منذ اكتشاف التيتانيوم عام 1790، ظل البشر يستكشفون خصائصه الاستثنائية لأكثر من قرن. في عام 1910، تم إنتاج معدن التيتانيوم لأول مرة، ولكن الرحلة نحو استخدام سبائك التيتانيوم كانت طويلة ومليئة بالتحديات. لم يكن حتى عام 1951 أن أصبح الإنتاج الصناعي حقيقة واقعة.
تُعرف سبائك التيتانيوم بقوتها النوعية العالية، ومقاومتها للتآكل، ومقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة التعب. إنها تزن 60% فقط من وزن الفولاذ بنفس الحجم ولكنها أقوى من سبائك الفولاذ. بسبب هذه الخصائص الممتازة، يتم استخدام سبائك التيتانيوم بشكل متزايد في مختلف المجالات، بما في ذلك الطيران والفضاء وتوليد الطاقة والطاقة النووية والشحن والمواد الكيميائية والمعدات الطبية.
أسباب صعوبة معالجة سبائك التيتانيوم
الخصائص الأربع الرئيسية لسبائك التيتانيوم - الموصلية الحرارية المنخفضة، والتصلب الكبير في العمل، والتقارب العالي لأدوات القطع، والتشوه البلاستيكي المحدود - هي الأسباب الرئيسية التي تجعل معالجة هذه المواد صعبة. أداء القطع الخاص بها يبلغ حوالي 20% فقط من أداء الفولاذ سهل القطع.
الموصلية الحرارية المنخفضة
تتمتع سبائك التيتانيوم بموصلية حرارية تبلغ حوالي 16٪ فقط من الفولاذ 45#. تؤدي هذه القدرة المحدودة على توصيل الحرارة أثناء المعالجة إلى ارتفاع كبير في درجة الحرارة عند حافة القطع؛ في الواقع، درجة حرارة الطرف أثناء المعالجة يمكن أن تتجاوز درجة حرارة الفولاذ 45# بأكثر من 100%. تؤدي درجة الحرارة المرتفعة هذه بسهولة إلى تآكل منتشر لأداة القطع.
تصلب العمل الشديد
تُظهر سبائك التيتانيوم ظاهرة تصلب عمل كبيرة، مما يؤدي إلى طبقة تصلب سطحية أكثر وضوحًا مقارنة بالفولاذ المقاوم للصدأ. يمكن أن يؤدي هذا إلى تحديات في المعالجة اللاحقة، مثل زيادة تآكل الأدوات.
درجة عالية من التقارب مع أدوات القطع
التصاق شديد مع كربيد الأسمنت المحتوي على التيتانيوم.
تشوه بلاستيكي صغير
يبلغ معامل المرونة للفولاذ 45 النصف تقريبًا، مما يؤدي إلى انتعاش مرن كبير واحتكاك شديد. بالإضافة إلى ذلك، فإن قطعة العمل تكون عرضة لتشوه التثبيت.
النصائح التكنولوجية لتصنيع سبائك التيتانيوم
بناءً على فهمنا لآليات تصنيع سبائك التيتانيوم والتجارب السابقة، إليك التوصيات التكنولوجية الرئيسية لمعالجة هذه المواد:
- استخدم الشفرات ذات الزاوية الهندسية الإيجابية لتقليل قوى القطع وتقليل حرارة القطع وتقليل تشوه قطعة العمل.
- الحفاظ على معدل تغذية ثابت لمنع تصلب قطعة العمل. يجب أن تكون الأداة دائمًا في التغذية أثناء عملية القطع. بالنسبة للطحن، يجب أن يكون عمق القطع الشعاعي (ae) 30% من نصف قطر الأداة.
- استخدام سوائل القطع ذات الضغط العالي والتدفق العالي لضمان الاستقرار الحراري أثناء التصنيع، ومنع انحطاط السطح وتلف الأدوات بسبب درجات الحرارة المفرطة.
- حافظ على حافة الشفرة حادة. يمكن أن تؤدي الأدوات الباهتة إلى تراكم الحرارة وزيادة التآكل، مما يزيد بشكل كبير من خطر فشل الأداة.
