টাইটানিয়াম ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট (TiMMCs) এর প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তির গবেষণা অবস্থা এবং অগ্রগতি ঐতিহ্যগত যান্ত্রিক প্রক্রিয়াকরণ, যৌগিক শক্তি ক্ষেত্র প্রক্রিয়াকরণ, ফোরজিং প্রক্রিয়াকরণ এবং সংযোজন উত্পাদনের দিক থেকে পর্যালোচনা করা হয়েছিল। বিভিন্ন প্রক্রিয়াকরণ কৌশল দ্বারা প্রক্রিয়াকৃত TiMMC এর বৈশিষ্ট্য। বর্তমান গবেষণার প্রধান সমস্যাগুলির দিকে লক্ষ্য রেখে, ভবিষ্যতে TiMMCs প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তির বিকাশের প্রবণতা প্রত্যাশিত।
ছবি
গবেষক পর্যায়ের সিনিয়র ইঞ্জিনিয়ার ওয়াং গুয়াংপিং
01
প্রস্তাবনা
টাইটানিয়াম এবং এর সংকর ধাতু মহাকাশ, পেট্রোকেমিক্যাল, সামুদ্রিক এবং চিকিৎসা ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় কারণ তাদের চমৎকার বৈশিষ্ট্য যেমন উচ্চ নির্দিষ্ট শক্তি, চমৎকার রাসায়নিক ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং ভাল জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণ [1-4]। যাইহোক, ইয়ং এর মডুলাস, পরিধান প্রতিরোধক, এবং টাইটানিয়াম সংকর ধাতুর তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা ইস্পাত এবং নিকেল-ভিত্তিক সংকর ধাতুগুলির তুলনায় কম, যা স্বয়ংচালিত এবং মহাকাশ ক্ষেত্রগুলিতে তাদের আরও প্রয়োগকে সীমিত করে [5-8]। টাইটানিয়াম ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট (TiMMCs) এর উত্থান উপরের সমস্যাগুলি কাটিয়ে উঠতে একটি নতুন বিকল্প সরবরাহ করে। TiMMCs হল একটি যৌগিক উপাদান যা টাইটানিয়াম এবং এর সংকর ধাতুগুলিকে ম্যাট্রিক্স এবং সিরামিক (কণা, হুইস্কার, ছোট ফাইবার এবং ক্রমাগত দীর্ঘ তন্তু) রিইনফোর্সিং ফেজ হিসাবে তৈরি করে (চিত্র 1 দেখুন)।
ছবি
ক) একটানা দীর্ঘ ফাইবার চাঙ্গা টাইটানিয়াম ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট
ছবি
খ) কণা-রিইনফোর্সড টাইটানিয়াম-ভিত্তিক কম্পোজিট গ) হুইস্কার/শর্ট ফাইবার-রিইনফোর্সড টাইটানিয়াম-ভিত্তিক কম্পোজিট
চিত্র 1 বিভিন্ন ধরণের শক্তিবৃদ্ধি পর্যায় সহ TiMMCs এর পরিকল্পিত চিত্র
ম্যাট্রিক্সের চমৎকার বৈশিষ্ট্যগুলি বজায় রাখার সময়, TiMMCs ব্যাপক বৈশিষ্ট্যগুলিও পেতে পারে যা একটি একক শক্তিবৃদ্ধি পর্যায় বা ম্যাট্রিক্স দ্বারা ফাইবার এবং ম্যাট্রিক্সের বৈশিষ্ট্যগুলির পরিপূরকতা এবং পারস্পরিক সম্পর্কের মাধ্যমে অর্জন করা যায় না। উদাহরণস্বরূপ, HUO এট আল দ্বারা প্রস্তুত (TiC প্লাস Ti5Si3)/Ti যৌগিক এর ফলন শক্তি। [৯] 829MPa-এর মতো উচ্চ, যা বিশুদ্ধ টাইটানিয়ামের তুলনায় 178 শতাংশ বেশি, যখন 8.1 শতাংশ উচ্চ প্রসারণ বজায় রাখে এবং উচ্চ শক্তি এবং মাঝারি প্লাস্টিকতা রয়েছে। স্তরিত TiC/Ti কম্পোজিটের সাথে তুলনা করে, TiMMCs এর শক্তি এবং নমনীয়তা একই সাথে উন্নত করা হয়, যার ফলে একটি চমৎকার শক্তি-নমনীয়তা সিনারজিস্টিক