ایلومینیم زمین کی پرت میں سب سے زیادہ پرچر دھاتی عنصر ہے اور جدید مینوفیکچرنگ میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والی نان فیرس دھات ہے۔ یہ روزمرہ کی مصنوعات جیسے گھریلو ورق اور مشروبات کے کین میں ظاہر ہوتا ہے، اور اس کے علاوہ خلائی جہاز کے ڈھانچے اور آبدوز کے اجزاء جیسے مطالبات میں بھی۔ تاہم، CNC مشینی میں، ورک پیس تقریباً کبھی بھی خالص ایلومینیم نہیں ہوتا ہے: تقریباً ہر مشینی حصہ ایک مخصوص گھڑے ہوئے مرکب اور مزاج سے تیار کیا جاتا ہے، جس کا انتخاب طاقت، سنکنرن مزاحمت، مشینی صلاحیت، جہتی استحکام اور لاگت کے توازن کے لیے کیا جاتا ہے۔
کلیدی خصوصیات جو مشینی کو متاثر کرتی ہیں۔
ایلومینیم کم کثافت، اچھی برقی اور تھرمل چالکتا اور قابل اعتماد سنکنرن مزاحمت کے ساتھ اعلی لچک اور پلاسٹکٹی کو یکجا کرتا ہے۔ جب ایک تازہ کٹی ہوئی سطح ہوا کے سامنے آتی ہے، تو ایک پتلی اور مضبوطی سے چپکنے والی آکسائیڈ فلم بے ساختہ بنتی ہے اور نیچے کی دھات کی حفاظت کرتی ہے۔ جب سخت، زیادہ لباس مزاحم سطح کی ضرورت ہو تو اسی فلم کو انوڈائز کرکے جان بوجھ کر گاڑھا کیا جا سکتا ہے۔ ذیل کی خصوصیات یہ طے کرتی ہیں کہ مشینی مرکز پر مواد کیسا برتاؤ کرتا ہے۔
کثافت:عام مرکب دھاتوں کے لیے تقریباً 2.70 g/cm3 (6061 کے لیے 2.70، 7075 کے لیے 2.81)، کاربن اسٹیل کے تقریباً ایک تہائی۔
پگھلنے کا نقطہ:خالص ایلومینیم کے لیے تقریباً 660 ڈگری سینٹی گریڈ، کاربن اسٹیل کے تقریباً 1450 ڈگری سینٹی گریڈ سے نیچے، اس لیے اعلی درجہ حرارت کی خدمت مناسب نہیں ہے۔
تھرمل چالکتا:تقریباً 200 سے 235 W/(mK) گھڑے ہوئے مرکب کے لیے، کاربن اسٹیل کے لیے تقریباً 50 W/(mK) کے مقابلے؛ گرمی تیزی سے کٹنگ زون سے نکل جاتی ہے بلکہ فکسچر اور مشین کے فریم میں بھی بہتی ہے۔
لچک کا ماڈیولس:تقریباً 69 GPa، اس لیے پتلی دیواریں اور پتلے ٹولز آسانی سے جھک جاتے ہیں اور پسلیوں یا کم شعاعی مشغولیت سے فائدہ اٹھاتے ہیں۔
حرارتی توسیع:تقریباً 23 x 10-6 فی K، اسٹیل کے مقابلے میں تقریباً دوگنا، جو کہ جب بھی رواداری سخت ہوتی ہے تو درجہ حرارت کو کنٹرول کرنا ضروری بنا دیتا ہے۔
ری سائیکلیبلٹی:ری سائیکل شدہ ایلومینیم کو دوبارہ پگھلانے سے بنیادی دھات پیدا کرنے کے لیے درکار توانائی کا 95 فیصد تک بچت ہوتی ہے۔
وہی خصوصیات مواد کی حدود کا تعین کرتی ہیں۔ ایلومینیم سٹیل سے نرم ہے اور ان حصوں کے لیے پہلا انتخاب نہیں ہے جو بھاری اثرات یا انتہائی بوجھ سے بچ جائیں۔ اس کی اعلی تھرمل توسیع اور کم پگھلنے والے نقطہ کا مطلب یہ ہے کہ حد سے زیادہ کاٹنے والی گرمی بگاڑ کا باعث بنتی ہے اور قریبی رواداری کو روکنا مشکل بناتا ہے، جب کہ اس کی کم سختی چہچہاہٹ کی حوصلہ افزائی کرتی ہے جب غیر معاون حصوں کو جارحانہ طریقے سے مشین بنایا جاتا ہے۔