- تصنيع سبائك التيتانيوم في أنعم حالاتها كلما أمكن ذلك.معالجة التصنيع باستخدام الحاسب الآلييصبح أكثر صعوبة بعد التصلب، لأن المعالجة الحرارية تزيد من قوة المادة وتسرع من تآكل الشفرة.
- استخدم نصف قطر طرفي كبير أو شطبًا عند القطع لزيادة مساحة التلامس للشفرة. يمكن لهذه الإستراتيجية أن تقلل من قوى القطع والحرارة عند كل نقطة، مما يساعد على منع الكسر المحلي. عند طحن سبائك التيتانيوم، فإن سرعة القطع لها التأثير الأكبر على عمر الأداة، يليها عمق القطع الشعاعي.
قم بحل مشاكل معالجة التيتانيوم من خلال البدء بالشفرة.
إن تآكل أخدود الشفرة الذي يحدث أثناء معالجة سبائك التيتانيوم هو تآكل موضعي يحدث على طول الجزء الخلفي والأمامي للشفرة، وفقًا لاتجاه عمق القطع. غالبًا ما يحدث هذا التآكل بسبب وجود طبقة صلبة متبقية من عمليات التصنيع السابقة. بالإضافة إلى ذلك، عند درجات حرارة المعالجة التي تتجاوز 800 درجة مئوية، تساهم التفاعلات الكيميائية والانتشار بين الأداة ومواد قطعة العمل في تكوين تآكل الأخدود.
أثناء المعالجة، يمكن أن تتراكم جزيئات التيتانيوم من قطعة العمل أمام الشفرة بسبب الضغط العالي ودرجة الحرارة، مما يؤدي إلى ظاهرة تعرف باسم الحافة المبنية. عندما تنفصل هذه الحافة المبنية عن الشفرة، يمكنها إزالة طلاء الكربيد الموجود على الشفرة. ونتيجة لذلك، فإن معالجة سبائك التيتانيوم تتطلب استخدام مواد وأشكال هندسية متخصصة للشفرات.
هيكل الأداة مناسب لمعالجة التيتانيوم
تدور معالجة سبائك التيتانيوم في المقام الأول حول إدارة الحرارة. لتبديد الحرارة بشكل فعال، يجب وضع كمية كبيرة من سائل القطع عالي الضغط بدقة وسرعة على حافة القطع. بالإضافة إلى ذلك، تتوفر تصميمات قطع طحن متخصصة مصممة خصيصًا لمعالجة سبائك التيتانيوم.
بدءاً من طريقة المعالجة المحددة
تحول
يمكن لمنتجات سبائك التيتانيوم أن تحقق خشونة سطحية جيدة أثناء الدوران، كما أن تصلب العمل ليس شديدًا. ومع ذلك، فإن درجة حرارة القطع مرتفعة، مما يؤدي إلى تآكل الأداة بسرعة. لمعالجة هذه الخصائص، نركز في المقام الأول على التدابير التالية فيما يتعلق بالأدوات ومعايير القطع:
مواد الأداة:بناءً على ظروف المصنع الحالية، يتم اختيار مواد الأدوات YG6 وYG8 وYG10HT.
معلمات هندسة الأداة:الزوايا الأمامية والخلفية للأداة المناسبة، وتقريب تلميحات الأدوات.
عند تدوير الدائرة الخارجية، من المهم الحفاظ على سرعة قطع منخفضة، ومعدل تغذية معتدل، وعمق قطع أعمق، وتبريد مناسب. لا ينبغي أن يكون طرف الأداة أعلى من منتصف قطعة العمل، لأن ذلك قد يؤدي إلى التصاقها. بالإضافة إلى ذلك، عند الانتهاء من الأجزاء ذات الجدران الرقيقة وتدويرها، يجب أن تكون زاوية الانحراف الرئيسية للأداة عمومًا بين 75 و90 درجة.