কর্মক্ষমতা দেখা যায়। TiMMCs-এর উচ্চ নির্দিষ্ট মডুলাস হল বিমানের ফুসেলেজে এর ব্যাপক প্রয়োগের প্রচারের প্রধান কারণ, যখন উচ্চ নির্দিষ্ট শক্তি হল ইঞ্জিন শিল্পে এর প্রয়োগকে প্রচার করার চালিকা শক্তি [১০]। উদাহরণস্বরূপ, অ্যারো-ইঞ্জিন যন্ত্রাংশ তৈরির জন্য মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র কণা-রিইনফোর্সড টাইটানিয়াম-ভিত্তিক কম্পোজিট ব্যবহারে নেতৃত্ব দিয়েছিল। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র দ্বারা বিকশিত কণা-রিইনফোর্সড টাইটানিয়াম-ভিত্তিক যৌগিক রটার ব্লেড সফলভাবে প্রয়োগ করা হয়েছে, যা শুধুমাত্র রটার ব্লেডের কর্মক্ষমতা উন্নত করে না, তবে বিমান চলাচলও হ্রাস করে। ইঞ্জিনের উৎপাদন খরচ ৬০ ডলারের মতো কমে গেছে,000 [11]। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের বোয়িং এয়ারক্রাফ্ট কোম্পানি একটি কণা-রিইনফোর্সড টাইটানিয়াম-ভিত্তিক যৌগিক বিমানের ল্যান্ডিং গিয়ার সংযোগকারী রড তৈরি করেছে, যা শুধুমাত্র পরিষেবার তাপমাত্রায় উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধিই করে না, বরং উন্নতির আগে তুলনায় ভর প্রায় 40 শতাংশ কমিয়ে দেয়। , এবং সফলভাবে বোয়িং 787 বিমানে প্রয়োগ করা হয়েছে[12]। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের আটলান্টিক গবেষণা কেন্দ্র সফলভাবে হেলিকপ্টার ল্যান্ডিং গিয়ারের জন্য একটি কণা-রিইনফোর্সড টাইটানিয়াম-ভিত্তিক যৌগিক উপাদান তৈরি করেছে এবং এটি সফলভাবে প্রয়োগ করা হয়েছে। ঐতিহ্যগত উপকরণের সাথে তুলনা করে, ওজন ব্যাপকভাবে হ্রাস পেয়েছে [13]। ফরাসি অ্যারোনটিক্যাল রিসার্চ সেন্টার এবং ব্রিটিশ রোলস-রয়েস কোম্পানি অ্যারো-ইঞ্জিন ব্লেড প্রস্তুত করতে কণা-রিইনফোর্সড টাইটানিয়াম ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট ব্যবহার করেছে এবং সাফল্য অর্জন করেছে [14, 15]। স্বয়ংচালিত ক্ষেত্রে, লাইটওয়েট স্ট্রাকচারের প্রয়োজনীয়তা ক্রমাগত বৃদ্ধি পাচ্ছে, যা টিআইএমএমসি-এর প্রয়োগকে ব্যাপকভাবে প্রচার করে। জাপানের টয়োটা কর্পোরেশন সর্বপ্রথম অটোমোবাইল নিষ্কাশন ভালভ, অটোমোবাইল ইঞ্জিন নিষ্কাশন ভালভ এবং অন্যান্য অংশ, ইঞ্জিন ভালভ ইত্যাদির জন্য BTi/Ti যৌগিক উপকরণ ব্যবহার করে। মোট ভর প্রায় 40 শতাংশ হ্রাস পেয়েছে এবং এতে উচ্চ জীবন এবং কম খরচের সুবিধা রয়েছে। [১৬]। একই সময়ে, ইউরোপ এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের মতো দেশগুলিও অটোমোবাইলের প্রধান অংশগুলি তৈরি করার জন্য ঐতিহ্যবাহী ইস্পাত সামগ্রীগুলিকে প্রতিস্থাপন করতে কণা-রিইনফোর্সড টাইটানিয়াম-ভিত্তিক যৌগিক উপকরণ ব্যবহার করা শুরু করেছে, যাতে অটোমোবাইলের ওজন কমানো যায় এবং আরও উন্নতি করা যায়। অটোমোবাইল কর্মক্ষমতা [17]. টিএমএমসি-এর অ্যাপ্লিকেশন পরিসীমা চিত্র 2-এ দেখানো হয়েছে।
ছবি
চিত্র 2 টিআইএমএমসি-এর অ্যাপ্লিকেশন পরিসীমা
