کیمیکل پالش ٹائٹینیم اور اس کے مرکب دھاتوں کے لیے ایک وسیع پیمانے پر اپنایا جانے والا فنشنگ عمل ہے، جس کی قدر مکینیکل رابطے کے بغیر روشن، عکاس سطحیں پیدا کرنے کی صلاحیت کے لیے ہے۔ تاہم، غیر-یکساں پالش کرنا-ایک ہی ورک پیس پر مقامی طور پر ظاہر ہوتا ہے-ایچنگ، بہاؤ کے نشانات، نارنجی چھلکے کی ساخت، یا ایک ہی ورک پیس پر متضاد چمک-پروڈکشن کے ماحول میں ایک مستقل چیلنج بنی ہوئی ہے۔ ایرو اسپیس فاسٹنرز سے لے کر میڈیکل امپلانٹس تک کی صنعتوں کے لیے، سطح کی تکمیل کی یکسانیت براہ راست سنکنرن مزاحمت، تھکاوٹ کی کارکردگی، اور پوسٹ- پروسیسنگ آسنجن کو متاثر کرتی ہے۔ یہ مضمون ٹائٹینیم کیمیکل پالش کرنے میں یکسانیت نہ ہونے کی بنیادی وجوہات کا جائزہ لیتا ہے اور قابل عمل، کارروائی-سطح کے انسدادی اقدامات فراہم کرتا ہے۔
1. خرابی کی درجہ بندی اور بصری تشخیص
پیرامیٹرز کو ایڈجسٹ کرنے سے پہلے، درست خرابی کی شناخت ضروری ہے. ٹائٹینیم کی سطحوں پر غیر-یکساں چمکانا عام طور پر کئی الگ الگ زمروں میں آتا ہے، ہر ایک مختلف بنیادی وجوہات کی طرف اشارہ کرتا ہے۔
نارنجی کا چھلکا اس وقت ہوتا ہے جب کیمیائی حملے کی شرح مختلف میٹالرجیکل مراحل یا مرکب کے اندر اناج کی سمت کے درمیان مختلف ہوتی ہے۔ ٹائی-6Al-4V (TC4) جیسے دو-مرحلے کے مرکب میں، فیز کچھ تیزابی حالات میں ترجیحی طور پر تحلیل ہو جاتا ہے، جس سے سطح کی کھردری ٹپوگرافی رہ جاتی ہے۔ پٹنگ عام طور پر ضرورت سے زیادہ HF ارتکاز یا HF-سے HNO₃ تناسب کا اشارہ دیتی ہے۔ بہاؤ کے نشانات اور کنارے کے مرکز کے فرق تقریباً ہمیشہ سیال حرکیات اور تھرمل یکسانیت کے مسائل کی طرف آتے ہیں۔
2. حل کیمسٹری: بنیادی کنٹرول متغیر کے طور پر HF/HNO₃ تناسب
HF-HNO₃-H₂O سسٹم ٹائٹینیم کیمیکل پالش کرنے کے لیے ورک ہارس بنا ہوا ہے۔ HF فعال تحلیل کرنے والے ایجنٹ کے طور پر کام کرتا ہے، ٹائٹینیم سبسٹریٹ پر حملہ کرتا ہے اور مقامی آکسائڈ پرت کو ہٹاتا ہے۔ HNO₃ ایک دوہرا کردار ادا کرتا ہے: سطح کی آلودگی کو روکنے کے لیے تحلیل شدہ Ti³⁺ کو Ti⁴⁺ میں آکسائڈائز کرنا، اور غیر فعال فلم کی تشکیل کو فروغ دینا جو اینچ کی مجموعی شرح کو کنٹرول کرتی ہے۔