طحن
يعد طحن منتجات سبائك التيتانيوم أكثر صعوبة من الخراطة، لأن الطحن عبارة عن قطع متقطع، ومن السهل لصق الرقائق بالشفرة. عندما يتم قطع الأسنان اللاصقة في قطعة العمل مرة أخرى، يتم إزالة الرقائق اللاصقة ويتم إزالة قطعة صغيرة من مادة الأداة، مما يؤدي إلى التقطيع، مما يقلل بشكل كبير من متانة الأداة.
طريقة الطحن:عموما استخدام أسفل الطحن.
مادة الأداة:فولاذ عالي السرعة M42.
لا يتم استخدام الطحن السفلي عادةً لمعالجة سبائك الفولاذ. ويرجع ذلك أساسًا إلى تأثير الفجوة بين المسمار الرئيسي للأداة الآلية والجوز. أثناء الطحن السفلي، أثناء تعشيق قاطع الطحن مع قطعة العمل، تتم محاذاة قوة المكون في اتجاه التغذية مع اتجاه التغذية نفسه. يمكن أن تؤدي هذه المحاذاة إلى حركة متقطعة لطاولة قطعة العمل، مما يزيد من خطر كسر الأداة.
بالإضافة إلى ذلك، أثناء الطحن السفلي، تواجه أسنان القطع طبقة صلبة عند حافة القطع، مما قد يؤدي إلى تلف الأداة. في الطحن العكسي، تنتقل الرقائق من الرقيقة إلى السميكة، مما يجعل مرحلة القطع الأولية عرضة للاحتكاك الجاف بين الأداة وقطعة العمل. قد يؤدي ذلك إلى تفاقم التصاق الرقاقة وتقطيع الأداة.
لتحقيق طحن أكثر سلاسة لسبائك التيتانيوم، يجب أن تؤخذ عدة اعتبارات في الاعتبار: تقليل الزاوية الأمامية وزيادة الزاوية الخلفية مقارنة بقواطع الطحن القياسية. يُنصح باستخدام سرعات طحن أقل واختيار قواطع الطحن ذات الأسنان الحادة مع تجنب قواطع الطحن ذات الأسنان المجرفة.
التنصت
عند النقر على منتجات سبائك التيتانيوم، يمكن أن تلتصق الرقائق الصغيرة بسهولة بالشفرة وقطعة العمل. وهذا يؤدي إلى زيادة خشونة السطح وعزم الدوران. يمكن أن يؤدي الاختيار والاستخدام غير المناسبين للصنابير إلى تصلب العمل، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة المعالجة للغاية، ويؤدي أحيانًا إلى كسر الصنبور.
لتحسين النقر، يُنصح بتحديد الأولويات باستخدام نقرة واحدة تم تخطيها في مكانها. يجب أن يكون عدد الأسنان في الصنبور أقل من عدد الأسنان في الصنبور القياسي، وعادة ما يكون حوالي 2 إلى 3 أسنان. يُفضل استخدام زاوية قطع مستدقة أكبر، حيث يبلغ قياس القسم المستدق بشكل عام من 3 إلى 4 أطوال للخيوط. للمساعدة في إزالة الرقائق، يمكن أيضًا وضع زاوية ميل سلبية على مستدق القطع. يمكن أن يؤدي استخدام الصنابير الأقصر إلى تعزيز صلابة الاستدقاق. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون الاستدقاق العكسي أكبر قليلاً من المعيار لتقليل الاحتكاك بين الاستدقاق وقطعة الشغل.
التوسيع
عند توسيع سبائك التيتانيوم، لا يكون تآكل الأداة شديدًا بشكل عام، مما يسمح باستخدام كل من مثاقب الفولاذ والكربيد عالية السرعة. عند استخدام موسعات كربيد، من الضروري التأكد من صلابة نظام المعالجة، على غرار تلك المستخدمة في الحفر، لمنع تقطيع مخرطة الثقب.
التحدي الرئيسي في توسيع ثقوب سبائك التيتانيوم هو تحقيق تشطيب سلس. لتجنب التصاق الشفرة بجدار الثقب، يجب تضييق عرض شفرة المثقاب بعناية باستخدام حجر الزيت مع ضمان القوة الكافية. عادةً، يجب أن يتراوح عرض الشفرة بين 0.1 مم و0.15 مم.