উপাদান গঠনের জটিলতার কারণে, TiMMCs প্রথাগত প্রকৌশল উপকরণগুলির তুলনায় প্রক্রিয়া করা অনেক বেশি কঠিন এবং এটি একটি নতুন ধরনের কঠিন-থেকে-প্রক্রিয়াজাত উপাদান। এদিকে, যদিও টিআইএমএমসি সমন্বিতভাবে বিতরণ করা শক্তিবৃদ্ধি বা অবিচ্ছিন্ন শক্তিবৃদ্ধিগুলি সাধারণত উচ্চ শক্তি প্রদর্শন করে, বিশুদ্ধ ম্যাট্রিক্সের সাথে সম্পর্কিত নমনীয়তা এবং কঠোরতা অনিবার্যভাবে আপোস করা হয় [18]। উদাহরণস্বরূপ, এমনকি ইন-সিটু TiC এবং Ti5Si3 এর সাথেও, প্রসার্য ডেটা দেখায় যে বিরতির সময় প্রসারণ তীব্রভাবে 17.2 শতাংশ থেকে 1.53 শতাংশে নেমে আসে যখন যৌগিক উপাদানের ফলন শক্তি বৃদ্ধি 410MPa-এ পৌঁছায়, যা প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তিতে উচ্চতর প্রয়োজনীয়তা রাখে [19] ]। সুতরাং, টিআইএমএমসিগুলির উচ্চ-দক্ষতা এবং কম-ক্ষতি প্রক্রিয়াকরণ কীভাবে অর্জন করা যায় তা যৌগিক উপাদান প্রক্রিয়াকরণের ক্ষেত্রে একটি গবেষণার হটস্পট হয়ে উঠেছে।
টিএমএমসিগুলির সাধারণ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে মেশিনিং, ফোরজিং, ঢালাই এবং সংযোজন উত্পাদন [20]। মেশিনিং উপকরণের আকৃতি পরিবর্তন করতে যান্ত্রিক শক্তির উপর নির্ভর করে, যা দক্ষতার সাথে ব্যাপক উত্পাদন এবং ব্যাচ প্রক্রিয়াকরণ করতে পারে। এটি সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত ঠান্ডা প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতিগুলির মধ্যে একটি। এটি উচ্চ-নির্ভুলতা মাত্রা এবং পৃষ্ঠের মানের প্রয়োজনীয়তা অর্জন করতে পারে এবং যৌগিক উপকরণ সহ বিভিন্ন ধরণের উপকরণের জন্য উপযুক্ত। উপাদান প্রক্রিয়াকরণ। সাধারণ মেশিনিং অপারেশনগুলির মধ্যে রয়েছে কাটিং, ড্রিলিং, মিলিং এবং গ্রাইন্ডিং। ফোরজিং, ঢালাই, এবং সংযোজন উত্পাদন হল সাধারণ তাপ প্রক্রিয়াকরণ প্রক্রিয়া যা যৌগিক পদার্থের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং গঠন উন্নত করতে পারে [২১]। উপরন্তু, টিআইএমএমসিগুলি প্রক্রিয়া করার জন্য একটি উপযুক্ত প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি নির্বাচন করার সময়, যৌগিক উপাদানের প্রতিটি উপাদানের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য, সেইসাথে যৌগিক উপাদান এবং প্রক্রিয়াকরণ সরঞ্জামের মধ্যে পরিধান এবং তাপীয় প্রসারণকে ব্যাপকভাবে বিবেচনা করা প্রয়োজন। চমৎকার কর্মক্ষমতা সঙ্গে TiMMCs অংশ প্রাপ্ত.
এই কাগজে, TiMMCs-এর বর্তমান প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি পর্যালোচনা করা হয়েছে, এবং TiMMCs-এর উচ্চ-কর্মক্ষমতা প্রয়োগের জন্য তাত্ত্বিক সমর্থন প্রদানের জন্য ভবিষ্যতে TiMMC-এর প্রক্রিয়াকরণের সম্ভাবনা রয়েছে।
02
মেশিনিং
TiMMCs-এর প্রস্তুতি প্রযুক্তির সীমাবদ্ধতার কারণে, TiMMCs তৈরিতে মেশিনিং এখনও একটি অপরিহার্য প্রক্রিয়া। ম্যাট্রিক্স উপাদানের সাথে তুলনা করে, শক্তিবৃদ্ধির উচ্চ কঠোরতা, উচ্চ শক্তি এবং আরও কঠিন প্রক্রিয়াকরণ রয়েছে এবং প্রক্রিয়াকরণের সময় শক্তিবৃদ্ধি ফেজ ফ্র্যাগমেন্টেশন, পুল-আউট এবং ডিবন্ডিংয়ের মতো সমস্যা থাকবে। অপ্টিমাইজেশান এবং অন্যান্য দিকগুলির পরিপ্রেক্ষিতে TiMMCs এর কাটিয়া প্রক্রিয়াটি ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে।
