لیزر بجھانے والی ٹیکنالوجی کے لیے موزوں مواد کی اقسام اور خصوصیات کا تجزیہ

I. فیرس دھاتی مواد (فی الحال سب سے زیادہ مین اسٹریم ایپلی کیشن)

1. درمیانے اور اعلی کاربن اسٹیل (کاربن کا مواد 0.3%~0.8%)، عام مواد:

45 سٹیل (اعلی معیار کا درمیانی کاربن ساختی اسٹیل)، جسے JIS معیارات میں S45C کے طور پر نامزد کیا گیا ہے، ASTM 1045/080M46، اور DIN C45، مندرجہ ذیل کیمیائی ساخت کے ساتھ ایک پریمیم کاربن سٹرکچرل اسٹیل ہے: 0.42-0.50% کاربن (C)، 0.17-0.3%، silic. 0.50-0.80% مینگنیج (Mn)، اور ≤0.25% کرومیم (Cr)۔ یہ ورسٹائل مواد بہترین سرد/گرم کام کرنے کی صلاحیت، اعلیٰ مکینیکل خصوصیات، لاگت کی تاثیر، اور وسیع دستیابی کو ظاہر کرتا ہے، جس سے اسے صنعتی ایپلی کیشنز میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔ تاہم، اس کی بنیادی حد کم سختی میں مضمر ہے، جس کی وجہ سے یہ ایسے اجزاء کی تیاری کے لیے موزوں نہیں ہے جن کے لیے بڑے کراس سیکشنل ڈائمینشنز یا اعلیٰ درستگی کے معیارات کی ضرورت ہوتی ہے۔

T8 سٹیل: ایک eutectoid کاربن ٹول اسٹیل جو بجھانے اور ٹمپرنگ کے بعد اعلی سختی اور لباس مزاحمت کا مظاہرہ کرتا ہے، حالانکہ اس کی حدود ہیں جن میں کم گرم سختی، ناقص سختی، اور مشینی کے دوران زیادہ گرم ہونے والی اخترتی کی حساسیت شامل ہیں۔ یہ مواد GB/T 1298 سیریز کے معیارات کی تعمیل کرتا ہے، جس میں کاربن کا مواد 0.75% اور 0.84% ​​کے درمیان ہوتا ہے، جو اسے سادہ شکل کے کولڈ فارمنگ ڈائز اور کٹنگ ٹولز بنانے کے لیے موزوں بناتا ہے۔ بجھانے کے عمل کے لیے 780-800 ℃ ° C پر پانی کی ٹھنڈک کی ضرورت ہوتی ہے، جبکہ 250 ℃ ° C سے زیادہ درجہ حرارت جہتی استحکام کو یقینی بناتا ہے۔ تاہم، یہ ان ایپلی کیشنز کے لیے تجویز نہیں کی جاتی جن میں اثر بوجھ کی مزاحمت کی ضرورت ہوتی ہے۔

65Mn سٹیل: گرمی کے علاج اور کولڈ ڈرائنگ سخت ہونے کے بعد اعلی طاقت کے ساتھ موسم بہار کی اسٹیل کی مصنوعات، اچھی لچک اور پلاسٹکٹی پیش کرتی ہے۔ یکساں سطح کے حالات اور مکمل سختی کے تحت، اس کی تھکاوٹ کی حد پانچ رنگوں کے مرکب اسپرنگس سے ملتی ہے۔ تاہم، ناقص سختی کی وجہ سے، یہ بنیادی طور پر چھوٹے سائز کے چشموں کے لیے استعمال ہوتا ہے جیسے کہ دباؤ کو ایڈجسٹ کرنے والے/اسپیڈ ریگولیٹ کرنے والے چشمے، طاقت کی پیمائش کرنے والے چشمے، عمومی مکینیکل سرکلر/مستطیل ہیلیکل اسپرنگس، یا چھوٹی مشینری کے لیے تار سے کھینچے گئے اسٹیل اسپرنگس۔ سختی کا اثر: سطح کی سختی 55-65 HRC تک پہنچ جاتی ہے جس میں سخت پرت کی گہرائی 0.2~1.5mm ہوتی ہے، جس میں یکساں مارٹینیٹک ڈھانچہ اور نمایاں طور پر بہتر لباس مزاحمت (مثال کے طور پر، 45 اسٹیل کی پہننے کی زندگی بجھانے کے بعد 4-6 گنا بڑھ جاتی ہے)۔ گیئرز، پنوں اور شافٹ کے اجزاء کے لیے موزوں ہے۔ میکانزم: کافی کاربن مواد وافر مقدار میں مارٹینائٹ بناتا ہے، جو تیز رفتار لیزر ہیٹنگ کے دوران مکمل آسٹینیٹائزیشن سے گزرتا ہے اور خود کولنگ بجھانے کے ذریعے مکمل فیز ٹرانسفارمیشن حاصل کرتا ہے۔