يجب أن يتميز الانتقال بين حافة القطع وقسم المعايرة بقوس سلس. تعتبر الصيانة المنتظمة ضرورية بعد حدوث التآكل، مما يضمن بقاء حجم القوس لكل سن ثابتًا. إذا لزم الأمر، يمكن توسيع قسم المعايرة للحصول على أداء أفضل.
حفر
يمثل حفر سبائك التيتانيوم تحديات كبيرة، وغالبًا ما يتسبب في حرق لقم الثقب أو كسرها أثناء المعالجة. وينتج هذا في المقام الأول عن مشكلات مثل طحن لقمة الحفر بشكل غير مناسب، وإزالة الرقائق غير الكافية، والتبريد غير الكافي، وضعف صلابة النظام.
لحفر سبائك التيتانيوم بشكل فعال، من الضروري التركيز على العوامل التالية: ضمان الطحن المناسب لقمة الحفر، واستخدام زاوية علوية أكبر، وتقليل الزاوية الأمامية للحافة الخارجية، وزيادة الزاوية الخلفية للحافة الخارجية، وضبط الاستدقاق الخلفي ليكون مناسبًا. 2 إلى 3 مرات من مثقاب الحفر القياسي. من المهم سحب الأداة بشكل متكرر لإزالة الرقائق على الفور، مع مراقبة شكل ولون الرقائق أيضًا. إذا بدت الرقائق ريشية أو إذا تغير لونها أثناء الحفر، فهذا يشير إلى أن لقمة الحفر أصبحت غير حادة ويجب استبدالها أو شحذها.
بالإضافة إلى ذلك، يجب تثبيت أداة الحفر بشكل آمن على طاولة العمل، مع وضع شفرة التوجيه بالقرب من سطح المعالجة. يُنصح باستخدام مثقاب قصير كلما أمكن ذلك. عند استخدام التغذية اليدوية، يجب توخي الحذر حتى لا تقدم أو تتراجع لقمة الحفر داخل الحفرة. قد يؤدي القيام بذلك إلى احتكاك شفرة الحفر بسطح المعالجة، مما يؤدي إلى تصلب العمل وتبليد لقمة الحفر.
طحن
المشكلات الشائعة التي تمت مواجهتها عند الطحنأجزاء سبائك التيتانيوم باستخدام الحاسب الآليتشمل انسداد عجلة الطحن بسبب الرقائق العالقة والحروق السطحية على الأجزاء. يحدث هذا لأن سبائك التيتانيوم لديها موصلية حرارية ضعيفة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة في منطقة الطحن. وهذا بدوره يؤدي إلى الترابط والانتشار والتفاعلات الكيميائية القوية بين سبائك التيتانيوم والمواد الكاشطة.
إن وجود الرقائق اللزجة وعجلات الطحن المسدودة يقلل بشكل كبير من نسبة الطحن. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي الانتشار والتفاعلات الكيميائية إلى حروق سطحية على قطعة العمل، مما يؤدي في النهاية إلى تقليل قوة الكلال للجزء. تظهر هذه المشكلة بشكل خاص عند طحن سبائك التيتانيوم.
ولحل هذه المشكلة، التدابير المتخذة هي:
اختر مادة عجلة الطحن المناسبة: كربيد السيليكون الأخضر TL. صلابة عجلة الطحن أقل قليلاً: ZR1.
يجب التحكم في قطع مواد سبائك التيتانيوم من خلال مواد الأدوات وسوائل القطع ومعلمات المعالجة لتعزيز كفاءة المعالجة الشاملة.
إذا كنت تريد معرفة المزيد أو الاستفسار، فلا تتردد في الاتصالinfo@anebon.com
حار بيع: مصنع في الصين المنتجةمكونات تحول CNCوCNC الصغيرةمكونات الطحن.
تركز Anebon على التوسع في السوق الدولية وأنشأت قاعدة عملاء قوية في الدول الأوروبية والولايات المتحدة الأمريكية والشرق الأوسط وأفريقيا. تعطي الشركة الأولوية للجودة كأساس لها وتضمن الخدمة الممتازة لتلبية احتياجات جميع العملاء.
وقت النشر: 29 أكتوبر 2024