منذ اكتشاف التيتانيوم عام 1790، ظل البشر يستكشفون لمدة قرن من الزمن للحصول على خصائصه الاستثنائية. في عام 1910، أنتج البشر معدن التيتانيوم لأول مرة، ولكن الطريق إلى تطبيق سبائك التيتانيوم كان طويلًا وشاقًا. ولم يتم تحقيق الإنتاج الصناعي أخيرًا إلا بعد مرور 40 عامًا، في عام 1951.
تتميز سبائك التيتانيوم بخصائص القوة النوعية العالية، ومقاومة التآكل، ومقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة التعب. يبلغ وزن سبائك التيتانيوم ذات الحجم نفسه 60% فقط من وزن الفولاذ، ولكنها أقوى من سبائك الفولاذ. نظرًا لخصائصها الجيدة، فقد تم استخدام سبائك التيتانيوم على نطاق واسع بشكل متزايد في الطيران والفضاء ومعدات توليد الطاقة والطاقة النووية والسفن والمواد الكيميائية والمعدات الطبية.
أسباب صعوبة معالجة سبائك التيتانيوم
الخصائص الأربع لسبائك التيتانيوم، مثل الموصلية الحرارية المنخفضة، والتصلب الشديد أثناء العمل، والتقارب العالي مع أدوات القطع والتشوه البلاستيكي الصغير، هي الأسباب الأساسية لصعوبة معالجة سبائك التيتانيوم. مؤشر القطع يعادل 20% فقط من الفولاذ سهل القطع.
الموصلية الحرارية المنخفضة
تبلغ الموصلية الحرارية لسبائك التيتانيوم حوالي 16% فقط من الفولاذ 45#. لا يمكن التخلص من الحرارة في الوقت المناسب أثناء المعالجة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة المحلية لحافة القطع (درجة حرارة الطرف أثناء المعالجة أكثر من مرة واحدة من الفولاذ 45#)، مما يؤدي بسهولة إلى تآكل منتشر للأداة.
تصلب العمل الشديد
ظاهرة تصلب العمل لسبائك التيتانيوم واضحة، وطبقة تصلب السطح أكثر خطورة من طبقة الفولاذ المقاوم للصدأ، مما قد يسبب صعوبات معينة في المعالجة اللاحقة، مثل زيادة الضرر لحدود الأداة.
درجة عالية من التقارب مع الأدوات
التصاق شديد مع كربيد الأسمنت المحتوي على التيتانيوم.
تشوه بلاستيكي صغير
إنه حوالي 1/2 من المعامل المرن للفولاذ 45، وبالتالي فإن الاسترداد المرن كبير والاحتكاك خطير. وفي الوقت نفسه، تكون قطعة العمل أيضًا عرضة لتشوه التثبيت.
نصائح فنية لمعالجة سبائك التيتانيوم
استنادا إلى فهم آلية معالجة سبائك التيتانيوم والخبرة السابقة، فإن نصائح العملية الرئيسية لمعالجة سبائك التيتانيوم هي كما يلي:
(1) استخدم شفرة ذات زاوية هندسية موجبة لتقليل قوة القطع وحرارة القطع وتشوه قطعة العمل.
(2) الحفاظ على تغذية ثابتة لتجنب تصلب قطعة العمل. يجب أن تكون الأداة دائمًا في التغذية أثناء عملية القطع. يجب أن يكون عمق القطع الشعاعي أثناء الطحن 30% من نصف القطر.
(3) استخدم سائل القطع عالي الضغط وعالي التدفق لضمان الاستقرار الحراري لعملية المعالجة ومنع انحطاط السطح وتلف الأداة بسبب درجة الحرارة الزائدة.
(4) حافظ على حافة الشفرة حادة. الأدوات غير الحادة هي سبب تراكم الحرارة والتآكل، مما قد يؤدي بسهولة إلى فشل الأداة.
(5) معالجة سبائك التيتانيوم في أنعم حالاتها قدر الإمكان، لأن معالجة المادة تصبح أكثر صعوبة بعد التصلب. تزيد المعالجة الحرارية من قوة المادة وتزيد من تآكل الشفرة.
(6) استخدم نصف قطر طرف أداة كبير أو شطبًا للقطع ووضع أكبر قدر ممكن من الشفرة في القطع قدر الإمكان. هذا يمكن أن يقلل من قوة القطع والحرارة في كل نقطة ويمنع الضرر المحلي. عند طحن سبائك التيتانيوم، فإن سرعة القطع لها التأثير الأكبر على عمر الأداة بين جميع معلمات القطع، يليها عمق القطع الشعاعي.
