ٹائٹینیم میٹرکس کمپوزائٹس (TiMMCs) کی پروسیسنگ ٹیکنالوجی کی تحقیقی حیثیت اور پیشرفت کا روایتی مکینیکل پروسیسنگ، کمپوزٹ انرجی فیلڈ پروسیسنگ، فورجنگ پروسیسنگ اور اضافی مینوفیکچرنگ کے پہلوؤں سے جائزہ لیا گیا۔ مختلف پروسیسنگ تکنیکوں کے ذریعہ پروسیس شدہ TiMMCs کی خصوصیات۔ موجودہ تحقیق میں اہم مسائل کا مقصد، مستقبل میں TiMMCs پروسیسنگ ٹیکنالوجی کی ترقی کا رجحان متوقع ہے۔
تصویر
محقق کی سطح کے سینئر انجینئر وانگ گوانگپنگ
01
تمہید
ٹائٹینیم اور اس کے مرکب بڑے پیمانے پر ایرو اسپیس، پیٹرو کیمیکل، سمندری اور طبی شعبوں میں ان کی بہترین خصوصیات جیسے اعلی مخصوص طاقت، بہترین کیمیائی سنکنرن مزاحمت اور اچھی بایو کمپیٹیبلٹی [1-4] کی وجہ سے استعمال ہوتے ہیں۔ تاہم، ینگز ماڈیولس، پہننے کی مزاحمت، اور ٹائٹینیم مرکبات کی حرارت کی مزاحمت سٹیل اور نکل پر مبنی مرکب دھاتوں سے کم ہے، جو آٹوموٹیو اور ایرو اسپیس کے شعبوں میں ان کے مزید استعمال کو محدود کرتی ہے [5-8]۔ ٹائٹینیم میٹرکس کمپوزائٹس (TiMMCs) کا ظہور مندرجہ بالا مسائل پر قابو پانے کے لیے ایک نیا متبادل فراہم کرتا ہے۔ TiMMCs ایک جامع مواد ہے جو ٹائٹینیم اور اس کے مرکب مرکبات پر مشتمل ہے جو میٹرکس اور سیرامکس (ذرات، سرگوشیاں، مختصر ریشے اور مسلسل لمبے ریشے) کو تقویت دینے والے مرحلے کے طور پر ہے (شکل 1 دیکھیں)۔
تصویر
a) مسلسل طویل فائبر مضبوط ٹائٹینیم میٹرکس مرکبات
تصویر
ب) پارٹیکل ریئنفورسڈ ٹائٹینیم پر مبنی کمپوزٹ ج) وِسکر/مختصر فائبر سے تقویت یافتہ ٹائٹینیم پر مبنی کمپوزٹ
شکل 1 مختلف قسم کے کمک کے مراحل کے ساتھ TiMMCs کا اسکیمیٹک خاکہ
میٹرکس کی بہترین خصوصیات کو برقرار رکھتے ہوئے، TiMMCs جامع خصوصیات بھی حاصل کر سکتے ہیں جو فائبر اور میٹرکس کی خصوصیات کی تکمیل اور ارتباط کے ذریعے کسی ایک کمک کے مرحلے یا میٹرکس کے ذریعے حاصل نہیں کی جا سکتی ہیں۔ مثال کے طور پر، HUO et al کے ذریعہ تیار کردہ (TiC پلس Ti5Si3)/Ti مرکب کی پیداواری طاقت۔ [9] 829MPa تک زیادہ ہے، جو خالص ٹائٹینیم سے 178 فیصد زیادہ ہے، جبکہ 8.1 فیصد کی بلندی کو برقرار رکھتا ہے، اور اعلی طاقت اور درمیانی پلاسٹکٹی رکھتا ہے۔ لیمینیٹڈ TiC/Ti کمپوزائٹس کے مقابلے میں، TiMMCs کی طاقت اور لچک کو بیک وقت بڑھایا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں ایک بہترین طاقت اور لچکدار ہم آہنگی کی کارکردگی ہوتی ہے۔ TiMMCs کا اعلیٰ مخصوص ماڈیولس ہوائی جہاز کے جسم میں اس کے وسیع اطلاق کو فروغ دینے کا بنیادی عنصر ہے، جب کہ اعلیٰ مخصوص طاقت انجن کی صنعت میں اس کے اطلاق کو فروغ دینے کا محرک ہے [10]۔ مثال کے طور پر، ریاستہائے متحدہ نے ایرو انجن کے پرزوں کی تیاری کے لیے پارٹیکل سے تقویت یافتہ ٹائٹینیم پر مبنی کمپوزٹ استعمال کرنے میں سبقت حاصل کی۔ ریاستہائے متحدہ کی طرف سے تیار کردہ پارٹیکل ریئنفورسڈ ٹائٹینیم پر مبنی کمپوزٹ روٹر بلیڈ کو کامیابی سے لاگو کیا گیا ہے، جو نہ صرف روٹر بلیڈ کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے بلکہ ہوا بازی کو بھی کم کرتا ہے۔ انجن کی مینوفیکچرنگ لاگت $60 تک گر گئی،000 [11]۔ ریاستہائے متحدہ کی بوئنگ ایئر کرافٹ کمپنی نے ایک ذرہ سے تقویت یافتہ ٹائٹینیم پر مبنی کمپوزٹ ایئرکرافٹ لینڈنگ گیئر کنیکٹنگ راڈ تیار کیا ہے، جس سے نہ صرف سروس کے درجہ حرارت میں نمایاں اضافہ ہوا ہے، بلکہ اس سے پہلے کے مقابلے میں بڑے پیمانے پر تقریباً 40 فیصد تک کمی واقع ہوئی ہے۔ ، اور بوئنگ 787 طیارے پر کامیابی سے لاگو کیا گیا ہے[12]۔ ریاستہائے متحدہ کے اٹلانٹک ریسرچ سینٹر نے کامیابی سے ہیلی کاپٹر کے لینڈنگ گیئر کے لیے ذرہ سے مضبوط ٹائٹینیم پر مبنی جامع مواد تیار کیا، اور اسے کامیابی سے لاگو کیا گیا ہے۔ روایتی مواد کے مقابلے میں، وزن بہت کم ہوتا ہے [13]۔ فرانسیسی ایروناٹیکل ریسرچ سینٹر اور برطانوی رولز رائس کمپنی نے ایرو انجن کے بلیڈ تیار کرنے کے لیے پارٹیکل سے مضبوط ٹائٹینیم میٹرکس کمپوزٹ کا استعمال کیا اور کامیابی حاصل کی [14، 15]۔ آٹوموٹو کے میدان میں، ہلکے وزن کے ڈھانچے کی ضروریات میں مسلسل اضافہ ہو رہا ہے، جو TiMMCs کے اطلاق کو بہت فروغ دیتا ہے۔ ٹویوٹا کارپوریشن آف جاپان نے سب سے پہلے آٹوموبائل ایگزاسٹ والوز، آٹوموبائل انجن کے ایگزاسٹ والوز اور دیگر پرزوں، انجن والوز وغیرہ کے لیے BTi/Ti جامع مواد استعمال کیا۔ کل ماس میں تقریباً 40 فیصد کمی واقع ہوئی ہے، اور اس میں اعلیٰ زندگی اور کم قیمت کے فوائد ہیں۔ [16]۔ ایک ہی وقت میں، یورپ اور امریکہ جیسے ممالک نے بھی آٹوموبائل کے اہم حصوں کی تیاری کے لیے روایتی اسٹیل کے مواد کو تبدیل کرنے کے لیے پارٹیکل سے تقویت یافتہ ٹائٹینیم پر مبنی مرکب مواد استعمال کرنا شروع کر دیا ہے، تاکہ گاڑیوں کے وزن کو کم کیا جا سکے اور اس میں مزید بہتری لائی جا سکے۔ آٹوموبائل کی کارکردگی [17]۔ TiMMCs کی درخواست کی حد کو شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔
تصویر
شکل 2 TiMMCs کی درخواست کی حد
مادی ساخت کی پیچیدگی کی وجہ سے، TiMMCs کا پروسیس کرنا روایتی انجینئرنگ میٹریل کے مقابلے میں بہت زیادہ مشکل ہے، اور یہ ایک نئی قسم کا مشکل ٹو پروسیس میٹریل ہے۔ دریں اثنا، اگرچہ یکساں طور پر تقسیم شدہ کمک یا منقطع کمک پر مشتمل TiMMCs عام طور پر زیادہ طاقت کا مظاہرہ کرتے ہیں، لیکن خالص میٹرکس کے مقابلے میں نرمی اور سختی سے لامحالہ سمجھوتہ کیا جاتا ہے [18]۔ مثال کے طور پر، In-situ TiC اور Ti5Si3 کے ساتھ بھی، تناؤ کے اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ وقفے کے وقت طوالت تیزی سے 17.2 فیصد سے کم ہو کر 1.53 فیصد ہو جاتی ہے جب مرکب مواد کی پیداواری طاقت میں اضافہ 410MPa تک پہنچ جاتا ہے، جو پروسیسنگ ٹیکنالوجی پر زیادہ تقاضے رکھتا ہے۔ ] لہذا، TiMMCs کی اعلی کارکردگی اور کم نقصان والی پروسیسنگ کو کیسے حاصل کیا جائے، جامع مواد کی پروسیسنگ کے میدان میں ایک تحقیقی ہاٹ سپاٹ بن گیا ہے۔