2.1 মেশিনিং
কাটিং পারফরম্যান্সের উপর পদ্ধতিগত গবেষণার অভাব যেমন টুল পরিধানের প্রক্রিয়া, কাটার শক্তি এবং টিআইএমএমসিগুলির কাটিয়া প্রক্রিয়ায় তাপমাত্রা পরিবর্তনের অভাবের দিকে লক্ষ্য রেখে, বিয়ান ওয়েইলিয়াং [২২] বিভিন্ন টুল বাঁক (টিআইসিপি প্লাস টিআইবি ডব্লিউ) এর কার্যকারিতা নিয়ে গবেষণা চালিয়েছিলেন। /TC4. একক ক্রিস্টাল হীরা এবং সিমেন্টযুক্ত কার্বাইড উপাদান প্রক্রিয়াকরণে ব্যবহৃত হয়। একই কাটিং অবস্থার অধীনে, PCD টুলের জীবন দীর্ঘ হয়। যখন একক ক্রিস্টাল ডায়মন্ড টুল টিআইএমএমসিকে কেটে দেয়, তখন টুলটির পরিধান প্রধানত টুলের সাপেক্ষে উচ্চ কঠোরতা বৃদ্ধির বারবার স্ক্র্যাপিং থেকে আসে। একা TC4 খাদ কাটার সময়, টাইটানিয়াম খাদটি টুলের সাথে আবদ্ধ হয় এবং সরঞ্জামটিতে প্রক্রিয়াকরণ উপাদান উপাদানগুলির বিস্তারের কারণে সৃষ্ট পরিধান আরও তাৎপর্যপূর্ণ। সিমেন্টযুক্ত কার্বাইড সরঞ্জাম দিয়ে TiMMCs মেশিন করার সময়, ওয়ার্কপিস উপাদানের প্রসারণ এবং বন্ধনও স্পষ্ট।
মেশিনিং বৈশিষ্ট্যের উপর কাটিং প্যারামিটার এবং তৈলাক্তকরণ পদ্ধতির প্রভাব আরও অন্বেষণ করার জন্য, NIKNAM et al. [২৩] কণা-রিইনফোর্সড টাইটানিয়াম ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট (PTMCs) এর উপর শুষ্ক এবং আধা-শুষ্ক বাঁক পরীক্ষা চালিয়েছে এবং বিভিন্ন কাটিং প্যারামিটারের অধীনে কাটিং ফোর্স বিশ্লেষণ করেছে। , পৃষ্ঠের রুক্ষতা এবং কণা অপসারণ আচরণ। ফলাফলগুলি দেখায় যে আধা-শুষ্ক অবস্থায় কাটার শক্তি বেশি, এবং লুব্রিকেন্টের একটি ফিল্ম তৈরি করা হবে, যা কাটার মসৃণ অগ্রগতিতে বাধা দেয়।
ডুং এট আল। [24] TiMMCs বাঁক চলাকালীন প্রাথমিক সরঞ্জাম পরিধান আচরণ অধ্যয়ন, এবং পরিধান TiMMCs কাটিয়া সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়া, এবং প্রসারণ এবং আনুগত্য সব অবস্থার অধীনে পাওয়া গেছে যে পাওয়া গেছে. এবং যন্ত্রের প্রক্রিয়ায় শক্ত পাতলা স্তরের একটি নতুন পরিধান ফর্ম পাওয়া গেছে, যা এই ক্ষেত্রে প্রসারিত পরিধান এবং যান্ত্রিক টিউমারের দিকে পরিচালিত করবে। PTMCs থেকে ভিন্ন, অবিচ্ছিন্ন ফাইবার চাঙ্গা টাইটানিয়াম ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটগুলিতে ফাইবারের ধারাবাহিকতার কারণে অনন্য অ্যানিসোট্রপি রয়েছে। ক্রমাগত ফাইবার রিইনফোর্সড টাইটানিয়াম ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট, ZAN[25] et al. SiCf/Ti-6Al-4V অর্থোগোনাল কাটিং পরীক্ষা কম তাপমাত্রা, ঘরের তাপমাত্রা এবং উচ্চ তাপমাত্রায় চিপ গঠনের আচরণ এবং যৌগিক উপাদানের বিকৃতি প্রক্রিয়া পেয়েছে এবং এটি গঠনের সাথে তুলনা করেছে টাইটানিয়াম খাদ, SiCf/Ti এর কাটার প্রক্রিয়ার সময় adiabatic শিয়ার ব্যান্ড -6Al{{5}V sawtooth এর প্রস্থ বড়। চিত্র 3 হল বিভিন্ন তাপমাত্রায় SiCf/Ti-6Al-4V পর্যায়ক্রমে স্তর কাটার একটি পরিকল্পিত চিত্র।
