لماذا تعد سبائك التيتانيوم مادة صعبة التصنيع؟

 

1. الظواهر الفيزيائية لتصنيع التيتانيوم

قوة القطع لمعالجة سبائك التيتانيوم أعلى قليلاً من قوة الفولاذ بنفس الصلابة. ومع ذلك، فإن الظاهرة الفيزيائية لمعالجة سبائك التيتانيوم أكثر تعقيدًا بكثير من معالجة الفولاذ، مما يجعل معالجة سبائك التيتانيوم تواجه صعوبات هائلة.

الموصلية الحرارية لمعظم سبائك التيتانيوم منخفضة جدًا، فقط 1/7 من الفولاذ و1/16 من الألومنيوم. ولذلك، فإن الحرارة المتولدة عند قطع سبائك التيتانيوم لن يتم نقلها بسرعة إلى قطعة العمل أو إزالتها بواسطة الرقائق. ومع ذلك، فإنها ستتراكم في منطقة القطع، ويمكن أن تصل درجة الحرارة المتولدة إلى 1000 درجة مئوية أو أكثر، مما سيؤدي إلى تآكل حافة القطع للأداة، وتشققها، وتشققها بسرعة. يؤدي تكوين الحافة المبنية والظهور السريع للحافة البالية إلى توليد المزيد من الحرارة في منطقة القطع، مما يؤدي إلى تقصير عمر الأداة.تصنيع التيتانيوم

كما أن درجات الحرارة المرتفعة المتولدة أثناء عملية القطع تدمر أيضًا سلامة سطح أجزاء سبائك التيتانيوم، مما يؤدي إلى انخفاض الدقة الهندسية للأجزاء وتصلب العمل مما يقلل بشدة من قوة الكلال.

قد تكون مرونة سبائك التيتانيوم مفيدة لأداء الأجزاء، ولكن أثناء القطع، يكون التشوه المرن لقطعة العمل سببًا أساسيًا للاهتزاز. يؤدي ضغط القطع إلى تحرك قطعة العمل "المرنة" بعيدًا عن الأداة وارتدادها، وبالتالي يكون الاحتكاك بين الأداة وقطعة العمل أكبر من حركة القطع. كما تولد عملية الاحتكاك حرارة، مما يؤدي إلى تفاقم مشكلة التوصيل الحراري الضعيف لسبائك التيتانيوم.

تكون هذه المشكلة أكثر خطورة عند معالجة الأجزاء ذات الجدران الرقيقة أو ذات الشكل الدائري والتي تتشوه بسهولة. ليس من السهل تصنيع أجزاء سبائك التيتانيوم ذات الجدران الرقيقة بدقة الأبعاد المتوقعة. عندما تقوم الأداة بدفع مادة قطعة العمل بعيدًا، فإن التشوه المحلي للجدار الرقيق يتجاوز النطاق المرن؛ يحدث تشوه البلاستيك، وتزداد قوة المادة وصلابة نقطة القطع بشكل ملحوظ. تصبح المعالجة بسرعة القطع المحددة مسبقًا عالية جدًا، مما يؤدي إلى تآكل حاد للأداة.

"الساخن" هو "الجاني" الذي يجعل من الصعب معالجة سبائك التيتانيوم!

 

2. الدراية التكنولوجية لتصنيع التيتانيوم باستخدام الحاسب الآلي 

بناءً على فهم آلية معالجة سبائك التيتانيوم وإضافة الخبرة، فإن المعرفة العملية الأساسية لمعالجة سبائك التيتانيوم هي كما يلي:

(1) يتم استخدام المدخلات ذات الهندسة الإيجابية لتقليل قوة قطع قطعة العمل، وحرارة القطع، والتشوه.

(2) الحفاظ على تغذية ثابتة لتجنب تصلب قطعة العمل. يجب أن تكون الأداة دائمًا في حالة التغذية أثناء عملية القطع، ويجب أن تكون كمية القطع الشعاعي 30% من نصف القطر أثناء الطحن.

(3) يتم استخدام سائل القطع ذو الضغط العالي والتدفق الكبير لضمان الاستقرار الحراري لعملية المعالجة ومنع انحطاط سطح قطعة العمل وتلف الأداة بسبب درجة الحرارة الزائدة.

(4) حافظ على حافة الشفرة حادة؛ تتسبب الأدوات غير الحادة في تراكم الحرارة وتآكلها، مما يؤدي بسرعة إلى فشل الأداة.

(5) التصنيع في الحالة الأكثر ليونة لسبائك التيتانيوم قدر الإمكان لأن المادة تصبح أكثر تحديًا للآلة بعد التصلب، وتزيد المعالجة الحرارية من قوة المادة وتآكل الإدخال.

(6) استخدم نصف قطر الأنف الكبير أو الشطب لقطع أكبر قدر ممكن من حافة القطع. وهذا يقلل من قوة القطع والحرارة في كل نقطة ويمنع الكسر المحلي. عند طحن سبائك التيتانيوم، من بين معلمات القطع، يكون لسرعة القطع التأثير الأكثر أهمية على عمر الأداة vc، يليها الارتباط الشعاعي (عمق الطحن) ae.

 

3. ابدأ بالشفرة لحل مشكلة معالجة التيتانيوم

إن تآكل أخدود الإدخال أثناء تصنيع سبائك التيتانيوم هو التآكل المحلي للخلف والأمام في اتجاه عمق القطع، والذي يحدث غالبًا بسبب الطبقة الصلبة التي خلفتها المعالجة السابقة. يعد التفاعل الكيميائي وانتشار الأداة ومواد الشغل عند درجة حرارة معالجة تزيد عن 800 درجة مئوية من الأسباب أيضًا لتكوين تآكل الأخدود. لأنه أثناء عملية المعالجة، تتراكم جزيئات التيتانيوم في قطعة العمل في مقدمة الشفرة ويتم "لحامها" بحافة الشفرة تحت ضغط عالٍ ودرجة حرارة عالية، مما يشكل حافة مدمجة. عندما تتقشر الحافة المبنية من حافة القطع، فإنها تزيل طبقة الكربيد من المدخل، لذلك تتطلب معالجة التيتانيوم مواد إدراج وأشكال هندسية فريدة.ج-التصنيع الدقيق المخصص

 

4. هيكل الأداة مناسب لتصنيع التيتانيوم

تركز معالجة سبائك التيتانيوم على الحرارة، ويجب رش كمية كبيرة من سائل القطع عالي الضغط على حافة القطع بسرعة ودقة لإزالة الحرارة بسرعة. توجد تكوينات فريدة لقواطع الطحن خصيصًا لتصنيع التيتانيوم.