ایلومینیم اور تانبے کے مرکب بنانے کا طریقہ
Pendahuluan
ایک مرکب ایک ایسا مواد ہے جو خالص دھات سے بہتر خصوصیات حاصل کرنے کے لئے دو یا زیادہ دھاتی عناصر (یا دیگر عناصر کے ساتھ دھاتیں) کو ملا کر بنایا جاتا ہے۔ صنعت میں وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والا ایک مرکب ایلومینیم (Al) اور تانبے (Cu) کا مرکب ہے۔ یہ مرکب اپنی خصوصیات کے پرکشش امتزاج کے لیے جانا جاتا ہے: ایلومینیم ہلکا وزن اور اچھی سنکنرن مزاحمت فراہم کرتا ہے، جب کہ تانبا طاقت، سختی اور پہننے کی مزاحمت میں اضافہ کرتا ہے۔ صنعتی پریکٹس میں، Al–Cu الائے بہت عام طور پر ہوائی جہاز کے اجزاء، آٹوموٹو اجزاء، انجینئرنگ کے آلات، اور ڈھانچے میں استعمال ہوتے ہیں جن کے لیے اعلی طاقت سے وزن کے تناسب کی ضرورت ہوتی ہے۔
یہ مضمون ایلومینیم اور تانبے کے مرکب بنانے کے عمومی عمل پر بحث کرتا ہے، مادی تیاری، پگھلنے، اختلاط، کاسٹنگ، اور حرارت کے علاج سے لے کر بہترین میکانی خصوصیات حاصل کرنے کے لیے۔
-
1. ایلومینیم – تانبے کے مرکب کے بنیادی اصول
ایلومینیم اور تانبا مرکب مرکبات کی ایک وسیع رینج کے ساتھ تشکیل دے سکتے ہیں۔ Al–Cu نظام میں، تانبے کو عام طور پر ایک مخصوص رینج کے اندر شامل کیا جاتا ہے (مثال کے طور پر، بہت سے انجینئرنگ مرکب دھاتوں میں تقریباً 2–10% Cu)، کیونکہ Cu کا کنٹرول شدہ اضافہ ٹھوس محلول سخت اور ورن کو سخت کرنے کے طریقہ کار کے ذریعے طاقت بڑھا سکتا ہے۔
تاہم، Al–Cu مرکبات بھی چیلنجز پیش کرتے ہیں: تانبا ایلومینیم کی سنکنرن مزاحمت کو کم کر سکتا ہے اگر اسے صحیح طریقے سے محفوظ یا پروسیس نہ کیا گیا ہو، اور پگھلنے کے عمل کو یکساں مرکب کو یقینی بنانے اور نقائص کو کم کرنے کے لیے کنٹرول کیا جانا چاہیے جیسے کہ پورسٹی اور آکسائیڈ کی شمولیت۔
-
2. ضروری سامان اور سامان
a مواد
1. خالص ایلومینیم یا ایلومینیم کا پنڈ (مثلاً 99% یا بیس ایلومینیم مرکب ضرورت کے مطابق)۔
2. خالص تانبا (تانبے کی چھڑی/پاؤڈر/انگوٹ)۔
3. پگھلی ہوئی دھات میں آکسائیڈ اور گندگی کو باندھنے میں مدد کے لیے فلوکس (کلیننگ ایجنٹ)۔
4. غیر فعال گیس (اختیاری) جیسے آرگن یا نائٹروجن پگھلنے اور ڈیگاسنگ کے دوران آکسیکرن کو کم کرنے کے لیے۔
ب سامان
1. پگھلنے والی بھٹی: بجلی، انڈکشن یا گیس فرنس ہو سکتی ہے۔
2. گریفائٹ یا گرمی سے بچنے والے مواد سے بنا کروسیبل (پگھلنے والا کنٹینر)۔
3. درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے کے لیے تھرموکوپل/درجہ حرارت کی پیمائش کرنے والا آلہ۔
4. ہوموجنائزیشن کے لیے میٹل اسٹرر یا گریفائٹ راڈ۔
5. سڑنا: ریت، مستقل دھات، یا سرمایہ کاری کا سانچہ، مقصد پر منحصر ہے۔
6. حفاظتی سامان: گرمی سے بچنے والے دستانے، چہرے کی ڈھال، تہبند، حفاظتی جوتے۔
-
3. سمیلٹنگ سے پہلے تیاری کا مرحلہ
a کھوٹ کی ساخت کا تعین کریں۔
پہلا مرحلہ مطلوبہ حتمی خصوصیات کے مطابق Al-Cu کی ساخت کا تعین کرنا ہے۔ مثال کے طور پر، اگر طاقت میں نمایاں اضافہ مطلوب ہو، تو Cu فی صد میں اضافہ کیا جا سکتا ہے، لیکن ضمنی اثرات جیسے کہ سنکنرن مزاحمت میں کمی اور بعض حالات میں ممکنہ طور پر ٹوٹ پھوٹ کا خدشہ۔
