टाइटेनियम मिश्र धातुओं के सुपरप्लास्टिक फोर्जिंग के सिद्धांत और अनुप्रयोग

एयरोस्पेस, गहरे समुद्री अन्वेषण और चिकित्सा उपकरणों जैसे अत्याधुनिक क्षेत्रों में, हल्के वजन, उच्च शक्ति, संक्षारण प्रतिरोधी और गर्मी प्रतिरोधी होने के अपने बेहतर गुणों के कारण टाइटेनियम मिश्र धातुएं उच्च स्तरीय उपकरण निर्माण का मुख्य स्तंभ बन रही हैं। हालाँकि, टाइटेनियम मिश्र धातुओं की प्रसंस्करण कठिनाई सामान्य धातुओं की तुलना में कहीं अधिक है। उनका विरूपण प्रतिरोध तापमान और सूक्ष्म संरचना के प्रति बेहद संवेदनशील है, और उनकी खराब तापीय चालकता महत्वपूर्ण विरूपण ताप प्रभावों का कारण बनती है। पारंपरिक फोर्जिंग प्रक्रियाएं अक्सर असमान तापमान के कारण अनाज के मोटे होने और सूक्ष्म संरचनात्मक दोषों से ग्रस्त होती हैं, जिससे जटिल संरचनात्मक घटकों की उच्च परिशुद्धता आवश्यकताओं को पूरा करना मुश्किल हो जाता है। टाइटेनियम मिश्र धातु सुपरप्लास्टिक फोर्जिंग तकनीक का उद्भव इस समस्या का एक महत्वपूर्ण समाधान प्रदान करता है, जो हल्केपन और सटीकता की दिशा में उच्च अंत विनिर्माण को चलाने वाली एक प्रमुख शक्ति बन गया है।

सुपरप्लास्टिक फोर्जिंग: तापमान, अनाज के आकार और तनाव दर की एक "तिकड़ी"।

टाइटेनियम मिश्र धातु सुपरप्लास्टिक फोर्जिंग का मूल सामग्री की सूक्ष्म संरचना के सटीक नियंत्रण में निहित है। इस प्रक्रिया के पीछे के सिद्धांत को तापमान, अनाज के आकार और तनाव दर के सहक्रियात्मक प्रभाव के रूप में संक्षेपित किया जा सकता है: सबसे पहले, सामग्री में एक समान महीन दाने वाली संरचना होनी चाहिए, जिसमें अनाज का आकार आमतौर पर 3 माइक्रोमीटर से कम होता है, जो सुपरप्लास्टिकिटी प्राप्त करने के लिए मौलिक है। दूसरा, फोर्जिंग एक विशिष्ट तापमान सीमा के भीतर की जानी चाहिए; उदाहरण के लिए, Ti-6Al-4V मिश्र धातु का विशिष्ट सुपरप्लास्टिकिटी तापमान 850 डिग्री -950 डिग्री है, जिस बिंदु पर परमाणु प्रसार सक्रिय होता है, और रियोलॉजिकल प्रतिरोध काफी कम हो जाता है। अंत में, तनाव दर (आमतौर पर 10⁻⁴ से 10⁻³ s⁻¹) को नियंत्रित करके, सामग्री धीमी विरूपण के दौरान टूटने से बचती है, अंततः 1000% के करीब बढ़ाव प्राप्त करती है। इस प्रक्रिया के तहत, टाइटेनियम मिश्र धातुओं को बाद में परिष्करण के बिना "प्लेडो" जैसे जटिल आकार में ढाला जा सकता है, जिससे सामग्री का उपयोग 30% से अधिक बढ़ जाता है और लागत 20% -50% कम हो जाती है।

अनुप्रयोग परिदृश्य: एयरो इंजन से गहरे समुद्री अन्वेषण वाहनों तक एक "सटीक क्रांति"

