8 نکته برای ماشینکاری آلیاژهای تیتانیوم

از آلیاژهای تیتانیومی در کجا استفاده می‌شود؟

قبلاً آلیاژهای تیتانیومی به طور اختصاصی در صنعت هوافضا برای قطعاتی که به ترکیبی از بارهای دینامیکی بالا و دماهای عملیاتی بالا افتاده اند، استفاده می‌شدند. اما اکنون آلیاژهای تیتانیومی به عنوان یک ماده اصلی، در بسیاری از برنامه‌ها مانند جواهرات، تجهیزات ورزشی، ابزارهای جراحی، قطعات موتورسپرت و سایر محصولات با عملکرد بالا استفاده می‌شوند.

ویژگی‌های آلیاژهای تیتانیومی چیست؟

آلیاژهای تیتانیومی به خاطر دمای ذوب بالا، مقاومت بالا و خاصیت کم‌چگالی آن‌ها شناخته شده‌اند که باعث می‌شود موادی با دستگاه برش پیچیده باشند. دلایل اصلی شامل:

• هادی حرارتی پایین – هادی حرارتی پایین آن‌ها دماها را در لبه برش ابزار افزایش می‌دهد که باعث سریع فرسایش ابزار برشی می‌شود و می‌تواند تغییر شکل پلاستیکی در لبه برش ایجاد کند.

• واکنش شیمیایی – واکنش شیمیایی بالای آن‌ها منجر به تعامل شیمیایی با ابزار برش می‌شود و فرسایش کراتر مشکل معمولی است.

• سختی تنشی – چالش دیگر در هنگام تراشکاری آلیاژهای تیتانیومی این است که آن‌ها سخت می‌شوند، سطح سختی در هنگام تراشکاری شکل می‌دهند که باعث فرسایش ناچیز در خط عمق برش می‌شود.

• سختی حرارتی – در نهایت، مدول الاستیسیته پایین آلیاژهای تیتانیومی و مقاومت بالا در دماهای بالا تراشکاری آن‌ها را دچار مشکل می‌کند.

نکات برتر هنگام تراشکاری آلیاژهای تیتانیومی:

1. به دلیل هدایت و رسانایی حرارتی بسیار پایین، استفاده از امولسیون فشار بالا توصیه می‌شود.

۲. سرعت برش بستگی به استراتژی دارد اما معمولاً نسبتاً پایین است و از ۵۰ متر بر دقیقه (سنتی) تا ۱۵۰ متر بر دقیقه (سرعت بالا یا تراشکاری پیشرفته) متغیر است.

۳. هندسه مثبت با لبه‌های برشی مقاوم بسیار توصیه می‌شود به دلیل انعطاف پذیری مواد و واکنش شیمیایی بالا. پوشش‌های PVD AlTiN و AlCrN هر دو مناسب برای برنامه‌های تیتانیومی هستند و در این زمینه موفقیت آمیز بوده‌اند.

۴. از بزرگترین شعاع لبه (nose) ممکن استفاده کنید زیرا این ویژگی از ابزار فشار برش و حرارت تولید شده در فرآیند برش را به قسمت بزرگتری از وارد کننده پخش می‌کند، فرسایش نقطه‌ای را کاهش می‌دهد و عمر ابزار را افزایش می‌دهد.

۵. هنگامی که در دستگاه های قدیمی فرزکاری انجام می دهید، عرض برش را تا حداکثر 30% از قطر ابزار نگه دارید تا تولید حرارت و فرسایش ابزار کنترل شود.

۶. در هنگام خشن‌کاری در برنامه‌های فرزکاری، زمانی که بار برداری زیاد باشد به طور کلی دستگاه‌های با تورک بالا توصیه می‌شوند.

۷. اطمینان حاصل کنید که دماهای بالایی در منطقه برش (بیش از ۶۰۰ درجه سانتیگراد) تولید نشود زیرا این باعث “پوسته آلفا” روی سطح مواد می‌شود و ممکن است باعث کوتاه شدن و آسیب دیدن قطعه کار بشود. فقط هنگام استفاده از سیال خنک کننده فشار بالا، با سرعت برشی بالا ماشینکاری را انجام دهید.

۸. در هنگام تراشکاری در دستگاه‌های جدیدتر، از استراتژی‌های پیشرفته تراشکاری پویا و فرزکاری پویا (دینامیک) استفاده کنید تا حرارت تولید شده و فرسایش ابزار را کمینه کنید.

این مقاله از شرکت سکو سوئد ترجمه شده است.