एयरोस्पेस ईंधन वितरण फोर्जिंग घटकों का प्रसंस्करण

एयरोस्पेस ईंधन वितरण फोर्जिंग घटकों का प्रसंस्करण एयरोस्पेस इंजन, रॉकेट प्रणोदन प्रणाली या उपग्रह ईंधन आपूर्ति प्रणाली के महत्वपूर्ण घटकों के लिए है, जो फोर्जिंग प्रक्रिया और सटीक मशीनिंग के संयोजन से निर्मित धातु के हिस्से हैं। इन घटकों का उपयोग मुख्य रूप से विमानन केरोसिन, तरल हाइड्रोजन/तरल ऑक्सीजन जैसे ईंधन के परिवहन के लिए किया जाता है, ताकि उच्च ऊंचाई, उच्च गति, चरम तापमान (-200°C से +500°C) और उच्च दबाव (>10 MPa) वातावरण में विश्वसनीयता और सुरक्षा सुनिश्चित की जा सके। फोर्जिंग प्रक्रियाएं (जैसे डाई फोर्जिंग या सटीक फोर्जिंग) उत्कृष्ट अनाज शोधन, शक्ति और दोष-मुक्त संरचना प्रदान करती हैं। कास्टिंग या मशीनिंग की तुलना में, फोर्जिंग घटकों का थकान जीवन 2-5 गुना तक बढ़ सकता है, जो एयरोस्पेस की उच्च विश्वसनीयता आवश्यकताओं (AS9100 मानक के अनुरूप) के लिए उपयुक्त है। विशिष्ट घटकों में ईंधन पंप आवरण, वाल्व बॉडी, नोजल कनेक्टर और पाइपलाइन फ्लैंज शामिल हैं।

1. सामग्री विशेषताएँ

एयरोस्पेस ईंधन वितरण फोर्जिंग घटकों में आमतौर पर उच्च-प्रदर्शन मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है, जो संक्षारण प्रतिरोध, उच्च तापमान प्रतिरोध और हल्के वजन को सुनिश्चित करते हैं:

• टाइटेनियम मिश्र धातु (Ti-6Al-4V): हल्का (घनत्व 4.5 g/cm³), उच्च शक्ति (>900 MPa), ईंधन संक्षारण प्रतिरोधी, कम तापमान वाले तरल हाइड्रोजन सिस्टम के लिए उपयुक्त।
• निकल-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातु (Inconel 718, Hastelloy X): उच्च तापमान प्रतिरोधी (>1000°C), ऑक्सीकरण प्रतिरोधी, उच्च तापमान वाले गैस टरबाइन ईंधन वितरण के लिए उपयुक्त।
• स्टेनलेस स्टील (17-4PH, 15-5PH): वर्षा सख्त प्रकार, कठोरता HRC>40, थकान प्रतिरोधी, मध्यम तापमान वाले विमानन केरोसिन सिस्टम के लिए उपयुक्त।
• अन्य: एल्यूमीनियम मिश्र धातु (7075-T6) का उपयोग हल्के भार वाले घटकों के लिए किया जाता है, या कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातु का उपयोग चरम पहनने के प्रतिरोध वाले अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है।

2. प्रसंस्करण विधियाँ

फोर्जिंग घटक प्रसंस्करण में मोटे फोर्जिंग, गर्मी उपचार और सटीक मशीनिंग का संयोजन होता है, जो सटीकता (सहिष्णुता ±0.02mm) और सतह की गुणवत्ता (Ra≤0.8μm) सुनिश्चित करता है। महत्वपूर्ण चरणों में शामिल हैं:

• सटीक डाई फोर्जिंग (Closed-Die Forging): लगभग शुद्ध आकार के घटकों को बनाने के लिए उच्च तापमान वाले सांचों (800-1200°C) का उपयोग करके बिलेट को फोर्ज करना। लाभ: सामग्री उपयोग दर >90%, मशीनिंग की मात्रा को कम करना। जटिल आकृतियों जैसे पंप बॉडी कैविटी के लिए उपयुक्त।
• समतापीय फोर्जिंग (Isothermal Forging): वैक्यूम या निष्क्रिय गैस वातावरण में स्थिर तापमान पर फोर्जिंग, टाइटेनियम/निकल मिश्र धातुओं के लिए उपयुक्त, ऑक्सीकरण और विरूपण से बचें। उच्च परिशुद्धता, समान अनाज।
• गर्मी उपचार: वैक्यूम शमन + एजिंग सख्त, ताकत में सुधार (जैसे, Inconel 718 की कठोरता HRC 30 से बढ़कर 45 हो जाती है)।
• सटीक मशीनिंग:
  • 5-अक्ष CNC मशीनिंग: मार्जिन को हटाना, घुमावदार सतहों और छेद प्रणालियों को मशीन करना। उच्च कठोरता वाली मशीन टूल्स (जैसे DMG Mori) का उपयोग करना, CAM सॉफ़्टवेयर के साथ पथ को अनुकूलित करना, कंपन को <5μm तक नियंत्रित करना।
  • विद्युत रासायनिक मशीनिंग (ECM) या लेजर मशीनिंग: गैर-संपर्क सटीक मशीनिंग आंतरिक गुहा, थर्मल तनाव से बचें, सतह खुरदरापन Ra<0.4μm।
  • पीसना/पॉलिश करना: अंतिम सतह उपचार, संक्षारण प्रतिरोध में सुधार।
• सहायक प्रक्रियाएँ: गैर-विनाशकारी परीक्षण (अल्ट्रासाउंड/एक्स-रे), दरारों से मुक्त सुनिश्चित करना; सतह कोटिंग (जैसे DLC या सिरेमिक कोटिंग) पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाती है।