תכונות עבודה קרה של סגסוגת טיטניום והשפעתה
בתהליך הייצור של מוצרים מוגמרים למחצה (צלחות, ברים וצינורות) של סגסוגות טיטניום וטיטניום, עיבוד המוט והתיל של סגסוגות טיטניום מאמץ לעתים קרובות את שיטת הגלגול תחילה ולאחר מכן השרטוט. סגסוגות טיטניום מפגינות חוזק גבוה ופלסטיות נמוכה בטמפרטורת החדר, כך שרוב תהליכי העיבוד צריכים להתבצע לאחר החימום. עם זאת, על מנת לקבל מבנה עדין גרגר אחיד ועקבי, לעיתים נדרש עיוות קר ב-40-50 מעלות מתחת לנקודת המעבר לפאזה.
1. שיטות עיבוד של מוטות וחוטים מסגסוגת טיטניום
דפורמציה קרה, דפורמציה חמה ועיוות חם הן שלוש השיטות העיקריות לעיבוד מוט ותיל מסגסוגת טיטניום. דפורמציה קרה מתבצעת מתחת לטמפרטורת ההתאוששות. בשלב זה, המתכת עוברת בעיקר התקשות, הפלסטיות יורדת ועמידות העיוותים עולה. דפורמציה חמה מתבצעת בטמפרטורה גבוהה. למרות שזה יכול להפחית את עמידות הדפורמציה, המתכת מתחמצנת בצורה חמורה, ומשפיעה על איכות פני השטח וחוזק מכני של המוצר. דפורמציה חמה היא בין השניים, בדרך כלל מתבצעת ב-0.4-0.6 טמפרטורת נקודת התכה, מה שיכול להפחית את עמידות העיוות של המתכת תוך שמירה על פלסטיות מסוימת.
2. השפעת עבודה קרה על מוטות וחוטים מסגסוגת טיטניום
תכונות מכניות משופרות:
בתהליך השריטה הקרה, גרגירי סגסוגת הטיטניום מתעוותים, הסריג מתעוות, והגרגרים נשברים, וכתוצאה מכך התקשות החומר והעלאת החוזק משמעותית. זה מספק דרך לשפר את החוזק של חומרים שלא ניתן לחזק על ידי טיפול בחום.
דיוק מימדים גבוה:
חומרים נמשכים בקור נמשכים בתנאי דפורמציה קרים. בהשוואה לחומרים בעיבוד חם, יש להם דיוק ממדי גבוה יותר וערכים אבסולוטיים קטנים יותר של סובלנות ממדי, מה שמפחית את ההפרשה לעיבודים הבאים.
גימור משטח טוב:
גימור פני השטח של חומרים המעובדים בתנאי עבודה קרים הוא טוב, וזו השפעה שקשה להשיג בעבודה חמה.
שינויים במבנה המיקרו:
במהלך תהליך השרטוט הקר, הגרגרים הפנימיים של סגסוגת הטיטניום מתארכים, הסריג מעוות, והגרגרים נשברים, ויוצרים מבנים סיביים ברורים, מה שהופך את החומר לאנזיטרופי.
ייצור מרקם דפורמציה:
כאשר עיוות השרטוט הקר גדול, כיוון הגרגירים בתוך החומר יהיה עקבי בערך, ויוצר "מרקם דפורמציה", בעל מאפיינים של כיוון מועדף.
התקשות עבודה ושינויים בביצועים:
התקשות עבודה קרה מגבירה את החוזק של סגסוגות טיטניום, אך מפחיתה את הפלסטיות. במקביל, ישתנו גם התכונות הפיזיקליות והפיזיקליות של החומר לאחר שרטוט קר, כגון מוליכות חשמלית, מוליכות תרמית ומגנטיות.
3. יישום של עבודה קרה בייצור מוטות וחוטים מסגסוגת טיטניום
למרות שעבודה קרה מגבירה את צריכת האנרגיה במהלך דפורמציה ואת מספר זמני החישול הביניים, היא עדיין אמצעי חשוב לייצור מוטות וחוטים מסגסוגת טיטניום מכיוון שהוא יכול להשיג מוצרים עם משטחים חלקים, ממדים עדינים וצורות קבועות כדי לענות על הצרכים השונים של התעשייה לחומרים. עבודה קרה היא טכנולוגיה הכרחית, במיוחד בייצור של חוטים עדינים.
4. איך לשפר ביצועים
על מנת לשפר את ביצועי העבודה הקרה של סגסוגות טיטניום, ניתן להשתמש בשיטות הבאות:
1>הגדל את התוכן של אלמנטים פלסטיים בסגסוגת: כגון אלומיניום, טנטלום ואלמנטים אחרים כדי לשפר את הקשיחות והפלסטיות שלו.
2>ייעול תהליך טיפול בחום: באמצעות תהליך טיפול בחום מתאים, ניתן לעדן את הגרגירים ולשפר את ביצועי העבודה הקרה של סגסוגות טיטניום.
3>בחר ציוד מתאים לעיבוד CNC: זה יכול להפחית את הרטט וכוח החיתוך הנוצרים בעבודה קרה של סגסוגות טיטניום ולשפר את איכות העיבוד.
נכון לעכשיו, ביצועי העיבוד הקר של סגסוגות טיטניום שופרו באופן משמעותי, ושיטות עיבוד קר כגון פרזול קר וגלגול קר היו בשימוש נרחב, במיוחד בתחום התעופה והחלל, ממלאות תפקיד מפתח.
לסיכום, מאפייני העיבוד הקר וההשפעות של ברים וחוטים מסגסוגת טיטניום הם רב-צדדיים, ויש לשקול גורמים שונים באופן מקיף בייצור בפועל כדי לגבש טכנולוגיית עיבוד ופרמטרים סבירים. נכון לעכשיו, טכנולוגיית העיבוד הקר של סגסוגות טיטניום התבגרה בהדרגה, וטווח היישום שלה הופך יותר ויותר נרחב, וזה בעל משמעות רבה לשיפור האיכות והביצועים של חומרי מבנה מסגסוגת טיטניום.