قم بحل مشاكل معالجة التيتانيوم من خلال البدء بالشفرة
إن تآكل أخدود الشفرة الذي يحدث عند معالجة سبائك التيتانيوم هو تآكل موضعي في الخلف والأمام على طول اتجاه عمق القطع. غالبًا ما يحدث ذلك بسبب الطبقة المتصلبة التي خلفتها المعالجة السابقة. يعد التفاعل الكيميائي والانتشار بين الأداة ومواد الشغل عند درجة حرارة معالجة تزيد عن 800 درجة أحد أسباب تكوين تآكل الأخدود. لأنه أثناء المعالجة، تتراكم جزيئات التيتانيوم في قطعة العمل أمام الشفرة و"تلحم" بالشفرة تحت ضغط عالٍ ودرجة حرارة عالية لتكوين حافة مدمجة. عندما يتم تقشير الحافة المبنية من الشفرة، تتم إزالة طبقة الكربيد للشفرة. لذلك، تتطلب معالجة سبائك التيتانيوم مواد وهندسة خاصة للشفرة.
هيكل الأداة مناسب لمعالجة التيتانيوم
محور معالجة سبائك التيتانيوم هو الحرارة. يجب رش كمية كبيرة من سائل القطع عالي الضغط على حافة القطع في الوقت المناسب وبطريقة دقيقة لإزالة الحرارة بسرعة. هناك هياكل قطع طحن فريدة من نوعها خصيصًا لمعالجة سبائك التيتانيوم في السوق.
بدءاً من طريقة المعالجة المحددة
تحول
من السهل الحصول على خشونة سطحية جيدة لمنتجات سبائك التيتانيوم عند الدوران، كما أن تصلب العمل ليس خطيرًا، ولكن درجة حرارة القطع مرتفعة وتتآكل الأداة بسرعة. في ضوء هذه الخصائص، يتم اتخاذ التدابير التالية بشكل أساسي فيما يتعلق بالأدوات ومعايير القطع:
مادة الأداة: تم اختيار YG6، وYG8، وYG10HT وفقًا للظروف الحالية للمصنع.
معلمات هندسة الأداة: الزوايا الأمامية والخلفية المناسبة للأداة، وطرف الأداة المستدير.
سرعة قطع منخفضة، معدل تغذية معتدل، عمق قطع عميق، تبريد كافٍ، لا يمكن أن يكون طرف الأداة أعلى من مركز قطعة العمل عند تدوير الدائرة الخارجية، وإلا فمن السهل أن تتعثر. عند الانتهاء من الأجزاء ذات الجدران الرقيقة وتحويلها، يجب أن تكون زاوية الانحراف الرئيسية للأداة كبيرة، بشكل عام من 75 إلى 90 درجة.
طحن
يعد طحن منتجات سبائك التيتانيوم أكثر صعوبة من الخراطة، لأن الطحن عبارة عن قطع متقطع، ومن السهل لصق الرقائق بالشفرة. عندما تقطع أسنان الرقاقة اللاصقة في قطعة العمل مرة أخرى، يتم التخلص من الرقائق اللاصقة وتأخذ قطعة صغيرة من مادة الأداة، وتشكل حافة مكسورة، مما يقلل بشكل كبير من متانة الأداة.
طريقة الطحن: تستخدم بشكل عام الطحن السفلي.
مادة الأداة: فولاذ عالي السرعة M42.
بشكل عام، معالجة سبائك الصلب لا تستخدم الطحن. بسبب تأثير الفجوة بين المسمار الرصاص لأداة الماكينة والجوز، عند الطحن السفلي، يعمل قاطع الطحن على قطعة العمل، وتكون القوة في اتجاه التغذية هي نفس اتجاه التغذية، مما يمكن أن يتسبب بسهولة في قطعة العمل أن تكون الطاولة ذات حركة متقطعة، مما يتسبب في كسر القاطع. بالنسبة للطحن السفلي، ستصطدم أسنان القاطع بالجلد الصلب عندما تبدأ في القطع، مما يتسبب في كسر القاطع. ومع ذلك، نظرًا لأن رقائق الطحن العكسي تكون من الرقيقة إلى السميكة، فإن القاطع يكون عرضة للاحتكاك الجاف بقطعة العمل عند قطعه لأول مرة، مما يؤدي إلى تفاقم التصاق القاطع وتقطيعه. من أجل طحن سبائك التيتانيوم بسلاسة، تجدر الإشارة أيضًا إلى أنه يجب تقليل الزاوية الأمامية وزيادة الزاوية الخلفية مقارنةً بقاطع الطحن القياسي العام. يجب أن تكون سرعة الطحن منخفضة، ويجب استخدام قواطع الطحن ذات الأسنان الحادة قدر الإمكان، ويجب تجنب استخدام قواطع الطحن ذات الأسنان المجرفة.
التنصت
عند النقر على منتجات سبائك التيتانيوم، نظرًا لأن الرقائق صغيرة، فمن السهل لصقها بالشفرة وقطعة العمل، مما يؤدي إلى قيمة خشونة كبيرة وعزم دوران عالي على السطح المُشكَّل. يمكن أن يؤدي الاختيار غير الصحيح والتشغيل غير السليم للصنابير أثناء النقر إلى تصلب العمل، وانخفاض كفاءة المعالجة للغاية، وكسر الصنبور في بعض الأحيان.
