Titanyum Alaşımlarının İşlenmesinin Zorluğunun 4 Ana Sebebi ve 6 Çözüm! - Blog

Titanyum alaşımlarıbirçok avantajı var. Örneğin: yüksek korozyon direnci, düşük yoğunluk ve yüksek mukavemet,-manyetik olmayan özellikler, biyouyumluluk ve yüksek-sıcaklık direnci. Ancak titanyum alaşımlarının işlenmesi aslında zordur ve özel kesici takımlar gerektirir. Bu makalede titanyum alaşımlarının işlenmesinin zor olmasının nedenleri ve alınabilecek karşı önlemler tartışılacaktır.

1. Titanyum Alaşımlarının İşlenmesinin Zor olmasının Nedenleri

İlk olarak, Isı Konsantrasyonu

Titanyum alaşımlarının çoğu çok düşük ısı iletkenliğine sahiptir-yalnızca çeliğin 1/7'si, alüminyumun 1/16'sı ve bakırın 1/25'i. Sonuç olarak, titanyum alaşımlarının işlenmesi sırasında oluşan ısı iş parçasına hızla aktarılmaz veya talaşlar tarafından taşınmaz, bunun yerine kesme bölgesinde yoğunlaşır.

Kesici kenardaki sıcaklıklar 1.000 dereceye kadar çıkabilir, bu da takımın kesici kenarının hızla aşınmasına ve çatlamasına neden olur, talaş birikmesine ve takımın servis ömrünün kısalmasına yol açar.

Kesme sırasında oluşan yüksek sıcaklıklar aynı zamanda titanyum alaşımlı parçaların yüzey bütünlüğünü de tehlikeye atarak geometrik doğruluğun ve iş sertleşmesinin azalmasına neden olur, bu da yorulma mukavemetini ciddi şekilde azaltır.

İkincisi, Elastik Deformasyon

Titanyum alaşımlarının elastik modülü çok yüksek değildir; örneğin TC4'ün elastik modülü yalnızca 110 GPa iken 45 çeliğin elastik modülü 210 GPa'dır ve 303, 304 ve 316 gibi paslanmaz çeliklerin elastik modülü de 200 GPa civarındadır. Bu nedenle titanyum alaşımlarının işlenmesi sırasında elastik deformasyonun meydana gelmesi muhtemeldir.

Bu sorun, ince-duvarlı veya halka-şeklindeki parçaları işlerken daha da şiddetlidir. İnce-titanyum alaşımlı parçaları istenen boyutsal doğrulukta işlemek kolay değildir. Bunun nedeni, iş parçası malzemesi kesici takım tarafından itildiğinde, ince-cidarlı alanlardaki yerel deformasyonun elastik sınırı aşması, bunun da plastik deformasyona yol açması ve bunun da kesme noktasında malzemenin mukavemetini ve sertliğini önemli ölçüde arttırmasıdır.

Kesme basıncı "elastik" iş parçasının takımdan uzaklaşmasına ve geri sekmesine neden olur, bu da takım ile iş parçası arasında kesme kuvvetini aşan sürtünmeye neden olur. Bu sürtünme, titanyum alaşımlarının zayıf ısı iletkenliği sorununu daha da kötüleştiren ısı üretir.

Üçüncüsü, titanyum alaşımlarının yüksek afinitesi vardır, bu da tornalama ve delme sırasında uzun, sürekli talaşların oluşmasına yol açar. Bu talaşlar aletin etrafına sarılabilir ve işlevini bozabilir. Aşırı kesme derinliği takımın yapışmasına, takımın yanmasına ve takımın kırılmasına neden olabilir.

Elbette bu yüksek afinite diğer uygulamalarda da oldukça faydalıdır; örneğin katot plakaları için titanyumun kullanıldığı iyon pompalarında. Titanyum atomları anot tüpü duvarına püskürtüldüğünde gazı adsorbe ederler, böylece ultra-yüksek bir vakum oluştururlar.

Dördüncüsü, Titreşim

Titanyum alaşımlarının esnekliği parça performansına fayda sağlayabilirken, kesme işlemi sırasında iş parçasının elastik deformasyonu titreşimin ana nedenidir.

Titanyum alaşımlarının işlenmesi sırasında oluşan titreşim çeliğinkinin yaklaşık 10 katıdır. Kesme ısısı kesme bölgesinde yoğunlaştığından tırtıklı talaşlar oluşur ve kesme gücünde dalgalanmalara neden olur.

2. Titanyum Alaşımlarının Zor İşlenebilirliğine Karşı Alınacak Önlemler

İlk olarak Soğutma

Kesme işlemi sırasında oluşan yüksek sıcaklıkları azaltmak için soğutma sıvısı kullanılabilir. Tipik olarak,-çözünmeyen yağ-bazlı soğutucular düşük-hızlı, ağır-yüklü kesme ve kesme için kullanılırken, çözünür kesme soğutucuları yüksek-hızlı kesme veya kesme için kullanılır.

Ek olarak, kesme bölgesindeki sıcaklığı düşürmek için kesme sıvısı olarak sıvı nitrojen (-180 derece) veya sıvı CO₂ (-76 derece) kullanılarak kriyojenik kesme yöntemleri kullanılabilir. Bu yöntem, ana kesme kuvvetini %20 oranında azaltabilir ve kesme sıcaklığını 300 dereceden fazla düşürebilir. Aynı zamanda talaş birikmesi ortadan kalkar, işlenmiş yüzey kalitesi iyileşir ve takım ömrü 2 ila 3 kat artar.

İkinci olarak Doğru Kesici Takımların Seçilmesi

Doğru kesici takımların seçilmesi önemli iyileştirmeler sağlayabilir.

Çelikte olduğu gibi ısının-talaş yerine kesici kenar ve soğutucu aracılığıyla dağıtılması gerektiğinden,-kesme kenarının küçük bir kısmının son derece yüksek termal ve mekanik gerilimlere dayanması gerekir. Keskin bir kesici kenar kullanılması kesme kuvvetlerini azaltır.

Ek olarak, cilalı oluklara ve yüksek pozitif eğim açılarına sahip taşlanmış kesici uçlar kullanılarak kesme basıncı azaltılabilir.

Gerekirse, alaşıma yapışmaya karşı direnç göstermek ve uzun talaşları kırmak için kaplamalı takımlar da kullanılabilir, böylece talaş tahliyesi sırasında sürtünme en aza indirilir- ve bunların tümü, işleme sırasında ısı oluşumunun önlenmesine yardımcı olur.

Üçüncüsü, sabit bir ilerleme hızını koruyun veya ilerleme hızını artırın

Titanyum sertleşmeye eğilimlidir-yani, işlendikçe sertleşir ve bu da takımın daha fazla aşınmasına neden olur. Sabit bir ilerleme hızı, iş sertleşmesinin minimumda tutulmasını sağlar.

Elbette makine izin verirse ilerleme hızı artırılabilir. Bu, aletin belirli bir alanda daha az zaman harcayarak ısı oluşumu ve iş sertleşmesi için daha az zaman kalması anlamına gelir.

Dördüncüsü, kesme hızını azaltın

Örneğin, ısı oluşumunu kontrol etmek için çelik için kullanılan kesme hızının-üçte birini veya daha azını kullanın.

Beşincisi, sürece göre araçları değiştirin

Titanyum alaşımlarının işlenmesinde kullanılan seramik, titanyum karbür ve titanyum nitrür kaplamalı takımların servis ömrü daha kısa olacaktır.

Titanium Alloy Thumbtacks Titanium Alloy Fuel Tank Cap best price