ছবি
ক) ক্রায়োজেনিক (সিটি)
ছবি
খ) ঘরের তাপমাত্রা (RT)
Fig.3 বিভিন্ন তাপমাত্রায় ফাইবার-রিইনফোর্সড টাইটানিয়াম ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটের পর্যায়ক্রমে স্তরগুলির কাটিয়া ডায়াগ্রাম
2.2 নাকাল
গ্রাইন্ডিং গ্রাইন্ডিং হুইলের পৃষ্ঠের অনেক ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম শস্যের উপর নির্ভর করে একযোগে উপাদান অপসারণের জন্য ওয়ার্কপিস কাটতে, যা সামগ্রীর নির্ভুলতা এবং অতি-নির্ভুলতা যন্ত্রের জন্য উপযুক্ত। DING et al. [২৬, ২৭] প্রচলিত গ্রাইন্ডিং এবং হাই-স্পীড গ্রাইন্ডিং এর সময় TiCp/Ti-6Al{{5}V এর উপাদান অপসারণ আচরণ বোঝার জন্য গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়ার একটি ত্রি-মাত্রিক সসীম উপাদান মডেল স্থাপন করেছে, এবং সসীম উপাদান মডেলের উপর ভিত্তি করে, উপাদান অপসারণের আচরণ নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে। অপসারণ আচরণ এবং মেশিনযুক্ত পৃষ্ঠ বৈশিষ্ট্য গঠনের উপর নাকাল গতির প্রভাব (চিত্র 4 দেখুন)। ফলাফলগুলি দেখায় যে TiCp/Ti-6Al-4V নাকালের সময় উপাদান অপসারণের আচরণকে ধাতব ম্যাট্রিক্স উপাদানের নমনীয় অপসারণ এবং TiC চাঙ্গা কণার ভঙ্গুর অপসারণে ভাগ করা যেতে পারে। একইভাবে, LIU et al. [২৮] উপসংহারে পৌঁছেছেন যে PTMC-এর উচ্চ-গতির নাকালের মধ্যে উপাদান অপসারণকে চারটি পর্যায়ে ভাগ করা যেতে পারে: অ্যালয় ম্যাট্রিক্সের প্লাস্টিক অপসারণ, উন্নত কণাগুলিতে ফাটল শুরু করা, বর্ধিত কণাগুলিতে ক্র্যাক প্রচার এবং বর্ধিত কণার ভঙ্গুর ব্যর্থতা। নাকাল গতির সাথে তুলনা করে, অবিকৃত চিপের বেধ মেশিনযুক্ত পৃষ্ঠের ত্রুটিগুলির গঠনে একটি বৃহত্তর প্রভাব ফেলে। এই ভিত্তিতে, এলআই এট আল। [২৯, ৩০] পিটিএমসিগুলির জন্য একক-স্তর ইলেক্ট্রোপ্লেটেড সিবিএন গ্রাইন্ডিং হুইল এবং ব্রেজড সিবিএন গ্রাইন্ডিং হুইলের নাকাল কর্মক্ষমতা অধ্যয়ন করেছেন (চিত্র 5 দেখুন)। ফলাফলগুলি দেখিয়েছে যে সিঙ্গেল-লেয়ার ব্রেজড সিবিএন গ্রাইন্ডিং হুইল PTMC-এর উচ্চ-গতির নাকালের জন্য ইলেক্ট্রোপ্লেটেড গ্রাইন্ডিং হুইলের চেয়ে বেশি উপযুক্ত। লিউ চাওজি এট আল। [৩১] সিমুলেশনের মাধ্যমে PTMCs সাইড গ্রাইন্ডিং এর নাকাল বল মডেল বিশ্লেষণ করেছে। ম্যাট্রিক্স অপসারণ করার সময়, নাকাল বলের ওঠানামা নিয়মিত হয়। টিআইসি চাঙ্গা কণা অপসারণ করার সময়, উপাদানের পৃষ্ঠে ফাটল দেখা দেবে এবং প্রসারিত হবে। এছাড়াও পৃষ্ঠের উপর বৃহদাকার চিপগুলি অপসারণ করা হয় এবং যেখানে চাঙ্গা কণাগুলি সরানো হয় সেখানে গ্রাইন্ডিং ফোর্সের ওঠানামা বড়। উপরন্তু, স্বাভাবিক এবং স্পর্শক নাকাল বল উভয় একক ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম চিপ বেধ বৃদ্ধি সঙ্গে বৃদ্ধি.