TiMMCs کے عام پروسیسنگ طریقوں میں مشینی، جعل سازی، کاسٹنگ، اور اضافی مینوفیکچرنگ شامل ہیں [20]۔ مشینی مواد کی شکل کو تبدیل کرنے کے لیے مکینیکل قوت پر انحصار کرتی ہے، جو بڑے پیمانے پر پیداوار اور بیچ پروسیسنگ کو مؤثر طریقے سے انجام دے سکتی ہے۔ یہ سرد پروسیسنگ کے سب سے زیادہ استعمال ہونے والے طریقوں میں سے ایک ہے۔ یہ اعلی صحت سے متعلق طول و عرض اور سطح کے معیار کی ضروریات کو حاصل کرسکتا ہے، اور جامع مواد سمیت مختلف قسم کے مواد کے لیے موزوں ہے۔ مواد پروسیسنگ. عام مشینی کاموں میں کاٹنا، ڈرلنگ، ملنگ اور پیسنا شامل ہیں۔ فورجنگ، کاسٹنگ، اور اضافی مینوفیکچرنگ عام تھرمل پروسیسنگ کے عمل ہیں جو مرکب مواد کی مکینیکل خصوصیات اور ساخت کو بہتر بنا سکتے ہیں [21]۔ اس کے علاوہ، TiMMCs پر کارروائی کرنے کے لیے ایک مناسب پروسیسنگ ٹیکنالوجی کا انتخاب کرتے وقت، جامع مواد میں ہر جزو کی مختلف خصوصیات کے ساتھ ساتھ جامع مواد اور پروسیسنگ ٹول کے درمیان پہننے اور تھرمل توسیع پر بھی جامع غور کرنا ضروری ہے۔ بہترین کارکردگی کے ساتھ TiMMCs حصے حاصل کریں۔
اس مقالے میں، TiMMCs کی موجودہ پروسیسنگ ٹیکنالوجی کا جائزہ لیا گیا ہے، اور TiMMCs کی اعلیٰ کارکردگی کے اطلاق کے لیے نظریاتی مدد فراہم کرنے کے لیے، مستقبل میں TiMMCs کی پروسیسنگ کا امکان ہے۔
02
مشینی
TiMMCs کی تیاری کی ٹیکنالوجی کی حدود کی وجہ سے، TiMMCs کی تیاری میں مشینی اب بھی ایک ناگزیر عمل ہے۔ میٹرکس مواد کے مقابلے میں، کمک میں زیادہ سختی، زیادہ طاقت، اور زیادہ مشکل پروسیسنگ ہوتی ہے، اور پروسیسنگ کے دوران کمک کے مرحلے کے ٹکڑے ہونے، پل آؤٹ اور ڈیبونڈنگ جیسے مسائل ہوں گے۔ TiMMCs کے کاٹنے کے عمل کا اصلاح اور دیگر پہلوؤں کے لحاظ سے جامع مطالعہ کیا گیا ہے۔
2.1 مشینی
کٹنگ پرفارمنس جیسے ٹول پہننے کا طریقہ کار، کاٹنے کی قوت اور TiMMCs کے کاٹنے کے عمل میں درجہ حرارت کی تبدیلیوں پر منظم تحقیق کی کمی کو ہدف بناتے ہوئے، Bian Weiliang [22] نے مختلف ٹول ٹرننگ (TiCp پلس TiB w) کی کارکردگی پر تحقیق کی۔ /TC4۔ سنگل کرسٹل ڈائمنڈ اور سیمنٹڈ کاربائیڈ میٹریل پروسیسنگ میں استعمال ہوتے ہیں۔ اسی کاٹنے والے حالات کے تحت، پی سی ڈی ٹول کی زندگی لمبی ہوتی ہے۔ جب سنگل کرسٹل ڈائمنڈ ٹول TiMMCs کو کاٹتا ہے، تو ٹول کا پہننا بنیادی طور پر ٹول کی نسبت زیادہ سختی بڑھانے کے بار بار سکریپنگ سے آتا ہے۔ اکیلے TC4 مرکب کو کاٹتے وقت، ٹائٹینیم مرکب ٹول سے منسلک ہوتا ہے اور اس آلے میں پروسیسنگ مادی عناصر کے پھیلاؤ کی وجہ سے پہنا جانا زیادہ اہم ہوتا ہے۔ سیمنٹڈ کاربائیڈ ٹولز کے ساتھ TiMMCs کی مشیننگ کرتے وقت، ورک پیس مواد کی بازی اور بانڈنگ بھی واضح ہوتی ہے۔