2. مرکب ساختی اسٹیل (کر، نی، مو اور دیگر عناصر شامل کریں)، عام مواد:

40 کروڑ: (40Cr GB3077 میں بیان کردہ "ایلائے سٹرکچرل اسٹیل" کے زمرے میں آتا ہے۔ اس اسٹیل میں 0.37%-0.44% کاربن ہوتا ہے، جو 45 اسٹیل سے قدرے کم ہوتا ہے، جس میں موازنہ Si اور Mn مواد ہوتا ہے۔ اس میں 0.80%-1.10% Cr شامل ہوتا ہے۔ Cr میں، یہ ضروری مواد کے طور پر گرم، شہوت انگیز ایپلی کیشن کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ یہ دیکھتے ہوئے کہ 40Cr کی قیمت تقریباً 45 اسٹیل سے آدھی ہے، اقتصادی لحاظ سے اکثر اس کی بجائے 45 اسٹیل کا استعمال ہوتا ہے۔

35CrMo: 35CrMo الائے سٹرکچرل اسٹیل (ایلائے بجھائے ہوئے اور ٹمپیرڈ اسٹیل) کے لیے ایک وضاحتی کوڈ ہے، جو جرمن معیار 1.7220، برٹش اسٹینڈرڈ 708A37، فرانسیسی اسٹینڈرڈ 35CD4، وغیرہ، GB/T 3077-2015 کی تعمیل کے ساتھ ہے۔ اس میں 0.72% کے برابر کاربن ہے، ناقص ویلڈیبلٹی کے لیے پہلے سے گرم کرنے کے اقدامات کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ اسٹیل اعلی جامد طاقت اور اثر کی سختی کو ظاہر کرتا ہے، جس میں تناؤ کی طاقت ≥985MPa اور پیداواری طاقت ≥835MPa ہے، جو 500℃ تک طویل مدتی آپریٹنگ درجہ حرارت کو برداشت کرنے کی صلاحیت رکھتی ہے۔ یہ زیادہ بوجھ والے مکینیکل اجزاء جیسے گیئر باکس، کرینک شافٹ، کنیکٹنگ راڈز، اور رولنگ ملز میں سٹیم ٹربائن اسپنڈلز بنانے کے لیے موزوں ہے۔

20CrMnTi: کاربرائزڈ اسٹیل جس میں کاربن مواد 0.17%-0.24% ہے، جو عام طور پر ٹرانسمیشن گیئرز کے لیے آٹوموٹو مینوفیکچرنگ میں استعمال ہوتا ہے۔ درمیانے درجے کے سخت کاربرائزڈ اسٹیل (Cr-Mn-Ti) کے طور پر، یہ اعلی کم درجہ حرارت کے اثرات کی سختی کو برقرار رکھتے ہوئے غیر معمولی سختی کا مظاہرہ کرتا ہے۔ سطح کاربرائزیشن سخت کرنے کے لیے خاص طور پر انجنیئر کیا گیا، یہ اسٹیل کم سے کم اخترتی اور شاندار تھکاوٹ کے خلاف مزاحمت کے ساتھ بہترین مشینی صلاحیت کا مظاہرہ کرتا ہے۔ اس کی بنیادی ایپلی کیشنز میں شافٹ کے اجزاء، پسٹن کے پرزے، اور آٹوموبائل اور ہوائی جہاز کے لیے خصوصی اجزاء شامل ہیں۔