ب خام مال کی صفائی
ایلومینیم اور تانبے کو تیل، دھول، موٹی آکسائیڈز یا دیگر آلودگیوں سے صاف کیا جانا چاہیے۔ آلودگی معدنیات سے متعلق نقائص کا سبب بن سکتی ہے، جیسے چھید، دراڑیں، یا شمولیت۔
c سانچہ تیار کریں۔
تھرمل جھٹکے کو کم کرنے اور پگھلی ہوئی دھات کے بہاؤ کو آسان بنانے کے لیے اگر ضرورت ہو تو سڑنا خشک اور پہلے سے گرم ہونا چاہیے۔ ایک نم سڑنا نقصان دہ پانی کے بخارات کی تشکیل کا باعث بن سکتا ہے اور معدنیات سے متعلق سوراخوں کی ظاہری شکل کو بڑھا سکتا ہے۔
-
4. پگھلنے اور اختلاط کا عمل
a ایلومینیم سمیلٹنگ
عام طور پر، ایلومینیم کو پہلے پگھلا دیا جاتا ہے کیونکہ اس کا پگھلنے کا مقام تانبے (تقریباً 1085 °C) سے کم ہوتا ہے۔ عملی طور پر، ایلومینیم کو اس کے پگھلنے کے مقام سے اوپر گرم کیا جاتا ہے اور ایک مخصوص کام کرنے والے درجہ حرارت تک پہنچ جاتا ہے (عام طور پر کئی دسیوں سے لے کر سینکڑوں ڈگری 660 ° C سے اوپر، پیمانے اور کاسٹنگ تکنیک پر منحصر ہے) تاکہ اسے کافی مائع اور مکس کرنے میں آسان بنایا جا سکے۔
ب تانبے کا اضافہ
ایلومینیم مکمل طور پر پگھل جانے کے بعد کاپر شامل کیا جا سکتا ہے۔ چونکہ تانبے کو بہت کم درجہ حرارت پر پگھلنا زیادہ مشکل ہوتا ہے، اس لیے پگھلنے والے درجہ حرارت کو عام طور پر اتنا زیادہ رکھا جاتا ہے کہ تانبے کو تیزی سے تحلیل ہو جائے اور مرکب یکساں ہو جائے۔ درجہ حرارت میں زبردست کمی سے بچنے اور آکسیکرن کو کم سے کم کرنے کے لیے یہ اضافہ آہستہ آہستہ کیا جاتا ہے۔
کچھ طریقوں میں، تانبے کو اس شکل میں شامل کیا جا سکتا ہے:
- چھوٹی انگوٹیاں جلدی پگھل جائیں، یا
- ماسٹر الائے (Al اور ہائی Cu مواد کے درمیان کھوٹ) تحلیل کی سہولت اور ہم آہنگی کو تیز کرنے کے لیے۔
c ہلچل اور ہوموجنائزیشن
تانبے کو متعارف کرانے کے بعد، پگھلی ہوئی دھات کو گریفائٹ راڈ یا خصوصی اسٹرر کا استعمال کرتے ہوئے ہلایا جاتا ہے۔ یہ تانبے کی یکساں تقسیم کو یقینی بناتا ہے اور علیحدگی (تشکیلاتی علیحدگی) کو روکتا ہے جو مرکب کے ٹھنڈا ہونے پر واقع ہو سکتا ہے۔
d فلوکسنگ اور ڈیگاسنگ
ایلومینیم سمیلٹنگ میں آکسیکرن ایک عام مسئلہ ہے کیونکہ ایلومینیم آسانی سے آکسائیڈ کی تہہ بناتا ہے۔ فلوکس کا استعمال آکسائیڈ اور نجاست کو باندھنے کے لیے کیا جاتا ہے تاکہ انہیں ڈراس (سلیگ) کے طور پر الگ کیا جا سکے۔ مزید برآں، پگھلا ہوا ایلومینیم آسانی سے ہائیڈروجن جذب کر لیتا ہے، جو ٹھوس ہونے پر پوروسیٹی کا سبب بن سکتا ہے۔ اس لیے، ڈیگاسنگ کا عمل (حل شدہ گیسوں کو ہٹانا) بعض اوقات ایک غیر فعال گیس کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے جیسے کہ پگھلی ہوئی دھات کے ذریعے بلبلا ہوا آرگن۔
-
5. سانچے میں ڈالنا (کاسٹنگ)
a سکمنگ (سلیگ ہٹانا)
ڈالنے سے پہلے، پگھلی ہوئی دھات کی سطح پر موجود ڈراس/سلیگ کو صاف کیا جاتا ہے تاکہ کاسٹنگ میں شمولیت کو کم کیا جا سکے۔
ب کنٹرول بہا ۔