دی ایٹ رووٹ الائے سیریز
بنا ہوا ایلومینیم کو پرنسپل اللوائینگ عنصر کے مطابق آٹھ سیریز میں تقسیم کیا گیا ہے۔ ہر سیریز میں خصوصیات کا ایک مخصوص سیٹ ہوتا ہے، اور سیریز کا انتخاب عام طور پر کسی دوسرے فیصلے کے مقابلے میں مشینی حصے کے بارے میں زیادہ فیصلہ کرتا ہے۔
| سلسلہ | اہم ملاوٹ کرنے والا عنصر | عام درجات | مشینی میں برتاؤ |
|---|---|---|---|
| 1000 | کوئی نہیں، 99.00 فیصد یا اس سے زیادہ کی پاکیزگی | 1050, 1060, 1100 | سب سے نرم اور سب سے زیادہ لچکدار؛ بہترین چالکتا؛ چپچپا چپس اور ناقص چپ توڑنا |
| 2000 | کاپر، تقریباً 3 سے 5 فیصد | 2024, 2A16 | اعلی طاقت اور سختی؛ مفت کاٹنے کی مختلف حالتوں میں سیسہ اور بسمتھ ہوتا ہے۔ محدود سنکنرن مزاحمت |
| 3000 | مینگنیج، تقریباً 1.0 سے 1.5 فیصد | 3003, 3004, 3A21 | اچھی کام کرنے کی صلاحیت اور مورچا مزاحمت؛ گرمی کا علاج نہیں ہے |
| 4000 | سلکان، عام طور پر 4.5 سے 6.0 فیصد | 4A01, 4043, 4047 | کم پگھلنے کا مقام؛ فلر تار، کلیڈنگ اور مزاحم حصوں پہننے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ |
| 5000 | میگنیشیم | 5052, 5005, 5083, 5A05 | صرف سختی سے کام کرنا؛ 5052 میں تقریباً 2.2 سے 2.8 فیصد Mg اور 5083 میں تقریباً 4.0 سے 4.9 فیصد Mg؛ مضبوط، سخت اور آسانی سے تشکیل |
| 6000 | میگنیشیم اور سلکان | 6061, 6063, 6082 | مشینی اجزاء کے لیے پہلے سے طے شدہ انتخاب؛ ایک اچھی سطح کی تکمیل کے ساتھ سختی کے قابل بارش |
| 7000 | زنک، تانبے اور میگنیشیم کے ساتھ | 7075, 7050 | ورن سخت ہونے کے بعد سب سے زیادہ طاقت؛ ایرو اسپیس استعمال؛ کم سنکنرن مزاحمت |
| 8000 | دیگر عناصر جیسے آئرن اور لیتھیم | 8011, 8176 | تمام سیریز پکڑو؛ 8176 تقریباً 0.6 فیصد Fe اور 0.1 فیصد Si پر مشتمل ہے اور کنڈکٹر تار کے لیے استعمال ہوتا ہے |
سیریز 3000، 4000 اور 5000 مرکبات کو گرمی کے علاج سے مضبوط نہیں کیا جا سکتا: وہ صرف سردی میں کمی کے ذریعے طاقت حاصل کرتے ہیں، یعنی سخت محنت کرتے ہیں۔ سیریز 1000 سب سے سستی اور سب سے زیادہ چلتی ہے، سیریز 2000 اور 7000 سب سے زیادہ طاقت فراہم کرتی ہے، اور سیریز 6000 طاقت، سنکنرن مزاحمت، ویلڈیبلٹی اور مشینی رویے کے درمیان بہترین سمجھوتہ پیش کرتی ہے۔
غصہ کا عہدہ اور گرمی کا علاج