بجھانے کا اثر: سختی 60~70 HRC تک پہنچ سکتی ہے، سخت پرت کی گہرائی 0.3~2mm، مرکب عناصر سختی اور سنکنرن مزاحمت کو بہتر بناتے ہیں (جیسے 35CrMo گیئر بجھانے کے بعد تھکاوٹ کی طاقت میں 30 فیصد اضافہ ہوا)۔

نوٹ: اعلی مرکب مواد لیزر جذب کی شرح کو کم کر سکتا ہے، لہذا یہ بلیکننگ ٹریٹمنٹ (جیسے فاسفیٹنگ اور کوٹنگ) کے ذریعے توانائی جذب کرنے کی کارکردگی کو بڑھانا ضروری ہے۔

3. کاسٹ آئرن (گرے کاسٹ آئرن، ڈکٹائل کاسٹ آئرن)، عام مواد:

HT300: ایک پرلائٹ قسم کی اعلی طاقت گرے کاسٹ آئرن ہے، قومی معیار GB 9439-88 کو لاگو کریں، اس کا نام "HT" گرے کاسٹ آئرن کی نمائندگی کرتا ہے، "300" اشارہ کرتا ہے کہ 30mm قطر کے ٹیسٹ راڈ کی کم از کم تناؤ کی طاقت 300MPa ہے۔

QT600-3: QT600-3 پرلٹک باڈی ڈکٹائل آئرن ہے، جس میں درمیانی اور اعلی طاقت، درمیانی سختی اور پلاسٹکٹی، اعلیٰ جامع کارکردگی، اچھی لباس مزاحمت اور کمپن ڈمپنگ، اچھی کاسٹنگ کے عمل کی خصوصیات ہیں۔ یہ مختلف گرمی کے علاج کے ذریعے اپنی خصوصیات کو تبدیل کر سکتا ہے۔

بجھانے کا اثر: سطح کی سختی 45~55 HRC تک پہنچ سکتی ہے، سخت پرت کی گہرائی 0.1~0.8mm، اور martensite + residual austenite ڈھانچہ گریفائٹ مرحلے کے ارد گرد بنتا ہے، جو اینٹی پیسنے کی صلاحیت کو بڑھاتا ہے (مثال کے طور پر، بجھانے کے بعد مشین ٹول گائیڈ ریل کا رگڑ 2% کم ہو جاتا ہے)۔

II الوہ دھاتیں اور ان کے مرکب (ابھرتے ہوئے ایپلی کیشن فیلڈز)

1. ٹائٹینیم مرکب (Ti-6Al-4V، وغیرہ)

ٹائٹینیم کھوٹ ٹائٹینیم اور دیگر دھاتوں کے ساتھ بنائے گئے مختلف قسم کے مرکب سے مراد ہے۔ ٹائٹینیم ایک اہم ساختی دھات ہے جو 1950 کی دہائی میں تیار کی گئی تھی، ٹائٹینیم کھوٹ کی طاقت، سنکنرن مزاحمت، زیادہ گرمی کی مزاحمت۔

سختی کی خصوصیات: لیزر ہیٹنگ سطح پر سپر سیچوریٹڈ مارٹینائٹ کی تشکیل کو فروغ دیتی ہے، اور سختی کو 300 HV سے بڑھا کر 500~600 HV کر دیا جاتا ہے، جبکہ اچھی سختی کو برقرار رکھا جاتا ہے (ایرو انجن بلیڈ کی مضبوطی کے لیے موزوں ہے)۔

  تکنیکی مشکل: ٹائٹینیم الائے میں زیادہ لیزر ریفلیکٹویٹی (تقریباً 70%) ہوتی ہے، لہٰذا سطح کی پریٹریٹمنٹ (جیسے سینڈ بلاسٹنگ) یا الٹرا وائلٹ لیزر (طول موج 355nm، عکاسی 30% سے کم) استعمال کی جانی چاہیے۔

2. ایلومینیم مرکب (2xxx سیریز، 7xxx سیریز)