مشینی خصوصیات پر کٹنگ پیرامیٹرز اور چکنا کرنے کے طریقوں کے اثر و رسوخ کو مزید دریافت کرنے کے لیے، NIKNAM ET al. [23] نے پارٹیکل ریئنفورسڈ ٹائٹینیم میٹرکس کمپوزائٹس (PTMCs) پر خشک اور نیم خشک موڑ کے تجربات کیے، اور مختلف کٹنگ پیرامیٹرز کے تحت کاٹنے والی قوت کا تجزیہ کیا۔ ، سطح کی کھردری اور ذرہ ہٹانے کا رویہ۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ نیم خشک حالت میں کاٹنے کی قوت زیادہ ہوتی ہے، اور چکنا کرنے والے مادے کی ایک فلم تیار کی جائے گی، جو کاٹنے کی ہموار پیش رفت میں رکاوٹ ہے۔
DUONG et al. [24] نے TiMMCs موڑنے کے دوران ابتدائی ٹول پہننے کے رویے کا مطالعہ کیا، اور پایا کہ TiMMCs کی کٹنگ میں پہننا سب سے اہم طریقہ کار ہے، اور پھیلاؤ اور آسنجن تمام حالات میں پائے گئے۔ اور مشینی عمل میں سخت پتلی پرت کی ایک نئی لباس شکل پائی گئی، جو اس صورت میں پھیلاؤ کے لباس اور مکینیکل ٹیومر کا باعث بنے گی۔ PTMCs سے مختلف، مسلسل فائبر سے تقویت یافتہ ٹائٹینیم میٹرکس کمپوزٹ میں ریشوں کے تسلسل کی وجہ سے منفرد انیسوٹروپی ہوتی ہے۔ مسلسل فائبر سے تقویت یافتہ ٹائٹینیم میٹرکس کمپوزٹ کے کاٹنے کے طریقہ کار کو واضح کرنے کے لیے، ZAN[25] وغیرہ۔ SiCf/Ti-6Al-4V آرتھوگونل کٹنگ ٹیسٹ نے کم درجہ حرارت، کمرے کے درجہ حرارت اور اعلی درجہ حرارت پر چپ کی تشکیل کے رویے اور جامع مواد کی اخترتی کا طریقہ کار حاصل کیا، اور پایا کہ اس کی تشکیل کے مقابلے ٹائٹینیم الائے، SiCf/Ti کے کاٹنے کے عمل کے دوران adiabatic shear band -6Al-4V sawtooth کی چوڑائی بڑی ہے۔ شکل 3 مختلف درجہ حرارت پر SiCf/Ti-6Al-4V باری باری پرت کی کٹنگ کا اسکیمیٹک خاکہ ہے۔
تصویر
a) کریوجینک (CT)
تصویر
ب) کمرے کا درجہ حرارت (RT)
تصویر 3 مختلف درجہ حرارت پر فائبر سے تقویت یافتہ ٹائٹینیم میٹرکس کمپوزٹ کی متبادل تہوں کا کٹنگ خاکہ
2.2 پیسنا
پیسنے کا عمل پیسنے والے پہیے کی سطح پر بہت سے کھرچنے والے دانوں پر انحصار کرتا ہے تاکہ مواد کو ہٹانے کے لیے ورک پیس کو بیک وقت کاٹ دیا جا سکے، جو کہ مواد کی درستگی اور انتہائی درستگی کے لیے موزوں ہے۔ DING et al. [26, 27] روایتی پیسنے اور تیز رفتار پیسنے کے دوران TiCp/Ti-6Al-4V کے مواد کو ہٹانے کے رویے کو سمجھنے کے لیے پیسنے کے عمل کا ایک تین جہتی محدود عنصر ماڈل قائم کیا، اور محدود عنصر ماڈل کی بنیاد پر، مواد کو ہٹانے کے رویے پر تبادلہ خیال کیا۔ ہٹانے کا سلوک اور مشینی سطح کی خصوصیات کی تشکیل پر پیسنے کی رفتار کا اثر (تصویر 4 دیکھیں)۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ TiCp/Ti-6Al-4V کو پیسنے کے دوران مواد کو ہٹانے کے رویے کو دھاتی میٹرکس کے مواد کے نرمی سے ہٹانے اور TiC سے تقویت والے ذرات کے ٹوٹنے والے ہٹانے میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ اسی طرح، LIU ET al. [28] نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ PTMCs کی تیز رفتار پیسنے میں مواد کو ہٹانے کو چار مراحل میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: الائے میٹرکس کا پلاسٹک ہٹانا، بڑھے ہوئے ذرات میں شگاف کا آغاز، بڑھے ہوئے ذرات میں شگاف پھیلنا، اور بہتر ذرات کی ٹوٹ پھوٹ کا عمل۔ پیسنے کی رفتار کے مقابلے میں، غیر درست شدہ چپ کی موٹائی مشینی سطح کے نقائص کی تشکیل پر زیادہ اثر رکھتی ہے۔ اس بنیاد پر، LI et al. PTMCs کے لیے سنگل لیئر الیکٹروپلیٹڈ CBN گرائنڈنگ وہیل اور بریزڈ CBN گرائنڈنگ وہیل کی پیسنے کی کارکردگی کا مطالعہ کیا (شکل 5 دیکھیں)۔ نتائج سے معلوم ہوا کہ سنگل لیئر بریزڈ CBN گرائنڈنگ وہیل PTMCs کی تیز رفتار پیسنے کے لیے الیکٹروپلیٹڈ گرائنڈنگ وہیل سے زیادہ موزوں ہے۔ لیو چاوجی وغیرہ۔ [31] تخروپن کے ذریعہ پی ٹی ایم سی سائیڈ گرائنڈنگ کے پیسنے والی قوت ماڈل کا تجزیہ کیا۔ میٹرکس کو ہٹاتے وقت، پیسنے والی قوت کا اتار چڑھاؤ باقاعدہ ہوتا ہے۔ TiC کو مضبوطی والے ذرات کو ہٹاتے وقت، مواد کی سطح پر دراڑیں نمودار ہوں گی اور پھیل جائیں گی۔ سطح پر بڑے پیمانے پر چپس بھی ہٹا دی گئی ہیں، اور اس علاقے میں پیسنے کی قوت کا اتار چڑھاو جہاں مضبوطی والے ذرات کو ہٹایا جاتا ہے۔ اس کے علاوہ، نارمل اور ٹینجینٹل پیسنے والی قوتیں دونوں ایک ہی کھرچنے والی چپ کی موٹائی میں اضافہ کے ساتھ بڑھتی ہیں۔
تصویر
a) عام پیسنے والی PTMCs تخروپن
تصویر
b) عام پیسنے والی PTMCs کے ٹیسٹ کے نتائج
تصویر
c) تیز رفتار پیسنے والی PTMCs کی نقل
تصویر
d) PTMCs کی تیز رفتار پیسنے کے تجرباتی نتائج
تصویر 4 مختلف رفتار سے PTMCs کو ہٹانے کے رویے کی نقلی اور ٹیسٹ کے نتائج
(بمقابلہ=3m/min, ap=0.010mm)
تصویر
a) الیکٹروپلیٹڈ سی بی این پیسنے والے پہیے کے ساتھ پیسنا
تصویر
b) بریزڈ سی بی این پیسنے والے پہیے کے ساتھ پیسنا
تصویر 5 پی ٹی ایم سی پیسنے کے لیے الیکٹروپلیٹڈ CBN گرائنڈنگ وہیل اور بریزڈ CBN گرائنڈنگ وہیل کا موازنہ
03
کمپوزٹ انرجی فیلڈ پروسیسنگ