مزاج کا عہدہ الائے نمبر کی پیروی کرتا ہے اور اسٹاک کی میٹالرجیکل حالت کو بیان کرتا ہے۔ مشینی پرزوں کے لیے جو غصہ اکثر متعین کیا جاتا ہے وہ annealed مواد کے لیے O، H14، H22 اور H24 جیسے سخت مزاج کے لیے اور T حرارتی طور پر علاج کیے جانے والے غصے کے لیے ہوتے ہیں۔ T گروپ کو مزید تقسیم کیا گیا ہے: T4 قدرتی عمر بڑھنے کے بعد حل گرمی کے علاج کا احاطہ کرتا ہے، T5 اعلی درجہ حرارت کی تشکیل کے عمل سے ٹھنڈک کا احاطہ کرتا ہے جس کے بعد مصنوعی عمر ہوتی ہے، اور T6 حل ہیٹ ٹریٹمنٹ کا احاطہ کرتا ہے جس کے بعد مصنوعی عمر بڑھ جاتی ہے
حرارت کا علاج مشینی پیرامیٹر نہیں ہے، لیکن یہ تقریباً ہر مشینی پیرامیٹر کو تبدیل کرتا ہے۔ مصنوعی عمر بڑھنے کے بعد حل کا علاج پیداوار کی طاقت اور سختی کو بڑھاتا ہے، چپ کی تشکیل اور کاٹنے والی قوتوں کو تبدیل کرتا ہے، اور مسخ ہونے کا خطرہ بڑھاتا ہے۔ جب کوئی حصہ T6 اسٹاک سے تیار کیا جاتا ہے، تو لائٹ فنشنگ پاسز اور تناؤ سے نجات پانے والے بار کی سفارش کی جاتی ہے، تاکہ مواد کو ہٹانے سے باقی ماندہ تناؤ فکسچر کھولنے کے بعد اس حصے کو برداشت سے باہر نہ نکالیں۔
مخصوص مشینی حصے کے لیے مصر دات کا انتخاب
عام مقصد کے ساختی حصے:6061-T6 اچھی طاقت، بہترین سنکنرن مزاحمت، ویلڈیبلٹی اور صاف انوڈائزڈ ظاہری شکل فراہم کرتا ہے۔
پتلی حصوں میں سب سے زیادہ طاقت:7075-T6 عام درجات کی سب سے زیادہ طاقت پیش کرتا ہے، 7050 کو ترجیح دی جاتی ہے جہاں بھاری حصوں کو ضرورت سے زیادہ مسخ کیے بغیر بجھایا جانا چاہیے۔
ہائی حجم سکرو مشینی:2011 اور 2024 مفت کٹنگ گریڈ چپس کو صاف طور پر توڑتے ہیں اور سنکنرن مزاحمت کی قیمت پر اعلی فیڈ کی شرح کو برداشت کرتے ہیں۔
الیکٹریکل اور تھرمل ہارڈ ویئر:1050، 1060 اور 1100 سب سے زیادہ چالکتا اور سب سے کم خام مال کی قیمت کا استحصال کرتے ہیں۔
میرین اور پریشر ایپلی کیشنز:5052 اور 5083 نمکین پانی کے حملے کے خلاف مزاحمت کرتے ہیں اور انہیں ترجیح دی جاتی ہے جہاں سنکنرن مزاحمت طاقت سے زیادہ ہو۔
آرکیٹیکچرل اخراج اور رہائش:6063 اعتدال پسند طاقت کے ساتھ ایک ہموار اینوڈائزنگ سطح فراہم کرتا ہے۔
مشینی مشق اور عمل کا کنٹرول
ایلومینیم کو 6061-T6 میں کاربائیڈ ٹولنگ کے ساتھ اکثر 200 سے 600 میٹر فی منٹ کی رفتار سے کاٹا جاتا ہے، پالش شدہ بانسری، بڑے ریک اینگل اور یا تو فلڈ کولنٹ یا ہائی پریشر ایئر مسٹ کا استعمال کرتے ہیں۔ اہم خطرات معتدل مزاجوں، گہری جیبوں میں چپ پیکنگ اور پتلی دیواروں میں تھرمل بگاڑ ہیں۔ تیز، غیر کوٹیڈ کاربائیڈ یا پالش ڈائمنڈ کوٹڈ ٹولنگ، ہلکی ریڈیل انگیجمنٹ کے ساتھ کلائمب ملنگ اور مختصر بانسری کی لمبائی سب استحکام کو بہتر بناتے ہیں۔