من الضروري إعطاء الأولوية لاستخدام الصنبور مع وجود خيط واحد في مكانه. يجب أن يكون عدد الأسنان أقل من عدد الأسنان في الصنبور القياسي، بشكل عام من 2 إلى 3 أسنان. يجب أن تكون زاوية القطع المستدقة كبيرة، ويكون طول الجزء المستدق عمومًا من 3 إلى 4 خيوط. لتسهيل إزالة الرقاقة، يمكن أيضًا وضع زاوية سلبية على الجزء المستدق للقطع. حاول استخدام الصنابير القصيرة لزيادة صلابة الاستدقاق. يجب أن يكون الجزء المستدق العكسي من المستدق أكبر بشكل مناسب من الجزء القياسي لتقليل الاحتكاك بين الصنبور وقطعة العمل.
التوسيع
إن تآكل الأداة ليس خطيرًا عند توسيع سبائك التيتانيوم، ويمكن استخدام كل من مثاقب الفولاذ والكربيد عالية السرعة. عند استخدام مخرطة الكربيد، يجب اعتماد صلابة نظام المعالجة المشابهة للحفر لمنع مخرطة الثقب من التقطيع. المشكلة الرئيسية عند توسيع سبائك التيتانيوم هي أن عملية التوسيع ليست جيدة. يجب تضييق عرض شفرة المخرطة بحجر الزيت لمنع الشفرة من الالتصاق بجدار الثقب، ولكن يجب ضمان القوة الكافية. بشكل عام، عرض الشفرة هو 0.1 إلى 0.15 ملم.
يجب أن يكون الانتقال بين حافة القطع وجزء المعايرة قوسًا سلسًا. بعد التآكل، يجب إصلاحه في الوقت المناسب، ويجب أن يكون حجم قوس كل سن ثابتًا؛ إذا لزم الأمر، يمكن زيادة جزء المعايرة من الاستدقاق الخلفي.
حفر
يعد حفر سبائك التيتانيوم أمرًا صعبًا، وغالبًا ما تحدث ظاهرة حرق وكسر الحفر أثناء المعالجة. ويرجع ذلك أساسًا إلى عدة أسباب مثل سوء طحن لقمة الحفر، وإزالة الرقائق في الوقت المناسب، وضعف التبريد، وضعف صلابة نظام المعالجة. لذلك، في حفر سبائك التيتانيوم، يجب الانتباه إلى طحن مثقاب الحفر بشكل معقول، والزاوية العلوية الكبيرة، وتقليل الزاوية الأمامية للحافة الخارجية، وزيادة الزاوية الخلفية للحافة الخارجية، وينبغي زيادة الاستدقاق الخلفي إلى 2 إلى 3 أضعاف تلك الموجودة في الحفر. مثقاب قياسي. قم بسحب الأداة بشكل متكرر وإزالة الرقائق في الوقت المناسب، مع الانتباه إلى شكل الرقائق ولونها. إذا ظهرت الرقائق ريشية أو تغير لونها أثناء الحفر، فهذا يعني أن لقمة الحفر غير حادة ويجب تغيير الأداة وشحذها في الوقت المناسب.
يجب تثبيت أداة الحفر على طاولة العمل، ويجب أن يكون سطح سكين دليل أداة الحفر قريبًا من سطح المعالجة، وحاول استخدام مثقاب قصير. هناك مشكلة أخرى جديرة بالملاحظة وهي أنه عند اعتماد التغذية اليدوية، يجب ألا تتحرك لقمة الحفر للأمام أو للخلف في الحفرة، وإلا فإن شفرة الحفر سوف تحتك بسطح المعالجة، مما يتسبب في تصلب العمل ويجعل لقمة الحفر غير حادة.
طحن
من المشاكل الشائعة في طحن أجزاء سبائك التيتانيوم أن الرقائق اللاصقة تسبب انسداد عجلة الطحن وحروق سطح الجزء. والسبب هو أن الموصلية الحرارية لسبائك التيتانيوم ضعيفة، مما يسبب ارتفاع درجة الحرارة في منطقة الطحن، بحيث يتم ربط سبائك التيتانيوم والمواد الكاشطة، وتنتشر، وتتفاعل كيميائيًا بقوة. تؤدي الرقائق اللزجة وانسداد عجلة الطحن إلى انخفاض كبير في نسبة الطحن. نتيجة للانتشار والتفاعل الكيميائي، يتم حرق سطح قطعة العمل، مما يؤدي إلى انخفاض قوة الكلال للأجزاء، وهو ما يكون أكثر وضوحًا عند طحن مصبوبات سبائك التيتانيوم.
ولحل هذه المشكلة، التدابير المتخذة هي:
حدد مادة عجلة الطحن المناسبة: كربيد السيليكون الأخضر TL. صلابة عجلة الطحن أقل قليلاً: ZR1.
يجب التحكم في معالجة قطع مواد سبائك التيتانيوم من جوانب مواد الأدوات وسوائل القطع ومعلمات المعالجة لتحسين الكفاءة الشاملة لمعالجة مواد سبائك التيتانيوم.
الفيديو الموصى به تابع حساب فيديو معالجة المعادن وانتبه إلى الوسائط الصناعية بموقف
