چهار دلیل اصلی و شش اقدام متقابل برای پردازش دشوار آلیاژ تیتانیوم

دلایل دشواری پردازش آلیاژهای تیتانیوم

اول، غلظت دما

رسانایی حرارتی اکثر آلیاژهای تیتانیوم بسیار کم است، فقط 1/7 فولاد، 1/16 آلومینیوم و 1/25 مس. بنابراین، گرمای تولید شده در حین برش آلیاژ تیتانیوم به سرعت به قطعه کار منتقل نمی شود یا توسط تراشه ها منتقل می شود، بلکه در ناحیه برش متمرکز می شود.
دمای تولید شده توسط لبه برش می تواند تا 1000 درجه برسد و باعث سایش سریع و ترک خوردن لبه برش ابزار و در نتیجه تجمع تراشه و کوتاه شدن عمر ابزار شود.

دمای بالای تولید شده در طی فرآیند برش نیز به یکپارچگی سطح قطعات آلیاژی تیتانیوم آسیب می رساند و منجر به کاهش دقت هندسی قطعات و وقوع سخت شدن کار می شود و به طور جدی مقاومت خستگی آنها را کاهش می دهد.

در مرحله دوم، تغییر شکل الاستیک
مدول الاستیک آلیاژ تیتانیوم خیلی زیاد نیست، به عنوان مثال، مدول الاستیک TC4 فقط 110Gpa است، در حالی که مدول الاستیک فولاد 45 210Gpa است و مدول الاستیک فولاد ضد زنگ مانند 303304316 نیز حدود 200Gpa است. بنابراین، هنگام پردازش آلیاژ تیتانیوم، تغییر شکل الاستیک مستعد رخ دادن است.

هنگام پردازش قطعات با دیواره نازک یا دایره ای، این مشکل جدی تر است. پردازش قطعات جدار نازک آلیاژ تیتانیوم با دقت ابعادی مورد انتظار آسان نیست. زیرا هنگامی که مواد قطعه کار توسط ابزار رانده می شود، تغییر شکل موضعی قسمت جدار نازک از محدوده الاستیک فراتر رفته و در نتیجه تغییر شکل پلاستیک ایجاد می شود و استحکام و سختی ماده نقطه برش به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.

فشار برش باعث می شود که قطعه کار "الاستیک" از ابزار خارج شود و دوباره به عقب برگردد و در نتیجه اصطکاک بیشتری بین ابزار و قطعه کار نسبت به اثر برش ایجاد شود. فرآیند اصطکاک گرما تولید می کند و مشکل هدایت حرارتی ضعیف آلیاژهای تیتانیوم را تشدید می کند.

ثالثاً آلیاژ تیتانیوم میل ترکیبی خوبی دارد که منجر به تشکیل براده های طولانی و پیوسته در حین فرآیندهای تراشکاری و حفاری می شود که می تواند ابزار را در هم ببندد و مانع عملکرد آن شود. هنگامی که عمق برش بیش از حد عمیق باشد، می تواند باعث چسبیدن ابزار، سوزش و شکستگی شود.

البته افینیتی در جاهای دیگر مانند پمپ های یونی که برای ساخت صفحات کاتدی تیتانیوم استفاده می شود کاملاً مفید است. وقتی اتم‌های تیتانیوم روی دیواره لوله آند پاشیده می‌شوند، می‌توانند گاز را جذب کرده و خلاء بسیار بالایی ایجاد کنند.

چهارم، ارتعاش

خاصیت ارتجاعی آلیاژهای تیتانیوم ممکن است برای عملکرد قطعات مفید باشد، اما در طول فرآیند برش، تغییر شکل الاستیک قطعه کار یکی از دلایل مهم ارتعاش است.

ارتعاش حاصل از پردازش آلیاژ تیتانیوم تقریباً 10 برابر فولاد است. به دلیل تمرکز گرمای برش در قسمت برش، براده هایی به شکل دندانه اره ایجاد می شود که منجر به نوسانات قدرت برش می شود.

اقدامات متقابل برای پردازش دشوار آلیاژ تیتانیوم

اولا خنک کردن

خنک کننده ها را می توان برای کاهش دمای بالای تولید شده در طول فرآیند برش استفاده کرد. به طور معمول، خنک کننده های روغن غیر محلول برای برش و برش کاری سنگین با سرعت کم استفاده می شود، در حالی که خنک کننده های برش محلول برای برش یا برش با سرعت بالا استفاده می شود.

علاوه بر این، می توان از روش برش در دمای پایین استفاده کرد، با استفاده از نیتروژن مایع (-180 درجه) یا CO2 مایع ({3}} درجه) به عنوان سیال برش برای کاهش دمای ناحیه برش. این روش می تواند نیروی برش اصلی را تا 20 درصد کاهش دهد، دمای برش را بیش از 300 درجه کاهش دهد، رسوبات براده را از بین ببرد، کیفیت سطح ماشینکاری را بهبود بخشد و دوام ابزار را 2 تا 3 برابر افزایش دهد.

در مرحله دوم، ابزار مناسب را انتخاب کنید

انتخاب ابزار برش مناسب می تواند به پیشرفت های قابل توجهی منجر شود.

با توجه به این واقعیت که گرما باید از طریق لبه برش و خنک کننده تخلیه شود، نه از طریق تراشه ها مانند فولاد، بخش کوچکی از لبه برش باید تنش های حرارتی و مکانیکی بسیار بالایی را تحمل کند و از لبه های برش تیز برای کاهش نیروی برش استفاده شود.
علاوه بر این، فشار برش را می توان با استفاده از سنگ زنی با شیارهای صیقلی و تیغه های شاخص با زاویه بالا کاهش داد.

در صورت لزوم، از ابزارهای برش روکش دار نیز می توان برای مقاومت در برابر ویسکوزیته آلیاژ و شکستن براده های بلند استفاده کرد، در نتیجه اصطکاک را در حین برداشتن تراشه به حداقل می رساند، که به جلوگیری از تولید گرما در طول فرآیند ماشینکاری کمک می کند.
سوم، تغذیه ثابت یا افزایش نرخ خوراک

تیتانیوم مستعد سخت شدن کار است، به این معنی که هنگام برش مواد، تیتانیوم سخت‌تر می‌شود و در نتیجه بیشتر مستعد سایش ابزار است. تغذیه ثابت تضمین می کند که سختی کار به حداقل می رسد.

البته اگر دستگاه اجازه دهد، می توان میزان تغذیه را افزایش داد، به این معنی که ابزار زمان کمتری را در یک منطقه خاص صرف می کند، بنابراین زمان بیشتری برای انباشت گرما و سخت شدن کار باقی نمی ماند.

چهارم، کاهش سرعت برش

به عنوان مثال، استفاده از سرعت برش فولاد 1/3 یا کمتر برای کنترل انتشار حرارت.

کشور: چین

اضافه کردن: جاده بائوتی، جینتای، شهر بائوجی، شانشی، چین

Cel/Whatsapp:+86 18309262795

Email:annie@jmyunti.com

وب سایت: www.jm-titanium.com