เคล็ดลับสำหรับการแปรรูปวัสดุโลหะผสมไทเทเนียม

ก่อนที่ลูกค้าบางรายจะปรึกษาเกี่ยวกับโลหะผสมไทเทเนียม และพวกเขาคิดว่าการประมวลผลโลหะผสมไทเทเนียมนั้นเป็นปัญหาอย่างยิ่งตอนนี้ เพื่อนร่วมงานจากแผนกเทคโนโลยี RSM จะแบ่งปันกับคุณว่าทำไมเราถึงคิดว่าโลหะผสมไทเทเนียมเป็นวัสดุที่แปรรูปได้ยากเนื่องจากขาดความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับกลไกและปรากฏการณ์การประมวลผล

　　1. ปรากฏการณ์ทางกายภาพของการแปรรูปไทเทเนียม

แรงตัดของโลหะผสมไทเทเนียมนั้นสูงกว่าเหล็กที่มีความแข็งเท่ากันเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่ปรากฏการณ์ทางกายภาพของการแปรรูปโลหะผสมไทเทเนียมนั้นซับซ้อนกว่าการแปรรูปเหล็กมาก ซึ่งทำให้การประมวลผลโลหะผสมไทเทเนียมเผชิญกับความยากลำบากอย่างมาก

ค่าการนำความร้อนของโลหะผสมไททาเนียมส่วนใหญ่ต่ำมาก เพียง 1/7 ของเหล็กและ 1/16 ของอะลูมิเนียมดังนั้นความร้อนที่เกิดขึ้นในกระบวนการตัดโลหะผสมไททาเนียมจะไม่ถูกถ่ายโอนไปยังชิ้นงานอย่างรวดเร็วหรือถูกชิปออกไป แต่จะกระจุกตัวอยู่ในพื้นที่ตัด และอุณหภูมิที่สร้างขึ้นอาจสูงถึง 1,000 ℃ หรือสูงกว่า เพื่อให้คมตัดของเครื่องมือสามารถสึกหรอ แตกร้าว และสร้างเนื้องอกสะสมของเศษได้อย่างรวดเร็วคมตัดที่สึกหรออย่างรวดเร็วยังทำให้เกิดความร้อนในบริเวณการตัดมากขึ้น ส่งผลให้อายุการใช้งานของเครื่องมือสั้นลงอีก

อุณหภูมิสูงที่เกิดขึ้นในกระบวนการตัดยังทำลายความสมบูรณ์ของพื้นผิวของชิ้นส่วนโลหะผสมไททาเนียม ส่งผลให้ความแม่นยำทางเรขาคณิตของชิ้นส่วนลดลง และปรากฏการณ์การแข็งตัวของงานซึ่งลดความแข็งแรงเมื่อยล้าลงอย่างมาก

ความยืดหยุ่นของโลหะผสมไททาเนียมอาจเป็นประโยชน์ต่อประสิทธิภาพของชิ้นส่วน แต่ในกระบวนการตัด การเปลี่ยนรูปยืดหยุ่นของชิ้นงานเป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนแรงกดในการตัดทำให้ชิ้นงาน "ยืดหยุ่น" แยกออกจากเครื่องมือและเด้งกลับ เพื่อให้แรงเสียดทานระหว่างเครื่องมือกับชิ้นงานมีมากกว่าผลการตัดกระบวนการเสียดสียังก่อให้เกิดความร้อน ซึ่งทำให้ค่าการนำความร้อนของโลหะผสมไทเทเนียมแย่ลง

ปัญหานี้รุนแรงมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อตัดเฉือนชิ้นส่วนที่มีผนังบางหรือรูปทรงวงแหวนที่เสียรูปได้ง่ายไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะตัดเฉือนชิ้นส่วนโลหะผสมไทเทเนียมที่มีผนังบางให้ได้ความแม่นยำของขนาดตามที่คาดหวังเนื่องจากเครื่องมือผลักวัสดุชิ้นงานออกไป การเสียรูปเฉพาะจุดของผนังบางจึงเกินช่วงยืดหยุ่น และการเสียรูปพลาสติกเกิดขึ้น และความแข็งแรงและความแข็งของวัสดุที่จุดตัดเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในเวลานี้ ความเร็วตัดที่กำหนดแต่เดิมจะสูงเกินไป ส่งผลให้เครื่องมือสึกหรอมากขึ้น

“ความร้อน” คือ “ต้นเหตุ” ของโลหะผสมไทเทเนียมที่แปรรูปได้ยาก!