ছবি
ক) সাধারণ গ্রাইন্ডিং PTMCs সিমুলেশন
ছবি
খ) সাধারণ গ্রাইন্ডিং PTMC-এর পরীক্ষার ফলাফল
ছবি
গ) হাই-স্পিড গ্রাইন্ডিং PTMC-এর সিমুলেশন
ছবি
d) PTMC-এর উচ্চ-গতির নাকালের পরীক্ষামূলক ফলাফল
চিত্র 4 বিভিন্ন গতিতে PTMCs অপসারণের আচরণের সিমুলেশন এবং পরীক্ষার ফলাফল
(বনাম=3মি/মিনিট, এপি=0.010 মিমি)
ছবি
ক) ইলেক্ট্রোপ্লেটেড সিবিএন গ্রাইন্ডিং হুইল দিয়ে নাকাল
ছবি
b) brazed CBN নাকাল চাকা সঙ্গে নাকাল
চিত্র 5 ইলেক্ট্রোপ্লেটেড সিবিএন গ্রাইন্ডিং হুইল এবং পিটিএমসি গ্রাইন্ড করার জন্য ব্রেজড সিবিএন গ্রাইন্ডিং হুইলের তুলনা
03
যৌগিক শক্তি ক্ষেত্র প্রক্রিয়াকরণ
অতিস্বনক কম্পন সহকারী গ্রাইন্ডিং হল একটি যৌগিক প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি যা কাটিয়া তাপমাত্রা কমাতে এবং গ্রাইন্ডিং গুণমান উন্নত করতে প্রথাগত নাকাল প্রযুক্তিতে অতিস্বনক কম্পন প্রবর্তন করে। অতিস্বনক কম্পন-সহায়ক যন্ত্রে, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি কম্পনের কারণে টুল এবং ওয়ার্কপিসের মধ্যে যোগাযোগের অবস্থা পরিবর্তিত হয়, এবং টুল এবং ওয়ার্কপিস মাঝে মাঝে যোগাযোগে থাকে, যার সাথে ক্যাভিটেশন প্রভাব এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি প্রভাব থাকে, যাতে যোগাযোগের মধ্যে যোগাযোগ হয়। ওয়ার্কপিস এবং টুল ঘর্ষণ শক্তি হ্রাস করা হয়, যার ফলে কাটিয়া তাপ এবং কাটিয়া বল হ্রাস করা হয় এবং সরঞ্জামটির পরিষেবা জীবন বৃদ্ধি করতে পারে এবং প্রক্রিয়াকরণের গুণমান উন্নত করতে পারে। অতিস্বনক কম্পন সহায়ক মেশিনিং প্রযুক্তি নিকেল-ভিত্তিক অ্যালয়, টিআইএমএমসি এবং সিরামিক ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটের মতো কঠিন-টু-মেশিন উপকরণগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে।
WU et al. [৩২] PTMCs-তে একটি অক্ষীয় অতিস্বনক কম্পন-সহায়ক গ্রাইন্ডিং পরীক্ষা চালিয়েছে, এবং দেখতে পেয়েছে যে আল্ট্রাসাউন্ডের ক্রিয়াকলাপের অধীনে, ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম দানার কাটিয়া গতি বৃদ্ধি পায়, এবং ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম দানাগুলি বারবার ওয়ার্কপিসের উপরিভাগের উপরিভাগের রুক্ষতা কমাতে চাপ দেয়। মান YUE এবং অন্যান্য [৩৩] PTMCs একক ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম শস্যের অতিস্বনক কম্পন সহকারী গ্রাইন্ডিং পরীক্ষা আউট, বিভিন্ন নাকাল গতি এবং বিভিন্ন ফিড হারে উপাদান অপসারণ হারে সাধারণ নাকাল এবং অতিস্বনক নাকাল প্রভাব তুলনা, এবং অতিস্বনক একটি কাটিং বেধ মডেল প্রতিষ্ঠিত কর্মের অধীনে একক ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম শস্য দেখায় যে অতিস্বনক কম্পন ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম শস্যের মাইক্রো-ব্রেকিং ঘটাতে পারে, যা ক্রমাগত কাটিয়া প্রান্তের অবস্থা আপডেট করতে পারে এবং সর্বদা ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম দানার তীক্ষ্ণতা বজায় রাখতে পারে। ZHAO et al. [৩৪] PTMCs-তে অতিস্বনক কম্পন-সহায়ক গ্রাইন্ডিং পরীক্ষা পরিচালনা করার জন্য একটি স্ব-নির্মিত রেডিয়াল কম্পন প্ল্যাটফর্ম (চিত্র 6 দেখুন) ব্যবহার করে এবং এটিকে সাধারণ গ্রাইন্ডিং পরীক্ষার সাথে তুলনা করে। সাধারণ গ্রাইন্ডিংয়ের সাথে তুলনা করে, অতিস্বনক কম্পন সহকারী গ্রাইন্ডিং গ্রাইন্ডিং তাপমাত্রাকে 24.2 শতাংশ থেকে 51.8 শতাংশে কমাতে পারে এবং একই সময়ে, উপাদান অপসারণের হার 2.8 গুণ বৃদ্ধি করা যেতে পারে।
ছবি
