٹینیم الائے کو کاٹنے کے لیے بغیر کوٹیڈ ٹنگسٹن کوبالٹ ہارڈ الائے ٹولز۔ مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ CrN کوٹیڈ ٹولز کی سروس لائف TiCN کوٹیڈ ٹولز اور ان کوٹیڈ ہارڈ الائے ٹولز سے زیادہ لمبی تھی۔ ایک ہی وقت میں، کٹنگ کے تجربات Ti6A14V ٹائٹینیم الائے پر سنگل لیئر TiN کوٹنگ اور ملٹی لیئر TiN/TiCN/TiN کوٹنگ کا استعمال کرتے ہوئے اسی کٹنگ حالات میں کیے گئے۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ ملٹی لیئر کوٹنگ والے ٹولز کو کاٹنے کے دوران پیدا ہونے والا درجہ حرارت سنگل لیئر کوٹنگز سے کم تھا، اور ٹول سروس لائف بھی سنگل لیئر کوٹنگز سے زیادہ تھی۔
حالیہ برسوں میں، غیر ملکی کوٹنگ کی تیاری کے عمل اور طریقوں کی مسلسل پختگی اور پیشرفت کی وجہ سے، ٹول کوٹنگز کی ترکیب بتدریج مزید متنوع ہو گئی ہے، اور یہاں تک کہ ہر ورک پیس کے مواد کے لیے موزوں ترین کوٹنگ میٹریل موجود ہے۔ مزید برآں، نرم کوٹنگز، سپر ہارڈ کوٹنگز، ملٹی لیئر کوٹنگز، اور نانوکومپوزائٹ کوٹنگز جیسی بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرنے والی کوٹنگز ابھری ہیں۔ لہذا، ٹائٹینیم مرکب کے تیز رفتار کاٹنے کے لئے زیادہ سے زیادہ لیپت ٹولز کا اطلاق کیا گیا ہے اور اچھی برتری کا مظاہرہ کیا ہے. شکل 2 حالیہ برسوں میں عام طور پر استعمال ہونے والے ہارڈ الائے لیپت ٹولز کو دکھاتا ہے۔