صنعتی مشق عام طور پر حجم کے لحاظ سے 3-5% HF اور HNO₃ 15-30% کی تعداد کو نشانہ بناتی ہے۔ اس ونڈو کے اندر، HF-to-HNO₃ تناسب اہم ٹیوننگ پیرامیٹر ہے۔ TC4 پر تجرباتی مطالعات میں 1:4، 1:6، اور 1:8 (HF: HNO₃ حجم کے لحاظ سے) کے تناسب کی جانچ کی گئی ہے۔ ایک تناسب جو بہت زیادہ HF-ہوتا ہے وہ جارحانہ، بے قابو اینچنگ پیدا کرتا ہے جس میں پٹنگ اور غیر-یکساں مواد کو ہٹایا جاتا ہے۔ ایک تناسب جو کہ بہت زیادہ HNO₃-رچ ہے رد عمل کو ضرورت سے زیادہ سست کر دیتا ہے اور لیولنگ مکمل ہونے سے پہلے جوش پیدا کر سکتا ہے، جس کے نتیجے میں ابر آلود یا ناہموار تکمیل ہوتی ہے۔
بنیادی طریقہ کار بازی سے متعلق ہے-کنٹرول بمقابلہ ایکٹیویشن-کنٹرول اینچنگ۔ جب HF کا ارتکاز HNO₃ کے ساتھ مناسب طریقے سے متوازن ہو جاتا ہے، تو تحلیل کی شرح ری ایکٹنٹس کی سطح پر نقل و حمل کے ذریعے محدود ہوتی ہے نہ کہ سطح کے رد عمل سے۔ یہ پھیلاؤ-محدود نظام قدرتی طور پر میکرو-اسکیل ٹپوگرافی میں زیادہ یکساں مواد کو ہٹانے کا باعث بنتا ہے، کیونکہ پھیلی ہوئی خصوصیات دوبارہ پھیلے ہوئے علاقوں سے قدرے زیادہ پھیلاؤ کا بہاؤ حاصل کرتی ہیں-لیولنگ اثر جو حقیقی چمکانے کی وضاحت کرتا ہے۔
3. درجہ حرارت کنٹرول اور تھرمل گریڈینٹ مینجمنٹ
ٹائٹینیم کیمیکل پالش کرنے والی حرکیات پر درجہ حرارت واضح اثر ڈالتا ہے۔ محلول کے درجہ حرارت میں ہر 5 ڈگری اضافے پر رد عمل کی شرح تقریباً 1.5–2× تک بڑھ جاتی ہے۔ پورے غسل خانے میں 3–4 ڈگری تک کا درجہ حرارت کا میلان مختلف جگہوں پر رکھے گئے ورک پیس کے درمیان، یا یہاں تک کہ کسی ایک بڑے حصے کے اوپر اور نیچے کے درمیان پولش یکسانیت میں بصری طور پر قابل شناخت فرق پیدا کر سکتا ہے۔
زیادہ تر ٹائٹینیم کیمیکل پالش فارمولیشنز کے لیے تجویز کردہ آپریٹنگ رینج 20-35 ڈگری ہے۔ تاہم، یہ رینج صحت سے متعلق کام کے لیے بہت وسیع ہے۔ یکساں نتائج کے لیے ±1.5 ڈگری کے اندر سخت کنٹرول ضروری ہے۔ 35 ڈگری سے زیادہ درجہ حرارت کی سیر HF اتار چڑھاؤ کو تیز کرتی ہے، جو مائع-ایئر انٹرفیس کے قریب مقامی طور پر حل کیمسٹری کو تبدیل کرتی ہے۔ یہ رجحان ایک خصوصیت کی خرابی کا نمونہ پیدا کرتا ہے: عمودی طور پر ڈوبے ہوئے پرزوں کے اوپر-پالش شدہ اوپری حصے اور نیچے{10}}پالش شدہ نچلے حصے، درمیان میں بتدریج منتقلی زون کے ساتھ۔
عملی انسدادی اقدامات میں گردش کرنے والے درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے والے سیال کے ساتھ جیکٹ والے ٹینک، متناسب-انٹیگرل-ڈیریویٹیو (PID) کنٹرولرز کے ساتھ وسرجن ہیٹر، اور تھرمل اسٹریٹیفکیشن کو ختم کرنے کے لیے مسلسل غسل کی دوبارہ گردش شامل ہیں۔ متعدد گہرائیوں اور مقامات پر رکھے گئے تھرموکوپلز پروسیس کنٹرول کے لیے درکار فیڈ بیک فراہم کرتے ہیں۔