الٹراسونک وائبریشن اسسٹڈ گرائنڈنگ ایک کمپاؤنڈ پروسیسنگ ٹیکنالوجی ہے جو الٹراسونک وائبریشن کو روایتی پیسنے والی ٹیکنالوجی میں متعارف کراتی ہے تاکہ کاٹنے کے درجہ حرارت کو کم کیا جا سکے اور پیسنے کے معیار کو بہتر بنایا جا سکے۔ الٹراسونک وائبریشن اسسٹڈ مشیننگ میں، ٹول اور ورک پیس کے درمیان رابطے کی حالت ہائی فریکوئینسی وائبریشن کی وجہ سے بدل جاتی ہے، اور ٹول اور ورک پیس وقفے وقفے سے رابطے میں رہتے ہیں، اس کے ساتھ cavitation اثرات اور ہائی فریکوئنسی اثرات ہوتے ہیں، تاکہ آپس میں رابطہ قائم رہے۔ ورک پیس اور ٹول رگڑ کی قوت کو کم کر دیتا ہے، اس طرح کاٹنے والی حرارت اور کاٹنے والی قوت کو کم کرتا ہے، اور آلے کی سروس لائف کو بڑھا سکتا ہے اور پروسیسنگ کے معیار کو بہتر بنا سکتا ہے۔ الٹراسونک وائبریشن اسسٹڈ مشینی ٹکنالوجی کو مشکل سے مشینی مواد جیسے نکل پر مبنی مرکبات، TiMMCs، اور سیرامک میٹرکس کمپوزائٹس میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے۔
WU et al. [32] نے PTMCs پر محوری الٹراسونک کمپن کی مدد سے پیسنے کا ٹیسٹ کیا، اور پتہ چلا کہ الٹراساؤنڈ کی کارروائی کے تحت، کھرچنے والے دانوں کی کٹائی کی رفتار بڑھ جاتی ہے، اور کھرچنے والے دانے بار بار ورک پیس کی سطح پر دباتے ہیں تاکہ سطح کی کھردری کو کم کیا جا سکے۔ قدر. YUE وغیرہ۔ [33] نے PTMCs سنگل کھرچنے والے اناج کے الٹراسونک کمپن اسسٹڈ گرائنڈنگ ٹیسٹ کو انجام دیا، مختلف پیسنے کی رفتار اور مختلف فیڈ کی شرحوں پر مواد کو ہٹانے کی شرح پر عام پیسنے اور الٹراسونک پیسنے کے اثر و رسوخ کا موازنہ کیا، اور الٹراسونک کٹنگ موٹائی کا ماڈل قائم کیا۔ ایکشن کے تحت ایک کھرچنے والا دانہ ظاہر کرتا ہے کہ الٹراسونک وائبریشن سے کھرچنے والے دانوں کے مائکرو ٹوٹنے کا زیادہ امکان ہوتا ہے، جو مسلسل کٹنگ ایج کی حالت کو اپ ڈیٹ کر سکتا ہے اور کھرچنے والے دانوں کی نفاست کو ہر وقت برقرار رکھ سکتا ہے۔ ZHAO et al. [34] نے پی ٹی ایم سی پر الٹراسونک وائبریشن اسسٹڈ گرائنڈنگ ٹیسٹ کرنے کے لیے خود ساختہ ریڈیل وائبریشن پلیٹ فارم (شکل 6 دیکھیں) کا استعمال کیا، اور اس کا موازنہ عام پیسنے والے ٹیسٹ سے کیا۔ عام پیسنے کے مقابلے میں، الٹراسونک وائبریشن اسسٹڈ گرائنڈنگ پیسنے کے درجہ حرارت کو 24.2 فیصد سے 51.8 فیصد تک کم کر سکتی ہے، اور اسی وقت، مواد کو ہٹانے کی شرح میں 2.8 گنا اضافہ کیا جا سکتا ہے۔
تصویر
شکل 6 ریڈیل وائبریشن الٹراسونک پلیٹ فارم اور وائبریشن ماپنے والا آلہ
بیجانی وغیرہ۔ [35] نے روایتی موڑ کی بنیاد پر پہلی بار TiMMCs کو پروسیس کرنے کے لیے لیزر اسسٹڈ مشیننگ (LAM) کا استعمال کیا (تصویر 7 دیکھیں)۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ روایتی مشینی کے مقابلے میں، اگرچہ ورک پیس کی سطح کی کھردری قیمت میں 15 فیصد اضافہ ہوتا ہے، لیکن LAM ٹول کی کل کٹنگ والیوم میں 180 فیصد اضافہ ہوتا ہے، اور ٹول کی زندگی کو مؤثر طریقے سے بہتر بنایا جاتا ہے، جس کی وجہ منتقلی کی وجہ ہے۔ فریکچر کے بجائے میٹرکس میں ذرات۔
تصویر
