پردازش آلیاژ تیتانیوم نحوه انتخاب مواد ابزار آلیاژ دشوار است

آلیاژ تیتانیوم برای پردازش نحوه انتخاب مواد ابزار آلیاژ دشوار است، انتخاب فرآیند برش آلیاژ تیتانیوم از ویژگی های مواد ابزار دقیق Shuo در صنعت تولید، اغلب با پردازش مواد آلیاژ تیتانیوم مواجه می شود و به دلیل ویژگی های تیتانیوم پردازش آن بسیار دشوار است.در مقایسه با فلزات معمولی، آلیاژهای تیتانیوم دارای استحکام، چقرمگی، شکل پذیری و مقاومت در برابر اکسیداسیون و مقاومت در برابر خوردگی بهتری هستند.این امر باعث می شود که آلیاژهای تیتانیوم به طور گسترده در هوافضا، خودروسازی، تجهیزات شیمیایی و پزشکی و سایر زمینه ها استفاده شود.پوشش ابزار آلیاژ تیتانیوم پردازش نیز نقش خوبی در ابزارهای برش ایفا می کند، پوشش خوب می تواند مقاومت در برابر سایش ابزار را بهبود بخشد، سختی دمای بالا، عملکرد عایق حرارتی، پایداری حرارتی، چقرمگی ضربه و غیره را بهبود بخشد، به طوری که تا حد زیادی افزایش یابد. بهبود سرعت برش و عمر مفید ابزار.آلیاژ تیتانیوم در چقرمگی، شکل پذیری، به ویژه استحکام بسیار بیشتر از سایر مواد فلزی است، می تواند استحکام واحد بالا، استحکام خوب، قطعات محصول سبک وزن را تولید کند.در سال های اخیر، آلیاژ تیتانیوم به طور گسترده ای در هواپیما برای جایگزینی آلیاژ آلومینیوم استفاده شده است، دلیل آن این است که آلیاژ تیتانیوم دارای ثبات حرارتی خوب، استحکام دمای بالا، در دمای 300-500 درجه سانتیگراد است، استحکام آن حدود 10 برابر بیشتر از آلیاژ آلومینیوم است. و دمای کار می تواند به 500 درجه سانتیگراد برسد. مقاومت در برابر خوردگی بالاتری نسبت به مواد آلی قلیایی، کلرید، کلر، اسید نیتریک، اسید سولفوریک و غیره دارد. در عین حال، آلیاژ تیتانیوم در محیط مرطوب و محیط آب دریا، مقاومت در برابر حفره، خوردگی اسیدی، خوردگی تنشی بسیار بیشتر از فولاد ضد زنگ است.محصولات ساخته شده از آلیاژ تیتانیوم همچنین دارای سختی بالا، نقطه ذوب بالا، غیر سمی، غیر مغناطیسی و ویژگی های دیگر هستند.بر اساس سری خواص عالی فوق، آلیاژهای تیتانیوم برای اولین بار در هوانوردی استفاده می شوند.در سال 1953، شرکت داگلاس ایالات متحده برای اولین بار از مواد تیتانیوم بر روی غلاف موتور DC2T و دیوارهای آتش استفاده کرد و به نتایج خوبی دست یافت.در زمینه هوافضا، فن، کمپرسور، پوست، بدنه و ارابه فرود موتور هوانوردی اولین کسانی هستند که از آلیاژ تیتانیوم به عنوان ماده کلیدی استفاده می کنند و باعث می شود وزن کلی هواپیما حدود 30 تا 35 درصد کاهش یابد و تیتانیوم. آلیاژ همچنین با موفقیت در محفظه فشار زیردریایی‌های هسته‌ای، سیستم‌های لوله‌کشی آب دریا، کندانسورها و مبدل‌های حرارتی، تیغه‌های فن اگزوز، رانشگرها و شفت‌ها، فنرها و حفاظت در برابر آتش در ناوهای هواپیمابر تجهیزات، ملخ، دستگاه رانش جت آب، سکان و سایر اجزای دریاییعلاوه بر این، آلیاژ تیتانیوم به دلیل زیست سازگاری خوب، مقاومت در برابر خوردگی، خواص مکانیکی و خواص پردازشی، به مناسب ترین مواد فلزی زیست پزشکی تبدیل شده است که با موفقیت در مفاصل زانو مصنوعی، مفاصل فمور، ایمپلنت های دندانی، ریشه های دندان و تکیه گاه های فلزی پروتز و غیره استفاده می شود. در میان آنها، Ti6AI4V معمولاً به عنوان ماده ایمپلنت پزشکی استفاده می شود و آلیاژ TI3AI-2.5V نیز به دلیل شکل پذیری خوب در سرما، مقاومت در برابر خوردگی و خواص مکانیکی به عنوان ماده جایگزین برای استخوان ران و استخوان درشت نی در عمل بالینی استفاده می شود.