চিত্র 6 রেডিয়াল কম্পন অতিস্বনক প্ল্যাটফর্ম এবং কম্পন পরিমাপ যন্ত্র
বেইজানি ইত্যাদি। [৩৫] লেজার-সহায়ক মেশিনিং (এলএএম) ব্যবহার করে টিআইএমএমসিগুলিকে প্রথাগত বাঁকের ভিত্তিতে প্রথমবারের মতো প্রক্রিয়া করার জন্য (চিত্র 7 দেখুন)। ফলাফলগুলি দেখায় যে প্রচলিত যন্ত্রের সাথে তুলনা করে, যদিও ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠের রুক্ষতার মান 15 শতাংশ বৃদ্ধি পায়, LAM টুলের মোট কাটার পরিমাণ 180 শতাংশ বৃদ্ধি পায়, এবং টুলের জীবন কার্যকরভাবে উন্নত হয়, যা স্থানান্তরকে দায়ী করা হয়। ফ্র্যাকচারের পরিবর্তে ম্যাট্রিক্সে কণা।
ছবি
ক) পরিকল্পিত চিত্র
ছবি
খ) প্রকৃত ডিভাইস
চিত্র 7 লেজার-সহায়তা প্রক্রিয়াকরণ পরীক্ষা ডিভাইস
04
সংযোজন উত্পাদন প্রক্রিয়াকরণ
লেজার এডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং টেকনোলজি সরাসরি জটিল স্ট্রাকচারাল পার্টস তৈরি করতে পারে, যা TiMMCs তৈরিতে দারুণ প্রয়োগের সম্ভাবনা দেখায়। ব্যানার্জী প্রমুখ। [৩৬] লেজার স্টেরিওফর্মিং প্রসেসিং টেকনোলজি (LENSTM) ব্যবহার করে সফলভাবে TiB/TC4 কম্পোজিট প্রক্রিয়া করা হয়েছে, এবং স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি এবং ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি ব্যবহার করা হয়েছে যাতে জমাকৃত কম্পোজিটগুলির মাইক্রোস্ট্রাকচারকে বিস্তারিতভাবে চিহ্নিত করা যায়। ফলাফলগুলি দেখিয়েছে যে TiB/TC4 যৌগিক মাইক্রোস্ট্রাকচার প্রস্তুত করা পদ্ধতিটি উল্লেখযোগ্যভাবে পরিমার্জিত এবং তাপগতিগতভাবে স্থিতিশীল। একইভাবে, GU et al. [৩৭] প্রস্তুতকৃত TiC/Ti যৌগিক পাউডার প্রক্রিয়া করার জন্য সিলেক্টিভ লেজার মেল্টিং (SLM) ব্যবহার করে এবং TiC কণা-রিইনফোর্সড TiAl3 (প্রধান ফেজ) এবং Ti3AlC2 (সেকেন্ডারি ফেজ) ম্যাট্রিক্স কম্পোজিট প্রাপ্ত করে। মিল্ড পাউডারের তুলনায় সামান্য শস্য বৃদ্ধি সত্ত্বেও, SLM-চিকিত্সা করা যৌগটি এখনও একটি সূক্ষ্ম মাইক্রোস্ট্রাকচার প্রদর্শন করে। [৩৮] প্রি-অ্যালোয়েড (Ti-6Al-4V প্লাস B4C থেকে গঠিত পাউডার কাঁচামাল থেকে বিভিন্ন ভলিউম ভগ্নাংশ (টিআইবি প্লাস টিআইসি) ধারণকারী PTMCs প্রস্তুত করতে সরাসরি ধাতু জমাকরণ (DMD) লেজার প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি ব্যবহার করা হয়েছে। ) পাউডার মিশ্রণ। যান্ত্রিক গবেষণায় দেখা গেছে যে 20-600 ডিগ্রীতে, B4C সমন্বিত কণা-রিইনফোর্সড টিএমএমসিগুলির ভিকারের কঠোরতা 10 শতাংশ -15 শতাংশ বৃদ্ধি পায়, এবং ইয়ং মডুলাস 10 শতাংশ বৃদ্ধি পায়। DMD লেজার প্রসেসিং প্রযুক্তি দ্বারা TiMMCs এর প্রস্তুতি চিত্র 8 এ দেখানো হয়েছে।
ছবি
Fig.8 DMD লেজার প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি দ্বারা প্রস্তুত TiMMCs এর পরিকল্পিত চিত্র
05
জোড়দার করা
ফোরজিং গলানোর প্রক্রিয়ার সময় উপকরণের আলগা ত্রুটিগুলি দূর করতে পারে, কার্যকরভাবে মাইক্রোস্ট্রাকচারকে পরিমার্জিত করতে পারে এবং গঠন এবং কার্যকারিতার সাথে মেলে এমন উচ্চ-মানের ফোরজিংস পেতে পারে।
