10 मिमी व्यास वाली एक टाइटेनियम रॉड 30 टन का भार सहन कर सकती है और 20 वर्षों तक मानव शरीर में हृदय स्टेंट के रूप में भी काम कर सकती है। इस सामग्री का "सर्वांगीण" प्रदर्शन एक अत्यंत कठोर विनिर्माण प्रक्रिया पर आधारित है। कच्चे माल से लेकर तैयार उत्पादों तक, 0.1% का कोई भी विचलन उत्पादों के पूरे बैच को अनुपयोगी बना सकता है। निम्नलिखित छह चरण टाइटेनियम छड़ों के निर्माण में "मेक {8} या - ब्रेक" लाइन का निर्माण करते हैं।
1. सही कच्चे माल का चयन: प्रदर्शन के "जीन"।
टाइटेनियम छड़ों का प्रदर्शन कच्चे माल के चरण से तय होता है।
एयरोस्पेस: Ti-6Al-4V (GR5) का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो 900 MPa-स्तर की ताकत और क्रूरता को संतुलित करता है।
चिकित्सा प्रत्यारोपण: अशुद्धता सामग्री को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए। अशुद्धियों में प्रत्येक 1 पीपीएम वृद्धि के लिए, अस्वीकृति का जोखिम 10% बढ़ जाता है।
सामग्री तैयार करते समय, स्पंज टाइटेनियम और एल्यूमीनियम वैनेडियम मास्टर मिश्र धातु को भी मिलीग्राम स्तर की सटीकता के साथ तौला जाना चाहिए ताकि ट्रेस तत्वों में उतार-चढ़ाव से बचा जा सके जो बाद के चरण में अनियंत्रित माइक्रोस्ट्रक्चर का कारण बन सकता है।
2. पिघलना: निर्वात में "अल्केमाइज़िंग"।
टाइटेनियम 1,500 डिग्री से ऊपर के तापमान पर ऑक्सीजन और नाइट्रोजन को "निगल" लेगा और तुरंत भंगुर हो जाएगा। इसलिए, गलाने की प्रक्रिया को वैक्यूम आर्क रीमेल्टिंग फर्नेस (वीएआर) या इलेक्ट्रॉन बीम कोल्ड हर्थ फर्नेस (ईबीसीएचएम) में किया जाना चाहिए।
• VAR: "3डी प्रिंटिंग" की तरह परत-दर-परत कॉम्पैक्ट इलेक्ट्रोड को पिघलाकर, 99.995% से अधिक की शुद्धता वाली सिल्लियां प्राप्त की जा सकती हैं।
ईबीसीएचएम: इलेक्ट्रॉन बीम स्कैनिंग का उपयोग करके, टंगस्टन और मोलिब्डेनम जैसे उच्च घनत्व वाले समावेशन को सीधे वाष्पित किया जा सकता है। एविएशन रोटर-ग्रेड टाइटेनियम छड़ों को दो बार पिघलाया जाना चाहिए।
एक गलाने के बाद, वर्णक्रमीय तुलना के लिए नमूने लेने की आवश्यकता होती है। यदि घटक पृथक्करण 0.3% से अधिक है, तो पूरी भट्ठी को नष्ट कर दिया जाएगा।
3. थर्मोमैकेनिकल प्रसंस्करण: "डिस्कस" को नस और हड्डियों में बनाना
टाइटेनियम पिंड को पहले चरण संक्रमण बिंदु (लगभग 995 डिग्री) तक गर्म किया जाता है, और फिर बार-बार परेशान किया जाता है और + दो{2}}चरण क्षेत्र में खींचा जाता है।
केवल जब फोर्जिंग अनुपात 3:1 से अधिक या उसके बराबर हो तो आंतरिक सूक्ष्म छिद्रों को संकुचित किया जा सकता है।
