10 ملی میٹر قطر والی ٹائٹینیم راڈ 30 ٹن کے بوجھ کو سہارا دے سکتی ہے اور 20 سال تک انسانی جسم میں ہارٹ سٹینٹ کے طور پر کام کر سکتی ہے۔ اس مواد کی "آل-راؤنڈ" کارکردگی ایک انتہائی سخت مینوفیکچرنگ کے عمل کی بنیاد پر ہے۔ خام مال سے لے کر تیار شدہ مصنوعات تک، 0.1% کا کوئی بھی انحراف مصنوعات کے پورے بیچ کو ناقابل استعمال بنا سکتا ہے۔ درج ذیل چھ مراحل ٹائٹینیم راڈز کی تیاری میں "میک-یا-بریک" لائن کو تشکیل دیتے ہیں۔
1. صحیح خام مال کا انتخاب: کارکردگی کے "جینز"
ٹائٹینیم کی سلاخوں کی کارکردگی خام مال کے مرحلے سے بند ہے۔
ایرو اسپیس: Ti-6Al-4V (GR5) بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے، 900 MPa سطح کی طاقت اور سختی کو متوازن کرتا ہے۔
طبی امپلانٹس: ناپاکی کے مواد کو سختی سے کنٹرول کیا جانا چاہئے۔ نجاست میں ہر 1 پی پی ایم اضافے کے لیے، مسترد ہونے کا خطرہ 10 فیصد بڑھ جاتا ہے۔
اجزاء کو تیار کرتے وقت، اسفنج ٹائٹینیم اور ایلومینیم-وینیڈیم ماسٹر الائے کا وزن بھی ملی گرام-لیول کی درستگی کے ساتھ کیا جانا چاہیے تاکہ ٹریس عناصر میں اتار چڑھاؤ سے بچا جا سکے جو بعد کے مرحلے میں بے قابو مائیکرو اسٹرکچر کا باعث بن سکتے ہیں۔
2. پگھلنا: ویکیوم میں "الکیمائزنگ"
ٹائٹینیم 1,500 ڈگری سے زیادہ درجہ حرارت پر آکسیجن اور نائٹروجن کو "نگل" جائے گا اور فوری طور پر ٹوٹ جائے گا۔ لہٰذا، پگھلانے کے عمل کو ویکیوم آرک ریمیلٹنگ فرنس (VAR) یا الیکٹران بیم کولڈ ہارتھ فرنس (EBCHM) میں انجام دیا جانا چاہیے۔
VAR: "3D پرنٹنگ" جیسی پرت کے حساب سے کمپیکٹ شدہ الیکٹروڈ کی تہہ کو پگھلا کر، 99.995% سے زیادہ کی پاکیزگی کے ساتھ انگوٹ حاصل کیے جا سکتے ہیں۔
EBCHM: الیکٹران بیم سکیننگ کا استعمال کرتے ہوئے، اعلی-کثافت کے انکلوژن جیسے ٹنگسٹن اور مولیبڈینم کو براہ راست بخارات بنایا جا سکتا ہے۔ ایوی ایشن روٹر-گریڈ ٹائٹینیم کی سلاخوں کو دو بار دوبارہ پگھلانا ضروری ہے۔
ایک پگھلانے کے بعد، نمونے لینے کی ضرورت ہوتی ہے۔ اگر اجزاء کی علیحدگی 0.3٪ سے زیادہ ہے، تو پوری بھٹی کو ختم کر دیا جائے گا۔
3. تھرمو مکینیکل پروسیسنگ: "ڈسکس" کو سینوز اور ہڈیوں میں جعل کرنا
ٹائٹینیم انگوٹ کو پہلے فیز ٹرانزیشن پوائنٹ (تقریباً 995 ڈگری) پر گرم کیا جاتا ہے، اور پھر + ٹو-فیز ریجن میں بار بار پریشان اور کھینچا جاتا ہے۔
صرف اس صورت میں جب فورجنگ کا تناسب 3:1 سے زیادہ یا اس کے برابر ہو، اندرونی مائیکرو-چھیدوں کو کمپیکٹ کیا جا سکتا ہے۔
ہر پاس کی اخترتی کو 20٪ سے 40٪ کے اندر کنٹرول کیا جانا چاہئے۔ اگر یہ بہت تیز ہے، تو یہ پھاڑنے کا سبب بنے گا۔ اگر یہ بہت سست ہے تو، اناج موٹے ہو جائیں گے.
