تیتانیوم به دلیل خواص عالی مانند نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت در برابر خوردگی خوب و نقطه ذوب بالا، فلزی بسیار مطلوب در صنایع مختلف است. به عنوان یک تامین کننده ماشینکاری تیتانیوم، من از نزدیک شاهد چالش ها و پیچیدگی های مرتبط با ماشینکاری این ماده قابل توجه بوده ام. یکی از جنبه های کلیدی که به طور قابل توجهی بر کارایی و کارایی ماشینکاری تیتانیوم تأثیر می گذارد مکانیسم های سایش ابزارهای برش است.
سایش ساینده
سایش ساینده یکی از رایج ترین مکانیسم های سایش در ماشینکاری تیتانیوم است. آلیاژهای تیتانیوم حاوی ذرات سخت مانند کاربیدها و ترکیبات بین فلزی هستند. در طول فرآیند برش، این ذرات سخت مانند لبههای برش کوچک عمل میکنند و سطح ابزار برش را میخراشند و میسایند. حرکت نسبی بین ابزار و قطعه کار باعث حذف مکانیکی مواد از لبه برش ابزار می شود.
سختی بالای آلیاژهای تیتانیوم باعث سایندگی خاصی می شود. همانطور که ابزار برش در قطعه کار حرکت می کند، ذرات سخت موجود در آلیاژ تیتانیوم می توانند سطح ابزار را شخم زده و شیار کنند و به تدریج آن را فرسوده کنند. این نوع سایش اغلب با ایجاد شیارها و خراش هایی روی صفحه و کناره ابزار مشخص می شود. سایش ساینده می تواند منجر به کاهش وضوح لبه برش شود که به نوبه خود باعث افزایش نیروهای برش و مصرف برق می شود. همچنین بر روی سطح قطعه ماشینکاری شده تأثیر می گذارد، زیرا یک ابزار فرسوده ممکن است سطوح ناهموار و ناهمواری را به جا بگذارد.
برای کاهش سایش ساینده، اغلب از مواد ابزار با سختی و مقاومت در برابر سایش بالا استفاده می شود. به عنوان مثال، ابزار کاربید با درصد بالایی از کاربید تنگستن می تواند مقاومت بهتری در برابر سایش ساینده ایجاد کند. علاوه بر این، هندسه ابزار مناسب، مانند لبه برش تیز و زوایای چنگک و فاصله مناسب، می تواند سطح تماس بین ابزار و قطعه کار را کاهش دهد و در نتیجه اثر سایشی را به حداقل برساند.
سایش چسب
سایش چسب زمانی اتفاق می افتد که مواد حاصل از قطعه کار در طول فرآیند برش به سطح ابزار برش بچسبد. در ماشینکاری تیتانیوم، دما و فشار بالا در رابط ابزار - قطعه کار باعث افزایش چسبندگی تراشه های تیتانیوم به ابزار می شود. تیتانیوم تمایل زیادی به بسیاری از مواد ابزار دارد و در شرایط سخت ماشینکاری، تراشه ها می توانند به سطح ابزار جوش داده یا بچسبند.
هنگامی که تراشه ها به ابزار چسبیده می شوند، می توانند چندین مشکل ایجاد کنند. در مرحله اول، مواد چسبیده هندسه لبه برش را تغییر می دهد و نیروهای برش و کیفیت سطح ماشینکاری شده را تغییر می دهد. ثانیا، با ادامه برش ابزار، ممکن است مواد چسبیده پاره شود و مقداری از مواد ابزار را با خود ببرد و منجر به سایش بیشتر شود. این فرآیند به شکل گیری لبه های ساخته شده (BUE) معروف است. لبه ساخته شده می تواند باعث پوشش ضعیف سطح، عدم دقت ابعاد و افزایش سایش ابزار شود.
برای جلوگیری از سایش چسب، روان کننده ها و خنک کننده ها نقش مهمی دارند. آنها می توانند دما و اصطکاک را در رابط ابزار - قطعه کار کاهش دهند و از چسبیدن تراشه ها به ابزار جلوگیری کنند. پوشش روی ابزارهای برش نیز می تواند موثر باشد. به عنوان مثال، پوشش های نیترید تیتانیوم (TiN) می توانند به عنوان یک مانع بین ابزار و قطعه کار عمل کنند و چسبندگی تراشه های تیتانیوم را کاهش دهند.