　　2. เคล็ดลับกระบวนการสำหรับการแปรรูปโลหะผสมไทเทเนียม

บนพื้นฐานของความเข้าใจกลไกการประมวลผลของโลหะผสมไทเทเนียม รวมกับประสบการณ์ก่อนหน้านี้ ความรู้ทางเทคโนโลยีหลักสำหรับการแปรรูปโลหะผสมไทเทเนียมมีดังนี้:

(1) ใช้ใบมีดที่มีรูปทรงมุมบวกเพื่อลดแรงตัด ความร้อนในการตัด และการเสียรูปของชิ้นงาน

(2) รักษาการป้อนที่มั่นคงเพื่อหลีกเลี่ยงการแข็งตัวของชิ้นงานเครื่องมือจะต้องอยู่ในสถานะป้อนเสมอในระหว่างกระบวนการตัดจำนวนการตัดในแนวรัศมี ae ระหว่างการกัดจะต้องเท่ากับ 30% ของรัศมี

(3) ใช้ของเหลวตัดแรงดันสูงและการไหลขนาดใหญ่เพื่อให้มั่นใจถึงเสถียรภาพทางความร้อนของกระบวนการตัดเฉือน และหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพของพื้นผิวของชิ้นงานและความเสียหายของเครื่องมือเนื่องจากอุณหภูมิที่มากเกินไป

(4) รักษาใบมีดให้คมเครื่องมือทื่อเป็นสาเหตุของการสะสมความร้อนและการสึกหรอ ซึ่งทำให้เครื่องมือเสียหายได้ง่าย

(5) เท่าที่เป็นไปได้ ควรแปรรูปโลหะผสมไทเทเนียมในสถานะอ่อนเนื่องจากวัสดุจะแปรรูปได้ยากขึ้นหลังจากการชุบแข็ง การอบชุบด้วยความร้อนจึงช่วยเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุและเพิ่มการสึกหรอของใบมีด

(6) ใช้รัศมีส่วนโค้งของปลายเครื่องมือขนาดใหญ่หรือการลบมุมในการตัด และใส่ใบมีดลงในการตัดให้ได้มากที่สุดซึ่งสามารถลดแรงตัดและความร้อนในแต่ละจุด และหลีกเลี่ยงความเสียหายเฉพาะที่เมื่อกัดไทเทเนียมอัลลอยด์ ความเร็วตัดจะมีอิทธิพลอย่างมากต่ออายุการใช้งานเครื่องมือ vc ตามด้วยการตัดในแนวรัศมี (ความลึกในการกัด) ae

　　3. จัดการกับปัญหาการประมวลผลไทเทเนียมจากใบมีด

การสึกหรอของร่องของใบมีดในระหว่างการประมวลผลโลหะผสมไททาเนียมคือการสึกหรอเฉพาะที่ด้านหลังและด้านหน้าตลอดความลึกของการตัด ซึ่งมักเกิดจากชั้นชุบแข็งที่เหลือจากการประมวลผลครั้งก่อนปฏิกิริยาทางเคมีและการแพร่กระจายของเครื่องมือและวัสดุชิ้นงานที่อุณหภูมิการประมวลผลมากกว่า 800 ℃ ก็เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดการสึกหรอของร่องเช่นกันเนื่องจากโมเลกุลไทเทเนียมของชิ้นงานสะสมอยู่ด้านหน้าใบมีดในระหว่างการประมวลผล โมเลกุลไทเทเนียมจึงถูก “เชื่อม” เข้ากับใบมีดภายใต้แรงดันสูงและอุณหภูมิสูง ทำให้เกิดเนื้องอกที่ก่อตัวเป็นชิปเมื่อเศษที่สะสมอยู่หลุดออกจากใบมีด การเคลือบซีเมนต์คาร์ไบด์ของใบมีดก็จะถูกนำออกไปดังนั้นการประมวลผลโลหะผสมไทเทเนียมจึงต้องใช้วัสดุใบมีดพิเศษและรูปทรงเรขาคณิต