a) اسکیمیٹک خاکہ
تصویر
ب) اصل آلہ
تصویر 7 لیزر کی مدد سے پروسیسنگ ٹیسٹ ڈیوائس
04
Additive مینوفیکچرنگ پروسیسنگ
لیزر ایڈیٹیو مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی پیچیدہ ساختی پرزوں کو براہ راست تیار کر سکتی ہے، جس سے TiMMCs کی تیاری میں بہترین اطلاق کے امکانات ظاہر ہوتے ہیں۔ بنرجی وغیرہ۔ [36] لیزر سٹیریوفارمنگ پروسیسنگ ٹیکنالوجی (LENSTM) کا استعمال کرتے ہوئے TiB/TC4 کمپوزائٹس کو کامیابی کے ساتھ پروسیس کیا، اور اسکیننگ الیکٹران مائیکروسکوپی اور ٹرانسمیشن الیکٹران مائیکروسکوپی کا استعمال کیا تاکہ جمع شدہ مرکبات کے مائیکرو اسٹرکچر کو تفصیل سے نمایاں کیا جا سکے۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ تیار کردہ طریقہ TiB/TC4 جامع مائیکرو اسٹرکچر نمایاں طور پر بہتر ہے اور تھرموڈینامیکل طور پر مستحکم ہے۔ اسی طرح، GU et al. [37] نے تیار کردہ TiC/Ti جامع پاؤڈر پر کارروائی کرنے کے لیے سلیکٹیو لیزر میلٹنگ (SLM) کا استعمال کیا، اور TiC پارٹیکل سے تقویت یافتہ TiAl3 (مین فیز) اور Ti3AlC2 (ثانوی مرحلہ) میٹرکس کمپوزٹ حاصل کیے۔ ملڈ پاؤڈر کے مقابلے میں معمولی اناج کی ترقی کے باوجود، SLM سے علاج شدہ مرکب اب بھی ایک عمدہ مائکرو اسٹرکچر کی نمائش کرتا ہے۔ [38] پی ٹی ایم سی تیار کرنے کے لیے ڈائریکٹ میٹل ڈیپوزیشن (DMD) لیزر پروسیسنگ ٹیکنالوجی کا استعمال کیا گیا ہے جس میں مختلف حجم کے حصوں (TiB پلس TiC) پر مشتمل پاؤڈر خام مال سے تیار کیا گیا ہے ) پاؤڈر کا مرکب۔ مکینیکل اسٹڈیز سے پتہ چلتا ہے کہ 20-600 ڈگری پر، B4C پر مشتمل پارٹیکل ریئنفورسڈ TiMMCs کی Vickers کی سختی 10 فیصد -15 فیصد بڑھ جاتی ہے، اور ینگز ماڈیولس میں 10 فیصد اضافہ ہوتا ہے۔ DMD لیزر پروسیسنگ ٹیکنالوجی کے ذریعے TiMMCs کی تیاری کو شکل 8 میں دکھایا گیا ہے۔
تصویر
Fig.8 DMD لیزر پروسیسنگ ٹیکنالوجی کے ذریعے تیار کردہ TiMMCs کا اسکیمیٹک خاکہ
05
جعل سازی
جعل سازی سے پگھلنے کے عمل کے دوران مواد کے ڈھیلے نقائص کو ختم کیا جا سکتا ہے، مائیکرو سٹرکچر کو مؤثر طریقے سے بہتر بنایا جا سکتا ہے، اور ساخت اور کارکردگی سے مماثل اعلیٰ معیار کے فورجنگ حاصل کیے جا سکتے ہیں۔
متعلقہ غیر ملکی اسکالرز نے Ti-TiB میٹرکس کمپوزائٹس کے مائکرو اسٹرکچر اور ٹینسائل خصوصیات پر گرم فورجنگ کے اثر کا مطالعہ کیا ہے۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ جعلی Ti-13.3B اور Ti-7B مرکبات کے کمرے کے درجہ حرارت کی لمبائی بالترتیب 6.1 فیصد اور 5.2 فیصد تک پہنچ جاتی ہے، اور مادی خصوصیات کو مؤثر طریقے سے بہتر بنایا گیا ہے۔ گھریلو اسکالر Hu Jiarui et al. سیٹو میں پیدا ہونے والے sintered TiC کے جعلی PTMCs، اور جعل سازی کے بعد PTMCs کے ساختی نقائص کو ختم کر دیا گیا، متحرک دوبارہ تشکیل دیا گیا، اور کمرے کے درجہ حرارت پر مکینیکل خصوصیات کو بہتر بنایا گیا۔ TiC پارٹیکل ریئنفورسڈ TiMMCs کا ٹینسائل فریکچر SEM مورفولوجی تصویر 9 میں دکھایا گیا ہے۔ ایک ہی وقت میں، بہتر میٹرکس ڈھانچہ کی وجہ سے، فورجنگ کے بعد PTMCs کی پہننے کی مزاحمت بہتر ہوتی ہے۔ اسی