प्रत्येक पास विरूपण को 20% से 40% के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए। यदि यह बहुत तेज़ है, तो यह फटने का कारण बनेगा; यदि यह बहुत धीमी है, तो दाने मोटे हो जायेंगे।
इसके बाद, इसे ±5 डिग्री की तापमान त्रुटि आवश्यकता के साथ बिलेट्स में गर्म किया जाता है। अन्यथा, एक ही बार के आगे और पीछे के हिस्सों के बीच प्रदर्शन अंतर 15% तक पहुंच सकता है।
4. हीट ट्रीटमेंट: माइक्रोस्ट्रक्चर की "ठीक -ट्यूनिंग"।
समरूपीकरण एनीलिंग: संरचना पृथक्करण को खत्म करने के लिए 850 डिग्री/2 घंटा;
समाधान उपचार और उम्र बढ़ना: 940 डिग्री पानी शमन + 540 4 घंटे के लिए डिग्री उम्र बढ़ने, जिससे + चरण अनुपात 80:20 तक पहुंच सकता है, और ताकत को 12% तक बढ़ाया जा सकता है।
5. भूतल उपचार: टाइटेनियम छड़ों को कवच देना
• अचार बनाना: एचएफ और एचएनओ₃ का मिश्रित घोल ऑक्साइड स्केल को हटा देता है, जिससे चांदी का सफेद आधार सामने आ जाता है।
शॉट पीनिंग: 0.3 मिमी स्टील शॉट्स सतह को 60 मीटर/सेकेंड पर प्रभावित करते हैं, जिससे 200 एमपीए स्तर पर संपीड़न तनाव उत्पन्न होता है, और थकान जीवन 50% तक बढ़ जाता है।
इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग: मेडिकल टाइटेनियम की छड़ें 0.1 माइक्रोन से कम या उसके बराबर रा की सतह खुरदरापन प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग से गुजरती हैं, जिससे बैक्टीरिया का आसंजन 80% तक कम हो जाता है।
एनोडिक ऑक्सीकरण: एक 2 माइक्रोन ऑक्साइड फिल्म बनती है, जो न केवल संक्षारण प्रतिरोधी है बल्कि रंगीन भी हो सकती है।
6. पता लगाना: स्क्रीन का जोखिम "शून्य" तक कम हो गया
• रासायनिक संरचना: प्रत्येक छड़ का निरीक्षण स्पेक्ट्रोमीटर द्वारा किया जाता है। यदि तात्विक विचलन 0.01% से अधिक है, तो इसे समाप्त कर दिया जाता है।
यांत्रिक गुण: तन्यता परीक्षण के लिए यादृच्छिक नमूनाकरण, यदि ब्रेक पर बढ़ाव 10% से कम है, तो पूरा बैच वापस कर दिया जाएगा।
गैर-विनाशकारी परीक्षण:
- अल्ट्रासोनिक परीक्षण (यूटी): Ф0.8 मिमी से बड़ी टाइटेनियम छड़ों के भीतर समावेशन और दोषों का पता लगाया गया।
- एड़ी करंट ईटी: 0.05 मिमी गहराई में सतह की दरारों का पता लगाएं;
सूक्ष्म संरचना: मेटलोग्राफिक माइक्रोस्कोप के तहत अनाज के आकार और वितरण की जांच करें।
निष्कर्ष
टाइटेनियम छड़ों का निर्माण "माइक्रोन{0}}स्तर के दोषों" के विरुद्ध एक लड़ाई है। पीपीएम स्तर पर अशुद्धता नियंत्रण से लेकर 1 माइक्रोन की सतह खुरदरापन तक, हर कदम भौतिक सीमाओं को चुनौती देता है। भविष्य में, 3डी प्रिंटिंग और लगभग {{5}नेट-आकार निर्माण प्रक्रिया को छोटा कर सकता है, लेकिन "अंतिम प्रदर्शन" की खोज से कभी समझौता नहीं किया जाएगा।