جمع یا مائنس 0.05 ملی میٹر کی عمومی رواداری درمیانے سائز کے حصوں پر حاصل کی جا سکتی ہے، اور جمع یا مائنس 0.01 ملی میٹر حقیقت پسندانہ ہے جہاں جیومیٹری سخت اور تھرمل طور پر مستحکم ہے۔ Ra 3.2 مائیکرو میٹر سے نیچے Ra 0.8 مائیکرو میٹر تک سطح کی تکمیل معمول کی بات ہے، اور انوڈائزنگ، کرومیٹ کنورژن کوٹنگ یا لیزر مارکنگ عام بعد کے آپریشن ہیں۔ جہاں ایک ڈرائنگ عام رواداری کے نظام کو مدعو کرتی ہے، کلاس m یا f میں ISO 2768 کو ایک اصول کے طور پر حوالہ دیا جاتا ہے، اور تیار شدہ حصے کی مکینیکل تصدیق عام طور پر تناؤ کی جانچ کے لیے ASTM E8/E8M یا مائیکرو انڈینٹیشن سختی کے لیے ASTM E384 کی پیروی کرتی ہے۔
اکثر پوچھے گئے سوالات
سوال: سی این سی مشینی حصوں کے لئے کون سا ایلومینیم مرکب بہترین ہے؟
6061-T6 اجزاء کی اکثریت کے لیے موزوں ہے کیونکہ یہ طاقت، سنکنرن مزاحمت، ویلڈیبلٹی اور لاگت میں توازن رکھتا ہے۔ 7075-T6 کی وضاحت کریں جہاں زیادہ طاقت زیادہ قیمت اور کم سنکنرن مزاحمت کا جواز پیش کرتی ہے، اور 5083 یا 5052 جہاں نمکین پانی کی نمائش ڈیزائن پر حاوی ہے۔
سوال: کیا مشینی کے بعد ایلومینیم مرکب گرمی کا علاج کیا جا سکتا ہے؟
2000، 6000 اور 7000 سیریز میں صرف ورن کو سخت کرنے والے مرکبات ہیٹ ٹریٹمنٹ کا جواب دیتے ہیں۔ سیریز 1000، 3000، 4000 اور 5000 مرکب ٹھنڈے کام سے مضبوط ہوتے ہیں، لہذا کوئی بھی تھرمل علاج انہیں صرف نرم کرے گا۔
سوال: ایلومینیم مشینی کے دوران مسخ کیوں ہوتا ہے؟
تین اثرات یکجا ہوتے ہیں: کم پگھلنے کا نقطہ اس حرارت کو محدود کرتا ہے جسے مواد جذب کر سکتا ہے، تھرمل توسیع کا گتانک سٹیل سے تقریباً دوگنا ہوتا ہے، اور مواد کو ہٹانے کے ساتھ ہی رولڈ یا ایکسٹروڈڈ اسٹاک میں بند بقایا دباؤ جاری ہو جاتے ہیں۔ تناؤ سے نجات دلانے والا اسٹاک، ہموار مواد کو ہٹانا اور فراخ کولنٹ سبھی مسئلے کو کم کرتے ہیں۔
سوال: مزاج مشینی صلاحیت کو کیسے متاثر کرتا ہے؟
نرم مزاج جیسے O اور H14 طویل چپچپا چپس بناتے ہیں جو کٹنگ کنارے پر بنتے ہیں، جب کہ T6 اور T651 ٹمپرز مختصر، اچھی طرح سے ٹوٹے ہوئے چپس تیار کرتے ہیں اور سختی سے رکھے ہوئے حصوں پر بہتر سطح پر ختم ہونے کے ساتھ تیز رفتار کاٹنے کی اجازت دیتے ہیں۔
سوال: ایلومینیم مشینی حصوں کے لیے کون سی رواداری حقیقت پسندانہ ہے؟
پلس یا مائنس 0.05 ملی میٹر کی عمومی رواداری معمول کی بات ہے، پلس یا مائنس 0.02 ملی میٹر درجہ حرارت کے کنٹرول کے ساتھ حاصل کیا جا سکتا ہے، اور جمع یا مائنس 0.01 ملی میٹر کے لیے ایک مستحکم فکسچر، مماثل ٹولنگ اور کنٹرول شدہ ماحول میں معائنہ کی ضرورت ہوتی ہے۔
سوال: مشینی کے بعد ایلومینیم کے حصوں کو کس طرح محفوظ کیا جانا چاہئے؟
انوڈائزنگ پہننے اور ظاہری شکل کے لیے ایک سخت آکسائیڈ کی تہہ بناتی ہے، کرومیٹ کنورژن کوٹنگ سنکنرن سے تحفظ کو شامل کرتے ہوئے چالکتا کو برقرار رکھتی ہے، اور بخارات کے مرحلے سے تحفظ کے ساتھ سادہ مہربند پیکیجنگ ان حصوں کے لیے کافی ہے جنہیں تیزی سے پینٹ یا اسمبل کیا جائے گا۔