[40] نے 5 فیصد (TiB پلس TiC)/Ti-1100 مرکب مواد کی مکینیکل خصوصیات کا موازنہ اور تجزیہ کیا۔ 500-650 ڈگری پر، جیسا کہ کاسٹ مرکب مواد ٹوٹنے والا فریکچر تھا، اور جعلی مرکب مواد ڈکٹائل فریکچر تھا، اور جعل سازی کے بعد مرکب مواد کی مضبوطی اور طوالت میں نمایاں اضافہ ہوا ہے۔
تصویر
a) سینٹرنگ (میٹرکس میں گھسنے والی دراڑیں) ب) سینٹرنگ (انٹر گرانولر دراڑیں اور دانوں کی دراڑیں)
تصویر
ج) -فورجنگ ڈی) (پلس)فورجنگ
تصویر.9 TiC ذرات کے ذریعے تقویت یافتہ TiMMCs کی ٹینسائل فریکچر SEM مورفولوجی
06
نتیجہ
مضبوطی کے مراحل کی موجودگی کی وجہ سے، TiMMCs روایتی ٹائٹینیم مرکب سے مختلف مکینیکل خصوصیات اور پروسیسنگ میکانزم کی نمائش کرتے ہیں۔ آگے دیکھتے ہوئے، TiMMCs کی پروسیسنگ درج ذیل پہلوؤں میں ترقی کرے گی۔
(1) پروسیسنگ ٹیکنالوجی میں بہتری پیداواری کارکردگی اور مصنوعات کے معیار کو بہتر بنانے کے لیے TiMMCs کی پروسیسنگ ٹیکنالوجی کو مسلسل بہتر بنایا جائے گا۔ کاٹنے والی قوتوں اور آلے کے لباس کو کم کرنے اور TiMMCs کے متضاد اجزاء کو ہم آہنگی سے ہٹانے کے لیے نئے کاٹنے والے اوزار اور پروسیسنگ کے طریقے تیار کیے جائیں گے۔
(2) متعدد پروسیسنگ ٹیکنالوجیز کا امتزاج TiMMCs میں کمرے کے درجہ حرارت کی پلاسٹکٹی خراب ہے، اور TiMMCs کی جامع پروسیسنگ مختلف تھرمل پروسیسنگ طریقوں جیسے کہ ہائی ٹمپریچر سپر پلاسٹک ڈیفارمیشن، ہاٹ فورجنگ اور ہاٹ ایکسٹروشن ڈیفارمیشن کا استعمال کرتے ہوئے TiMMCs کے استعمال کی صلاحیت کو زیادہ سے زیادہ بڑھا سکتی ہے۔ کھیتوں
(3) نئی مادی ترقی سائنس اور ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، نئی TiMMCs کو اعلیٰ کارکردگی اور وسیع تر اطلاق کے شعبوں کے ساتھ تیار کیا جائے گا۔ مثال کے طور پر، نینو-TiMMCs، ملٹی فنکشنل TiMMCs اور اعلی درجہ حرارت پائیدار TiMMCs TiMMCs کی ترقی کو مزید فروغ دیں گے۔
(4) پائیداری اور ماحولیاتی تحفظ TiMMCs پر کارروائی کرتے وقت پائیداری اور ماحولیاتی تحفظ کلیدی تحفظات بن جائیں گے۔ مزید ماحول دوست پروسیسنگ طریقوں کی ترقی، فضلہ کے مرکب مواد کی ری سائیکلنگ اور توانائی کی کھپت میں کمی مستقبل کی ترقی کی سمت ہوگی۔
(5) ملٹی فیلڈ ایپلی کیشن TiMMCs کو مزید فیلڈز میں لاگو کیا جائے گا۔ موجودہ ایرو اسپیس اور آٹوموٹو صنعتوں کے علاوہ، طبی، توانائی اور تعمیراتی شعبے بھی TiMMCs کے استعمال کی صلاحیت کو تلاش کرنا جاری رکھیں گے۔