پگھلی ہوئی دھات کو ایک مستحکم شرح پر سانچے میں ڈالا جاتا ہے۔ بہت تیزی سے پانی ڈالنے سے ہنگامہ خیزی پیدا ہو سکتی ہے، ہوا پھنس سکتی ہے اور سوراخوں میں اضافہ ہو سکتا ہے۔ بہت آہستہ ڈالنے سے کولڈ شٹ کا خطرہ ہوتا ہے (مولڈ گہا مکمل طور پر بھر جانے سے پہلے دھات مضبوط ہو جاتی ہے)۔
c ٹھنڈا اور جمنا
ڈالنے کے بعد، دھات کو مضبوط کرنے کی اجازت ہے. کولنگ کی شرح اناج کے سائز اور مکینیکل خصوصیات کو متاثر کرتی ہے۔ تیز ٹھنڈک باریک دانے پیدا کرتی ہے، جو اکثر بڑھتی ہوئی طاقت کے ساتھ تعلق رکھتی ہے، لیکن بقایا دباؤ اور کریکنگ کو روکنے کے لیے اسے کنٹرول کرنا ضروری ہے۔
-
6. پوسٹ کاسٹنگ کا عمل
a سڑنا ہٹانا اور صفائی
کاسٹنگ کو سڑنا سے ہٹا دیا جاتا ہے اور کسی بھی باقی ریت یا مولڈنگ مواد سے صاف کیا جاتا ہے۔ گیٹ اور ریزر کو کاٹ دیا گیا ہے۔
ب گرمی کا علاج (گرمی کا علاج)
بہت سے Al-Cu مرکب طاقت کو بڑھانے کے لیے گرمی کے علاج کا استعمال کرتے ہیں، بنیادی طور پر ورن کی سختی کے ذریعے۔ عام مراحل میں شامل ہیں:
1. حل گرمی کا علاج: مصر دات کو گرم کرنا تاکہ Cu ایلومینیم میٹرکس میں گھل جائے۔
2. بجھانا: سپر سیچوریٹڈ ٹھوس محلول کو "لاک" کرنے کے لیے تیز ٹھنڈک۔
3. خستہ: ایک خاص درجہ حرارت پر گرم کرنا (یا قدرتی عمر بڑھنے کے لیے کمرے کے درجہ حرارت پر چھوڑنا) تاکہ باریک شعاعیں بنیں جو مواد کو مضبوط کرتی ہیں۔
درجہ حرارت اور وقت کے پیرامیٹرز مصر دات کی ساخت اور ہدف کی خصوصیات (طاقت، لچک، سختی) پر بہت زیادہ انحصار کرتے ہیں۔
c تکمیل کا عمل
ضروریات پر منحصر ہے، مصر سے گزر سکتا ہے:
- مشینی
- پالش کرنا
- سنکنرن مزاحمت کو بہتر بنانے کے لیے کوٹنگ/انوڈائزنگ (حالانکہ Al–Cu الائیز ہمیشہ انوڈائزنگ کے لیے دوسرے ال الائےز کی طرح مثالی نہیں ہوتے ہیں، Cu مواد پر منحصر ہے)۔
-
7. عام مسائل اور ان پر قابو پانے کا طریقہ
1. ہائیڈروجن کی وجہ سے چھلنی: پگھلی ہوئی دھات کو صاف کرنے اور اسے صاف کرنے سے قابو پانا۔
2. آکسائیڈ کی شمولیت: بہاؤ، سکیمنگ، اور غیر ہنگامہ خیز بہانے سے کم۔
3. مرکب کی علیحدگی: مناسب ہلچل اور کولنگ کنٹرول کے ذریعے روکا گیا۔
4. گرم کریکنگ: اچھے مولڈ ڈیزائن، مناسب ساخت، اور کولنگ ریٹ کنٹرول کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔
-
نتیجہ اخذ کرنا
ایلومینیم اور تانبے کے مرکب کی پیداوار میں بنیادی طور پر مواد کی تیاری، ایلومینیم پگھلنا، تانبے کا اضافہ، ہم آہنگی، ڈیگاسنگ، کاسٹنگ، اور میکانکی خصوصیات کو بہتر بنانے کے لیے حرارت کا علاج شامل ہے۔ ایک کامیاب عمل کی کلید درجہ حرارت پر کنٹرول، پگھلی ہوئی دھات کی صفائی، پانی ڈالنے کی مناسب تکنیک، اور گرمی کے مناسب علاج کا انتخاب ہے۔ درست طریقہ کار کے ساتھ، Al–Cu مرکب مختلف قسم کی انجینئرنگ اور صنعتی ایپلی کیشنز کے لیے مضبوط، نسبتاً ہلکا پھلکا، اور اعلیٰ قیمت والا مواد تیار کر سکتے ہیں۔
اگر آپ چاہیں تو، میں اس مضمون کو مزید تکنیکی ورژن میں ڈھال سکتا ہوں (مخصوص مرکب مرکبات اور ان کے گرمی کے علاج کے پیرامیٹرز کی مثالوں کے ساتھ) یا اسکول کی رپورٹ کے لیے آسان ورژن۔
