Titanyumun Dövmesi Neden Bu Kadar Zor? - Haberler

Titanyumdövülmesi zordur, çünkü yüksek sıcaklıklarda "son derece reaktiftir, zayıf ısı iletkenliğine sahiptir ve kalıba yapışma eğilimi gösterir", bu da son derece dar bir işleme penceresine neden olur.

1. Yüksek Sıcaklıklarda Son Derece Yüksek Kimyasal Reaktivite

600 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda titanyum, hidrojeni, oksijeni ve nitrojeni şiddetli bir şekilde emerek sert ve kırılgan bir "-kılıf" (oksijen-zenginleştirilmiş kirlenme katmanı) oluşturur, bu da dövme parçalarda yüzey çatlamasına neden olur ve plastisiteyi azaltır. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa gaz emilimi o kadar hızlı olur; bu nedenle işlemler koruyucu atmosfer altında veya kaplama ile yapılmalı ve ısıtma süresi kısa tutulmalıdır.

2. Son Derece Dar Dövme Sıcaklık Aralığı

Titanyumun faz dönüşüm sıcaklığı (geçiş noktası) tipik olarak 900-1000 derece civarındadır (alaşıma bağlı olarak).

Dönüşüm noktasının aşılması ve tam bölgeye girilmesi, tane boyutunun önemli ölçüde artmasına neden olur ve bu da dövmenin tokluğunda keskin bir düşüşe neden olur.

Yaklaşık 700 derecenin altında deformasyon direnci hızla yükselir ve malzemeyi çatlamaya yatkın hale getirir.

Gerçek dövülebilir pencere genellikle sadece 150-250 derecedir, oysa çelik için bu 400-600 derece arasında değişir.

Çalışma sırasında sıcaklık çok hızlı düşerse, dövme fırına geri gönderilmelidir; aksi halde tek darbede çatlar.

3. Zayıf Isı İletkenliği ve Sıcaklık Homojenliği

Titanyumun ısıl iletkenliği çeliğin yaklaşık 1/4'ü, alüminyumun ise 1/15'idir. Dövme sırasında:

Kütüğün yüzeyi kalıp boşluğuyla temas ettiğinde hızla soğutulurken çekirdek sıcak kalır.

Deformasyon ısısı çekirdekte yoğunlaşır ve potansiyel olarak bölgesel aşırı ısınmaya ve yanmaya neden olur.

İç ve dış kısım arasında büyük sıcaklık farkı → eşit olmayan deformasyon → mikroyapısal homojensizlik ve tabakalara ayrılma eğilimi

4. Yüksek Deformasyon Direnci ve Gerilme Oranına Duyarlılık

Titanyumun yüksek-sıcaklıktaki akış gerilimi, deformasyon hızına karşı oldukça hassastır; çekiçle dövme (yüksek hız) sırasındaki direnç, presle dövme (düşük hız) sırasındaki dirençten çok daha fazladır. Aynı sıcaklıkta titanyum alaşımlarının deformasyon direnci sıradan çeliğin 2-3 katıdır ve daha büyük tonajlı ekipman gerektirir.

5. Yüksek sürtünme katsayısı ve kalıba yapışma eğilimi

Titanyum ve çelik kalıplar arasındaki sürtünme katsayısı 0,3-0,5 kadar yüksektir (çelik dövme için yaklaşık 0,1-0,2 ile karşılaştırıldığında) ve yüksek sıcaklıklarda difüzyon bağı (kalıba yapışma) meydana gelir, bu da dövme parçalarda aşırı hızlı kalıp aşınmasına ve yüzey çizilmelerine yol açar. Bu nedenle yağlayıcının sık sık uygulanması ve kalıp sıcaklığının sıkı kontrolü çok önemlidir.

5. Yüksek Sürtünme Katsayısı ve Kalıba Yapışmaya Eğilimli

Titanyum ve çelik kalıplar arasındaki sürtünme katsayısı 0,3-0,5 kadar yüksektir (dövme çelikler için yaklaşık 0,1-0,2 ile karşılaştırıldığında) ve yüksek sıcaklıklarda difüzyon bağı (kalıba yapışma) meydana gelir, bu da dövme parçalarda aşırı hızlı kalıp aşınmasına ve yüzey çizilmelerine yol açar. Bu, sık sık yağlayıcı uygulanmasını ve kalıp sıcaklığının sıkı kontrolünü gerektirir.

6. Düşük Esneklik Modülü ve Önemli Geri Yaylanma

Titanyumun elastiklik modülü yaklaşık 110 GPa'dır (çeliğin yaklaşık 210 GPa'sına kıyasla). Dövme sonrasında önemli ölçüde geri esneme sergileyerek boyutsal doğruluğun kontrol edilmesini zorlaştırır; Kalıp tasarımında ek telafi gereklidir.

Özetlemek gerekirse, titanyum dövmek, çok dar bir "mükemmelliğe giden yolda" yüksek hızda gitmeye benzer: enerji (ekipman tonajı) yüksek olmalıdır, ancak yol (sıcaklık aralığı) son derece dardır; aracın (iş parçasının) kendisi çatlamaya eğilimlidir ve çevresindeki ortam (oksidasyon, hidrojen emilimi) tuzaklarla doludur. Yüksek-kaliteli dövme titanyum parçaları üretmenin önündeki teknik engellerin son derece yüksek ve maliyetlerin nispeten pahalı olmasının nedeni tam olarak bu zorlu gereksinimlerin artmasıdır.

Titanium forgings Gr7 Titanium-Pd alloy Forged Ring factory