H13 اسٹیل سیرامک کوٹنگ کے بنیادی عمل میں بنیادی طور پر پلازما اسپرے (APS)، ہائی-ویلوسٹی فلیم اسپرے (HVOF)، اور جسمانی بخارات جمع کرنا (PVD) شامل ہیں۔ آلات کے اصولوں، عمل کے پیرامیٹرز، اور قابل اطلاق منظرناموں کے لحاظ سے ان تین طریقوں میں سے ہر ایک کا اپنا زور ہے، لیکن سبھی کو تین اہم مراحل کی ضرورت ہوتی ہے: سبسٹریٹ پریٹریٹمنٹ، اسپرے/ڈپوزیشن، اور پوسٹ-علاج۔
I. جنرل پری ٹریٹمنٹ کا عمل (تمام عمل کے ذریعے مشترکہ)
استعمال شدہ کوٹنگ ٹیکنالوجی سے قطع نظر، H13 اسٹیل سبسٹریٹ کو بانڈنگ کی مضبوطی کو یقینی بنانے کے لیے سخت پری ٹریٹمنٹ سے گزرنا چاہیے:
کم کرنا اور صفائی کرنا: ایسیٹون یا الٹراسونک صفائی کا استعمال کرتے ہوئے سطح کے تیل کو ہٹا دیں۔
سینڈبلاسٹنگ اور کھردری: سطح کی کھردری کو بہتر بنانے کے لیے Al₂O₃ کھرچنے والے (60-80 میش) کے ساتھ سطح کو سینڈ بلاسٹ کریں (Ra 3.2μm سے زیادہ یا اس کے برابر) اور مکینیکل آسنجن کو بہتر بنائیں۔
پری ہیٹنگ ٹریٹمنٹ: سپرے کے دوران تھرمل تناؤ کے فرق کو کم کرنے کے لیے ورک پیس کو 150-200 ڈگری پر گرم کریں۔
II تین مرکزی دھارے کے عمل کی تفصیلی وضاحت
1. پلازما چھڑکاؤ (APS)
سیرامک پاؤڈر کو پگھلانے اور اسے سبسٹریٹ کی سطح پر تیز رفتاری سے سپرے کرنے کے لیے ایک اعلی-درجہ حرارت پلازما آرک کا استعمال کرتا ہے۔
عمل کے مراحل:
1. پلازما آرک جنریشن: ایک Ar/N₂/H₂ مخلوط گیس کو 15,000–20,000 K تک درجہ حرارت کے ساتھ ایک پلازما جیٹ بنانے کے لیے برقی قوس کے ذریعے آئنائز کیا جاتا ہے۔
2. پاؤڈر کھانا کھلانا اور پگھلانا: Al₂O₃، ZrO₂، یا Al₂O₃-TiO₂ پاؤڈر کو جیٹ میں کھلایا جاتا ہے اور پگھلی ہوئی یا نیم{2}}پگھلی ہوئی حالت میں گرم کیا جاتا ہے۔
3. تیز-رفتار جمع: پاؤڈر 200-600 m/s کی رفتار سے سبسٹریٹ کو متاثر کرتا ہے اور کوٹنگ بنانے کے لیے تیزی سے ٹھنڈا ہو جاتا ہے۔
4. کنٹرول پیرامیٹرز: موجودہ 100–600 A، وولٹیج 30–80 V، پاؤڈر فیڈ کی شرح 10–30 گرام/منٹ
5. خصوصیات: مختلف سیرامک مواد سپرے کر سکتے ہیں؛ کوٹنگ کی موٹائی 100–200 μm، porosity تقریباً 2–5%۔
6. ہائی-وولٹیج شعلہ چھڑکاؤ (HVOF): ایندھن (جیسے کیروسین یا ہائیڈروجن) اور ہائی-دباؤ آکسیجن کے دہن کے ذریعے سپرسونک شعلہ بہاؤ پیدا کر کے گھنے کوٹنگ جمع کرنا۔
2. ہائی-وولٹیج فلیم اسپرےنگ (HVOF) عمل کے مراحل:
دہن کا رد عمل: ایندھن اور O₂ دہن کے چیمبر میں مسلسل جلتے ہیں، جس سے 2900–3000 ڈگری درجہ حرارت کا ایک اعلی-شعلہ پیدا ہوتا ہے۔
گیس کی سرعت: گیس لاول نوزل کے ذریعے پھیلتی ہے، جس سے 1500-2000 میٹر فی سیکنڈ کا سپرسونک جیٹ بنتا ہے۔
پاؤڈر ایکسلریشن اور جمع: سیرامک پاؤڈر (جیسے WC-Co, Cr₃C₂-NiCr) کو پلاسٹک کی حالت میں گرم کیا جاتا ہے اور تیز رفتاری سے سبسٹریٹ کو متاثر کرتا ہے، جس سے ایک اعلی-آسنسیشن کوٹنگ بنتی ہے۔
عام پیرامیٹرز: چھڑکاو فاصلہ 150-300 ملی میٹر، کوٹنگ بانڈنگ کی طاقت 70 MPa سے زیادہ تک پہنچ سکتی ہے۔
خصوصیات: porosity<1%, high bonding strength, suitable for high wear resistance and fatigue resistance conditions.
3. جسمانی بخارات جمع (PVD)
ویکیوم ماحول میں، ہدف کے مواد کو جسمانی طور پر ایٹمائز کیا جاتا ہے اور فلم بنانے کے لیے سبسٹریٹ کی سطح پر جمع کیا جاتا ہے۔
عمل کے مراحل:
ویکیومنگ: صاف ماحول کو یقینی بنانے کے لیے چیمبر کو 10⁻³ Pa سے اوپر تک خالی کریں۔
آئن کلیننگ: آر گیس متعارف کروائیں اور آرگن آئن پیدا کرنے کے لیے منفی تعصب کا اطلاق کریں جو ورک پیس کی سطح پر بمباری کرتے ہیں، آکسائیڈ کو چالو کرتے اور ہٹاتے ہیں۔
فلم کا ذخیرہ: دھاتی اہداف جیسے Ti اور Cr کو بخارات بنانے کے لیے آرک ایوپیریشن یا میگنیٹران سپٹرنگ کا استعمال کریں، جو N₂ کے ساتھ رد عمل ظاہر کر کے TiN اور CrN جیسی سخت کوٹنگز بناتے ہیں۔
جمع کرنے کا کنٹرول: درجہ حرارت 200–500 ڈگری، جمع کرنے کی شرح 0.1–1 μm/h، فلم کی موٹائی عام طور پر 2–5 μm۔
خصوصیات: گھنے، غیر-اونچی سطح کے فنش کے ساتھ غیر غیر محفوظ کوٹنگ، درست سانچوں کے لیے موزوں اور اینٹی- چپکنے والی ایپلی کیشنز۔
III پوسٹ-علاج اور کوالٹی کنٹرول
آہستہ کولنگ: تھرمل تناؤ کے ٹوٹنے سے بچنے کے لیے اسپرے کے بعد کمرے کے درجہ حرارت پر آہستہ آہستہ ٹھنڈا کریں۔
سطح کی تکمیل: جہتی درستگی کو یقینی بنانے کے لیے ضرورت کے مطابق پیسنا یا پالش کرنا۔
جانچ کے طریقے:
مائیکرو ہارڈنیس ٹیسٹ (HV)
آسنجن ٹیسٹ (ASTM C633 معیاری)
میٹالوگرافک تجزیہ اور کوٹنگ کی ساخت کا SEM مشاہدہ