مشکلات پردازش آلیاژ تیتانیوم (1) ضریب تغییر شکل کوچک است که یک ویژگی نسبتاً آشکار در برش مواد آلیاژ تیتانیوم است.در فرآیند برش، سطح تماس بین تراشه و سطح ابزار جلو بسیار زیاد است، حرکت تراشه روی سطح ابزار جلو بسیار بزرگتر از تراشه مواد عمومی است، در چنین مدت طولانی راه رفتن منجر به ابزار جدی می شود. فرسودگی و اصطکاک در طول فرآیند راه رفتن باعث افزایش دمای ابزار می شود.(2) دمای برش بالا است، از یک طرف، ضریب تغییر شکل که قبلا ذکر شد منجر به بخشی از افزایش دما می شود.جنبه اصلی دمای برش بالا در فرآیند برش آلیاژ تیتانیوم به این دلیل است که رسانایی حرارتی آلیاژ تیتانیوم بسیار کم است و طول تماس بین تراشه و سطح ابزار جلویی تحت تأثیر این عوامل کوتاه است. گرمای تولید شده در طول فرآیند برش به سختی انجام می شود، عمدتاً در نزدیکی نوک ابزار ذخیره می شود و باعث می شود دمای محلی بیش از حد بالا باشد.(3) ارتعاش، در فرآیند تکمیل، مدول الاستیک کم آلیاژ تیتانیوم و نیروی برش پویا از علل اصلی ارتعاش در فرآیند برش هستند.(4) هدایت حرارتی آلیاژ تیتانیوم بسیار کم است و گرمای تولید شده توسط برش به راحتی پخش نمی شود.فرآیند تراشکاری آلیاژ تیتانیوم یک فرآیند تنش و کرنش زیاد است که گرمای زیادی تولید می کند و گرمای زیاد تولید شده در طول پردازش نمی تواند به طور موثر پخش شود، در حالی که طول تماس لبه برش ابزار و تراشه کوتاه است، به طوری که مقدار زیادی گرما روی لبه برش جمع می شود، دما به شدت افزایش می یابد، تیغه نرم می شود و سایش ابزار تسریع می شود.(5) اثر شیمیایی آلیاژ تیتانیوم زیاد است و در دماهای بالا، آلیاژ تیتانیوم به راحتی با مواد ابزار واکنش می دهد تا تشکیل هلال را تسریع کند.با این حال، فرآیند برش آلیاژهای تیتانیوم اساساً در دماهای بالا انجام می شود.هنگامی که دمای برش تا حد معینی بالا باشد، مولکول هایی مانند نیتروژن و اکسیژن موجود در هوا می توانند به راحتی با مواد تیتانیوم برهم کنش شیمیایی داشته باشند و در نتیجه یک پوست سخت شکننده تشکیل شود.علاوه بر این، تغییر شکل پلاستیک سطح ماشینکاری شده قطعه کار در فرآیند برش مواد تیتانیوم منجر به وقوع پدیده سخت شدن سرد می شود و پدیده سخت شدن روی سطح ماشین کاری شده ماده قطعه کار رخ می دهد.این پدیده ها می تواند سایش ابزار را تشدید کند و مقاومت خستگی مواد تیتانیوم را کاهش دهد.(6) پوشیدن ابزار بسیار آسان است، سایش ابزار نتیجه بسیاری از عوامل جامع با هم است، در فرآیند برش مواد آلیاژ تیتانیوم، آسان است که باعث شکستن ابزار شود، مواد تیتانیوم به طور کلی نشان می دهد میل ترکیب شیمیایی قوی بین مواد ابزار در شرایط دمای بالا، و ابزار و مواد آلیاژ تیتانیوم به راحتی در دمای بالا به هم متصل می شوند، که منجر به عمر مفید ابزار بسیار کوتاه می شود.بنابراین، در برش مواد آلیاژی تیتانیوم باید به دو جنبه توجه شود، یعنی حفظ دمای برش پایین و بهبود سفتی ابزار یا ماده در حال برش، و ابزار پوشش راهی برای بهبود صلبیت است. ابزاربا توجه به فعالیت شیمیایی بالا و هدایت حرارتی کم آلیاژ تیتانیوم، دمای برش در فرآیند برش بالا است، واکنش شیمیایی شدید است، ابزار به سرعت از کار می افتد، و در نتیجه عمر ابزار کوتاه و هزینه پردازش بالا است.علل سایش ابزار شامل اصطکاک مکانیکی و واکنش های فیزیکی و شیمیایی تحت اثر نیروی برش و دمای برش می باشد.با توجه به دشواری ماشینکاری آلیاژ تیتانیوم، مواد ابزار انتخاب شده باید الزامات سختی بالا، استحکام بالا، هدایت حرارتی بالا، پایداری شیمیایی و سختی قرمز خوب را برآورده کنند.آزمایش صنعت نشان می دهد که اثر پردازش آلیاژ تیتانیوم ابزار بهتری برای الماس PCD است، اما به دلیل قیمت بالای آن، طیف گسترده ای از پردازش را محدود می کند و بهینه سازی پارامترهای فرآیند می تواند باعث بهبود راندمان برش مواد آلیاژ تیتانیوم شود. مقدار معینی، اما دامنه زیاد نیست.روش های روانکاری سیال برش فشار بالا، برش با دمای پایین و روانکاری خنک کننده انتقال حرارت لوله حرارتی در این راستا مورد مطالعه قرار می گیرند.