सुपरप्लास्टिक फोर्जिंग तकनीक को उच्च-स्तरीय विनिर्माण क्षेत्रों में व्यापक रूप से लागू किया गया है। एयरोस्पेस क्षेत्र में, एक निश्चित विमान लैंडिंग गियर के नाक के पहिये ने, सुपरप्लास्टिक फोर्जिंग के माध्यम से, फोर्जिंग का वजन 24 किलोग्राम से घटाकर 10 किलोग्राम कर दिया, और मशीनिंग को 60% तक कम कर दिया। इस तकनीक को अपनाने के बाद, एक हेलीकॉप्टर प्रशंसक प्ररित करनेवाला में केवल 4 मिमी मोटे ब्लेड होते हैं, फिर भी यह अत्यधिक भार का सामना कर सकता है। गहरे समुद्र में अन्वेषण में, टाइटेनियम मिश्र धातु दबाव गोले, सुपरप्लास्टिक फोर्जिंग के माध्यम से, ±0.05 मिमी के भीतर दीवार की मोटाई एकरूपता नियंत्रण प्राप्त करते हैं, जिससे दबाव प्रतिरोध 40% बढ़ जाता है। चिकित्सा उपकरण क्षेत्र में, सुपरप्लास्टिक जाली टाइटेनियम मिश्र धातु कृत्रिम जोड़, उनकी उच्च सतह खत्म और उत्कृष्ट जैव-अनुकूलता के कारण, आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण के लिए पसंदीदा सामग्री बन गए हैं। ये मामले दर्शाते हैं कि सुपरप्लास्टिक फोर्जिंग उच्च अंत उपकरणों के विकास को "हल्के, मजबूत और अधिक सटीक" डिज़ाइन की ओर ले जा रही है।

शानक्सी हुआचेन: टाइटेनियम मिश्र धातु सुपरप्लास्टिक फोर्जिंग का "हिडन चैंपियन"।

टाइटेनियम मिश्र धातु सुपरप्लास्टिक फोर्जिंग के क्षेत्र में, शानक्सी हैबोवेल मेटल मटेरियल्स कंपनी लिमिटेड, नवाचार द्वारा संचालित, एक उद्योग बेंचमार्क बन गया है। बाओजी में स्थित, जिसे "चीन की टाइटेनियम वैली" के रूप में जाना जाता है, कंपनी के पास 3,000 वर्ग मीटर का आधुनिक कारखाना है, जिसमें 200 टन टाइटेनियम बार और 150 टन फोर्जिंग की वार्षिक उत्पादन क्षमता है, जो टीए 1 से टीसी 10 तक ग्रेड की पूरी श्रृंखला को कवर करती है। इसके मुख्य लाभ इस प्रकार हैं: बीजिंग यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी और शंघाई जिओ टोंग यूनिवर्सिटी जैसे विश्वविद्यालयों के साथ औद्योगिक अनुसंधान सहयोग स्थापित करना, आइसोथर्मल फोर्जिंग और सुपरप्लास्टिक फॉर्मिंग जैसी अत्याधुनिक प्रक्रियाओं में महारत हासिल करना, 2 मिमी की दीवार मोटाई और ±0.05 मिमी की सटीकता के साथ फोर्जिंग के साथ टाइटेनियम मिश्र धातु पाइप के अनुकूलित उत्पादन को सक्षम करना; यह सुनिश्चित करने के लिए कि उत्पाद अंतरराष्ट्रीय मानकों को पूरा करते हैं, कच्चे माल को गलाने से लेकर तैयार उत्पाद निरीक्षण तक की पूरी प्रक्रिया में गैर-विनाशकारी परीक्षण और मेटलोग्राफिक विश्लेषण को नियोजित करना; और वैश्विक ग्राहकों के लिए 72-घंटे के प्रतिक्रिया समय के साथ अनुकूलित समाधान प्रदान करने के लिए अपनी अंतर्राष्ट्रीय व्यापार टीम का लाभ उठा रहा है। चाहे वह एयरो इंजन की टरबाइन डिस्क हो या गहरे समुद्र में जांच का दबाव कक्ष, शानक्सी हैबोवेल मेटल मटेरियल्स कंपनी लिमिटेड अपनी कलम के रूप में टाइटेनियम के साथ उच्च-स्तरीय विनिर्माण का भविष्य लिख रही है। हुआचेन को चुनने का अर्थ है "भविष्य की धातु" के साथ नृत्य करने का वैश्विक अवसर चुनना।