اس کے بعد، یہ گرم ہے-بلٹس میں گھمایا جاتا ہے، درجہ حرارت کی خرابی کی ضرورت ±5 ڈگری کے ساتھ۔ دوسری صورت میں، ایک ہی بار کے اگلے اور پچھلے حصوں کے درمیان کارکردگی کا فرق 15% تک پہنچ سکتا ہے۔
4. ہیٹ ٹریٹمنٹ: مائیکرو اسٹرکچر کی "فائن-ٹیوننگ"
ہوموجنائزنگ اینیلنگ: 850 ڈگری / 2 گھنٹہ مرکب علیحدگی کو ختم کرنے کے لئے؛
حل کا علاج اور بڑھاپا: 940 ڈگری پانی بجھانے والا + 540 ڈگری 4 گھنٹے تک بڑھاتا ہے، جس سے + مرحلے کا تناسب 80:20 تک پہنچ جاتا ہے، اور طاقت میں مزید 12 فیصد اضافہ کیا جا سکتا ہے۔
5. سطح کا علاج: ٹائٹینیم کی سلاخوں کو بکتر بند کرنا
• اچار: HF اور HNO₃ کا ملا ہوا محلول آکسائیڈ سکیل کو ہٹاتا ہے، جس سے چاندی-سفید بیس ظاہر ہوتی ہے۔
شاٹ پیننگ: 0.3 ملی میٹر سٹیل شاٹس 60 میٹر فی سیکنڈ کی سطح پر اثر انداز ہوتے ہیں، 200 ایم پی اے کی سطح پر کمپریسیو تناؤ متعارف کراتے ہیں، اور تھکاوٹ کی زندگی میں 50 فیصد اضافہ کرتے ہیں۔
الیکٹرولائٹک پالش: میڈیکل ٹائٹینیم راڈز 0.1 μm سے کم یا اس کے برابر Ra کی سطح کی کھردری کو حاصل کرنے کے لیے الیکٹرولائٹک پالش سے گزرتی ہیں، جس سے بیکٹیریل آسنجن کو 80% کم کیا جاتا ہے۔
Anodic oxidation: A 2 μm oxide film is formed, which is not only corrosion-resistant but also can be colored.
6. پتہ لگانا: اسکرین کے خطرات "صفر" تک گر جاتے ہیں
• کیمیائی ساخت: ہر چھڑی کا معائنہ سپیکٹرو میٹر سے کیا جاتا ہے۔ اگر عنصری انحراف 0.01% سے زیادہ ہو تو اسے ختم کر دیا جاتا ہے۔
مکینیکل خصوصیات: ٹینسائل ٹیسٹ کے لیے بے ترتیب نمونے لینے، اگر وقفے کے وقت لمبائی 10٪ سے کم ہے، تو پورا بیچ واپس کر دیا جائے گا۔
غیر-تباہ کن جانچ:
- الٹراسونک ٹیسٹنگ (UT): ٹائٹینیم راڈز کے اندر Ф0.8 ملی میٹر سے بڑے انکلوژنز اور نقائص کا پتہ چلا۔
- ایڈی کرنٹ ET: گہرائی میں 0.05 ملی میٹر سطح کے دراڑ کا پتہ لگائیں؛
مائیکرو اسٹرکچر: میٹالوگرافک مائکروسکوپ کے تحت اناج کے سائز اور تقسیم کا جائزہ لیں۔
نتیجہ
ٹائٹینیم راڈز کی تیاری "مائکرون-سطح کی خرابیوں" کے خلاف جنگ ہے۔ پی پی ایم کی سطح پر ناپاکی کے کنٹرول سے لے کر سطح کی کھردری 1 μm تک، ہر قدم جسمانی حدود کو چیلنج کرتا ہے۔ مستقبل میں، 3D پرنٹنگ اور قریب-نیٹ-شکل کی تشکیل عمل کو مختصر کر سکتی ہے، لیکن "حتمی کارکردگی" کے حصول پر کبھی سمجھوتہ نہیں کیا جائے گا۔