প্রাসঙ্গিক বিদেশী পণ্ডিতরা Ti-TiB ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটগুলির মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং প্রসার্য বৈশিষ্ট্যের উপর গরম ফোরজিংয়ের প্রভাব অধ্যয়ন করেছেন। গবেষণায় দেখা গেছে যে নকল Ti-13.3B এবং Ti-7B কম্পোজিটগুলির ঘরের তাপমাত্রা প্রসারিত হয় যথাক্রমে 6.1 শতাংশ এবং 5.2 শতাংশে পৌঁছেছে, এবং উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলি কার্যকরভাবে উন্নত হয়েছে৷ দেশীয় পণ্ডিত হু জিয়ারুই এট আল। [৩৯] সিটুতে উত্পন্ন সিন্টারড টিআইসি-এর নকল PTMCs, এবং ফোরজিংয়ের পরে PTMC-এর কাঠামোগত ত্রুটিগুলি দূর করা হয়েছিল, গতিশীল পুনর্নির্মাণ ঘটেছে, এবং ঘরের তাপমাত্রায় যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি উন্নত হয়েছিল। TiC পার্টিকেল রিইনফোর্সড TiMMCs-এর টেনসিল ফ্র্যাকচার SEM morphology চিত্র 9-এ দেখানো হয়েছে। একই সময়ে, উন্নত ম্যাট্রিক্স কাঠামোর কারণে, ফোরজিংয়ের পরে PTMCs-এর পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা উন্নত হয়। একই
[৪০] 5 শতাংশ (TiB প্লাস TiC)/Ti-1100 যৌগিক পদার্থের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের তুলনা ও বিশ্লেষণ করেছেন। 500-650 ডিগ্রীতে, অ্যাস-কাস্ট কম্পোজিট উপাদানটি ছিল ভঙ্গুর ফ্র্যাকচার, এবং নকল যৌগিক উপাদানটি নমনীয় ফ্র্যাকচার ছিল এবং ফোরজিংয়ের পরে যৌগিক উপাদানের শক্তি এবং প্রসারণ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়।
ছবি
ক) সিন্টারিং (ম্যাট্রিক্স পেনিট্রেটিং ফাটল) খ) সিন্টারিং (ইন্টারগ্রানুলার ফাটল এবং দানা ফাটল)
ছবি
গ) -ফরজিং ঘ) ( প্লাস)-ফোরজিং
Fig.9 TiC কণা দ্বারা শক্তিশালী করা TiMMCs-এর টেনসাইল ফ্র্যাকচার SEM রূপবিদ্যা
06
উপসংহার
শক্তিবৃদ্ধি পর্যায়গুলির উপস্থিতির কারণে, TiMMCs ঐতিহ্যগত টাইটানিয়াম অ্যালো থেকে বিভিন্ন যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং প্রক্রিয়াকরণ প্রক্রিয়া প্রদর্শন করে। সামনের দিকে তাকিয়ে, TiMMC-এর প্রক্রিয়াকরণ নিম্নলিখিত দিকগুলিতে বিকাশ করবে।
(1) প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তির উন্নতি উৎপাদন দক্ষতা এবং পণ্যের গুণমান উন্নত করতে TiMMC-এর প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি ক্রমাগত উন্নত করা হবে। কাটিং ফোর্স এবং টুল পরিধান কমাতে এবং TiMMCs ভিন্নধর্মী উপাদানগুলির সমন্বয়মূলক অপসারণ উপলব্ধি করার জন্য নতুন কাটিং সরঞ্জাম এবং প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি তৈরি করা হবে।
(2) একাধিক প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তির সংমিশ্রণ টিআইএমএমসি-এর ঘরের তাপমাত্রার প্লাস্টিকতা দুর্বল, এবং উচ্চ-তাপমাত্রার সুপারপ্লাস্টিক বিকৃতি, হট ফোরজিং এবং হট এক্সট্রুশন বিকৃতির মতো বিভিন্ন তাপ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি ব্যবহার করে টিআইএমএমসিগুলির ব্যাপক প্রক্রিয়াকরণ বিভিন্ন ক্ষেত্রে টিআইএমএমসিগুলির প্রয়োগের সম্ভাবনাকে সর্বাধিক করতে পারে। ক্ষেত্র
(3) নতুন উপাদান উন্নয়ন বিজ্ঞান এবং প্রযুক্তির অগ্রগতির সাথে, নতুন TiMMCs উন্নত কর্মক্ষমতা এবং বৃহত্তর অ্যাপ্লিকেশন ক্ষেত্রগুলির সাথে উন্নত হবে। উদাহরণস্বরূপ, ন্যানো-টিআইএমএমসি, বহুমুখী টিআইএমএমসি এবং উচ্চ-তাপমাত্রা টেকসই টিআইএমএমসিগুলি টিআইএমএমসিগুলির বিকাশকে আরও প্রচার করবে।
(4) টেকসইতা এবং পরিবেশগত সুরক্ষা টেকসইতা এবং পরিবেশ সুরক্ষা টিআইএমএমসিগুলি প্রক্রিয়া করার সময় মূল বিবেচ্য বিষয় হয়ে উঠবে। আরও পরিবেশগতভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতির বিকাশ, বর্জ্য যৌগিক পদার্থের পুনর্ব্যবহার এবং শক্তি খরচ হ্রাস ভবিষ্যতে উন্নয়নের দিকনির্দেশনা হবে।
(5) মাল্টি-ফিল্ড অ্যাপ্লিকেশান টিএমএমসিগুলি আরও ক্ষেত্রগুলিতে প্রয়োগ করা হবে৷ বিদ্যমান মহাকাশ এবং স্বয়ংচালিত শিল্পের পাশাপাশি, চিকিৎসা, শক্তি এবং নির্মাণ ক্ষেত্রগুলিও TiMMCs-এর প্রয়োগের সম্ভাবনা অন্বেষণ করতে থাকবে।
