لماذا تعد سبائك التيتانيوم مادة صعبة التصنيع؟

لماذا نعتقد أن سبائك التيتانيوم مادة صعبة التصنيع؟ بسبب عدم الفهم العميق لآلية معالجتها وظاهرتها.

1. الظواهر الفيزيائية لتصنيع التيتانيوم

قوة القطع لمعالجة سبائك التيتانيوم أعلى قليلاً فقط من قوة الفولاذ بنفس الصلابة، لكن الظاهرة الفيزيائية لمعالجة سبائك التيتانيوم أكثر تعقيدًا بكثير من معالجة الفولاذ، مما يجعل معالجة سبائك التيتانيوم تواجه صعوبات كبيرة.

الموصلية الحرارية لمعظم سبائك التيتانيوم منخفضة جدًا، فقط 1/7 من الفولاذ و1/16 من الألومنيوم. ولذلك، فإن الحرارة المتولدة في عملية قطع سبائك التيتانيوم لن يتم نقلها بسرعة إلى قطعة العمل أو إزالتها بواسطة الرقائق، ولكن سيتم تجميعها في منطقة القطع، ويمكن أن تصل درجة الحرارة المتولدة إلى 1000 درجة مئوية، مما يسبب طليعة الأداة تتآكل وتتشقق وتموت بسرعة. يؤدي تراكم الحواف، والظهور السريع للحواف البالية، إلى توليد المزيد من الحرارة في منطقة القطع، مما يؤدي إلى تقصير عمر الأداة.

كما أن درجة الحرارة المرتفعة المتولدة أثناء عملية القطع تدمر أيضًا سلامة سطح أجزاء سبائك التيتانيوم، مما يؤدي إلى انخفاض في الدقة الهندسية للجزء وظاهرة تصلب العمل التي تقلل بشكل خطير من قوة الكلال.

يمكن أن تكون مرونة سبائك التيتانيوم مفيدة لأداء الأجزاء، ولكن أثناء القطع، يكون التشوه المرن لقطعة العمل سببًا مهمًا للاهتزاز. يؤدي ضغط القطع إلى مغادرة قطعة العمل "المرنة" للأداة والارتداد، بحيث 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.

تصبح هذه المشكلة أكثر خطورة عند معالجة الأجزاء ذات الجدران الرقيقة أو ذات الشكل الدائري والتي يمكن تشويهها بسهولة. إنها ليست مهمة سهلة معالجة الأجزاء ذات الجدران الرقيقة من سبائك التيتانيوم بالدقة الأبعاد المتوقعة. لأنه عندما يتم دفع مادة الشغل بعيدًا بواسطة الأداة، فإن التشوه المحلي للجدار الرقيق قد تجاوز النطاق المرن لإنتاج تشوه بلاستيكي، وتزداد قوة المادة وصلابتها عند نقطة القطع بشكل كبير. في هذا الوقت، تصبح سرعة القطع المحددة في الأصل عالية جدًا، مما يؤدي أيضًا إلى تآكل حاد للأداة.

"الحرارة" هي "السبب" في صعوبة معالجة سبائك التيتانيوم!

2. الدراية التكنولوجية لمعالجة سبائك التيتانيوم

على أساس فهم آلية معالجة سبائك التيتانيوم، إلى جانب الخبرة السابقة، فإن المعرفة العملية الرئيسية لمعالجة سبائك التيتانيوم هي كما يلي:

(1) تُدرج بهندسة زاوية موجبة لتقليل قوة القطع وقطع الحرارة وتشوه قطعة العمل.

(2) حافظ على تغذية ثابتة لتجنب تصلب قطعة العمل. يجب أن تكون الأداة دائمًا في حالة التغذية أثناء عملية القطع. يجب 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 سطح قطعة العمل من الانحطاط وتلف الأداة بسبب درجة الحرارة الزائدة.

(4) حافظ على حافة القطع للشفرة حادة، فالسكاكين غير الحادة هي سبب تراكم الحرارة والتآكل، مما قد يؤدي بسهولة إلى فشل السكاكين.

(5) المعالجة في أنعم حالة من سبائك التيتانيوم قدر الإمكان، نظرًا لأن معالجة المادة تصبح أكثر صعوبة بعد التصلب، فإن المعالجة الحرارية تعمل على تحسين قوة المادة وزيادة تآكل الشفرة.

(6) استخدم نصف قطر الأنف الكبير أو الشطب لقطع أكبر قدر ممكن من حافة القطع. هذا يمكن أن يقلل من قوة القطع والحرارة عند كل نقطة ويمنع الكسر المحلي. عند طحن سبائك التيتانيوم، من بين معلمات القطع، يكون لسرعة القطع التأثير الأكبر على عمر الأداة vc، تليها كمية القطع الشعاعية (عمق الطحن) ae.

تتميز أدوات Xinfa CNC بخصائص الجودة الجيدة والسعر المنخفض. لمزيد من التفاصيل، يرجى زيارة:
مصنعو أدوات CNC - مصنع وموردو أدوات CNC في الصين (xinfatools.com)

3. حل مشاكل معالجة التيتانيوم بدءاً من الشفرة

إن تآكل أخدود الشفرة الذي يحدث أثناء معالجة سبائك التيتانيوم هو التآكل المحلي للخلف والأمام على طول عمق اتجاه القطع، والذي يحدث غالبًا بسبب الطبقة الصلبة التي خلفتها المعالجة السابقة. يعد التفاعل الكيميائي والانتشار بين الأداة ومواد الشغل عند درجة حرارة معالجة تتجاوز 800 درجة مئوية أحد أسباب تكوين تآكل الأخدود. لأنه أثناء المعالجة، تتراكم جزيئات التيتانيوم في قطعة العمل في مقدمة الشفرة، ويتم "لحمها" بالشفرة تحت ضغط عالٍ ودرجة حرارة عالية، وتشكل حافة مبنية. عندما تتقشر الحافة المبنية بعيدًا عن حافة القطع، فإنها تزيل طبقة الكربيد الخاصة بالمدخل، لذلك تتطلب معالجة التيتانيوم مواد إدراج وأشكال هندسية خاصة.

4. هيكل الأداة مناسب لتصنيع 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 فريدة من نوعها لقواطع الطحن المستخدمة خصيصًا لمعالجة سبائك التيتانيوم في السوق.