یہ ایلومینیم پر مبنی مرکب مواد ہے جس میں شامل عناصر جیسے کاپر، سلکان، میگنیشیم، زنک اور مینگنیج شامل ہیں۔ عنصر کے تناسب کی ایڈجسٹمنٹ کے ذریعے، یہ صنعتی خالص ایلومینیم اور ایلومینیم-تانبے کے مرکب کو ڈھکنے والی 1XXX سے 8XXX سیریز کی تشکیل کرتا ہے۔ اس کا ریاستی کوڈ سسٹم پانچ بنیادی حالتوں پر مبنی ہے جن میں F (فری مشیننگ) اور O (اینیلنگ) شامل ہیں، T6 جیسے تفصیلی کوڈز طاقت اور سنکنرن مزاحمت کی خصوصیات کے عین مطابق کنٹرول کو قابل بناتے ہیں۔

بجھانے کا طریقہ کار: ٹھوس محلول کی مضبوطی لیزر کی تیزی سے گرم کرنے سے حاصل کی جاتی ہے، اور میٹاسٹیبل تیز رفتار مرحلہ خود ٹھنڈا ہونے کے بعد بنتا ہے (مثال کے طور پر، بجھانے کے بعد 7075 ایلومینیم الائے کی سختی 150 HV سے 220 HV تک بڑھ جاتی ہے)۔

درخواست کی حدود: ایلومینیم الائے میں مضبوط تھرمل چالکتا ہے (تھرمل چالکتا تقریباً 200 W/m K ہے)، حرارتی کارکردگی کو یقینی بنانے کے لیے ہائی پاور لیزر (≥2 kW) کی ضرورت ہے، اور تھرمل تناؤ کی اخترتی پیدا کرنا آسان ہے۔

3. ٹن کے مرکب (پیتل، کانسی)

یہ ایک مرکب ہے جو خالص تانبے پر مشتمل ہے جس میں ایک یا زیادہ اضافی عناصر ہیں۔ ایپلی کیشنز: لباس مزاحم اجزاء کی سطح کو سخت کرنا (مثال کے طور پر، بیرنگ، والوز). لیزر بجھانے کے بعد، سطح ایک نینو کرسٹل لائن ڈھانچہ بناتی ہے، جس سے سختی 15% سے 30% تک بڑھ جاتی ہے۔ تاہم، تانبے کے میٹرکس کو نرم ہونے سے روکنے کے لیے حرارتی درجہ حرارت کو کنٹرول کرنا ضروری ہے۔

III خصوصی فنکشنل مواد

1۔ پاؤڈر میٹلرجی مواد (مثال کے طور پر، لوہے پر مبنی اور تانبے پر مبنی پاؤڈر میٹالرجیکل اجزاء) فوائد: غیر محفوظ ڈھانچہ چکنا کرنے والے تیل کو ذخیرہ کرسکتا ہے، لیزر بجھانے کے بعد سطح گھنے ہونے کے ساتھ۔ سختی 20-30 HRC سے 50-55 HRC تک بڑھ جاتی ہے، جو انہیں خود چکنا کرنے والے بیرنگ کے لیے موزوں بناتی ہے۔

2. سرفیس کوٹنگ میٹریلز (مثلاً تھرمل اسپرے کوٹنگز اور کلیڈنگ لیئرز) عام ایپلی کیشنز: کاربن اسٹیل کی سطحوں پر اسپرے کیے جانے والے WC-Co کوٹنگز کی لیزر بجھانے کے بعد، ایک "مارٹینائٹ میٹرکس + سیمنٹڈ کاربائیڈ فیز" جامع ڈھانچہ بنتا ہے، جس سے H000 سے زیادہ سختی ہوتی ہے۔ یہ مواد کان کنی کی مشینری کے لباس مزاحم اجزاء میں استعمال ہوتے ہیں۔

چہارم لیزر بجھانے کے لیے غیر موزوں مواد

کم کاربن اسٹیل (کاربن کا مواد کاربن کی ناکافی مقدار کی وجہ سے، مارٹینیٹک تبدیلی کم سے کم ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں سختی کے خراب اثرات ہوتے ہیں (سختی میں اضافہ

خالص آسٹینیٹک سٹینلیس سٹیل (مثال کے طور پر، 316L): مارٹینسیٹک تبدیلی کی صلاحیت کا فقدان ہے۔ لیزر ہیٹنگ محدود سختی میں بہتری (تقریباً 15% -20%) کے ساتھ ہی کام کو سخت کرتی ہے۔