سایش انتشار
سایش انتشار یک مکانیسم سایش فعال شده با حرارت است. در دماهای بالا که در طول ماشینکاری تیتانیوم ایجاد می شود، اتم های مواد ابزار و قطعه کار می توانند در سطح رابط ابزار - قطعه کار پخش شوند. در ماشینکاری تیتانیوم، اتم های تیتانیوم می توانند در مواد ابزار پخش شوند و بالعکس. این فرآیند انتشار ترکیب شیمیایی و خواص سطح ابزار را تغییر می دهد.
انتشار اتم های تیتانیوم در مواد ابزار می تواند باعث تشکیل ترکیبات بین فلزی شکننده شود. این ترکیبات اغلب مستعد ترک خوردگی و بریدگی هستند که منجر به تسریع سایش ابزار می شود. سایش انتشار در سرعت های برش و تغذیه بالا، که در آن دما در رابط ابزار - قطعه کار بالاتر است، بارزتر است.
برای مبارزه با سایش انتشار، مواد ابزار با حلالیت کم با تیتانیوم ترجیح داده می شوند. به عنوان مثال، ابزار سرامیک و نیترید بور مکعبی (CBN) دارای نرخ انتشار نسبتاً پایینی با تیتانیوم هستند که آنها را برای ماشینکاری تیتانیوم با سرعت بالا مناسب می کند. علاوه بر این، استفاده از سیالات برش با خواص خنک کنندگی خوب می تواند به کاهش دما در سطح مشترک کمک کند و فرآیند انتشار را کند کند.
پوشیدن شیمیایی
سایش شیمیایی در ماشینکاری تیتانیوم عمدتاً به دلیل واکنش های شیمیایی بین مواد ابزار و قطعه کار یا محیط اطراف است. تیتانیوم یک فلز بسیار واکنش پذیر است و می تواند تحت شرایط خاصی با مواد ابزار و مایع برش واکنش دهد.
به عنوان مثال، در حضور اکسیژن و دمای بالا، تیتانیوم می تواند اکسیدهای تیتانیوم را روی سطح ابزار تشکیل دهد. این اکسیدها می توانند ساینده باشند و باعث سایش بیشتر ابزار شوند. همچنین، برخی از مایعات برش ممکن است حاوی مواد شیمیایی باشند که می توانند با مواد ابزار واکنش دهند و منجر به خوردگی و سایش شوند.
برای به حداقل رساندن سایش شیمیایی، انتخاب مناسب مایعات برش ضروری است. سیالات برش باید بر اساس سازگاری شیمیایی آنها با ابزار و قطعه کار انتخاب شوند. علاوه بر این، استفاده از پوشش های محافظ روی ابزار می تواند از تماس مستقیم بین مواد ابزار و تیتانیوم واکنش پذیر جلوگیری کند و احتمال واکنش های شیمیایی را کاهش دهد.
مفاهیم برای تامین کنندگان ماشینکاری تیتانیوم
به عنوان یک تامین کننده ماشینکاری تیتانیوم، درک این مکانیسم های سایش به چند دلیل بسیار مهم است. در مرحله اول، به انتخاب ابزارهای برش مناسب برای عملیات های مختلف ماشینکاری تیتانیوم کمک می کند. به عنوان مثال، برای عملیات زبر کردن که در آن میزان حذف مواد بالا مورد نیاز است، ابزارهایی که می توانند در برابر سایش و سایش چسب مقاومت کنند ترجیح داده می شوند. برای عملیات تکمیلی، جایی که پرداخت سطح حیاتی است، ابزارهایی با مقاومت خوب در برابر انتشار و سایش شیمیایی ممکن است مناسب تر باشند.
ثانیاً، دانش مکانیزم های سایش امکان برنامه ریزی فرآیند بهتر را فراهم می کند. با تنظیم پارامترهای برش مانند سرعت برش، سرعت تغذیه و عمق برش، میتوانیم دما و نیروها را در رابط ابزار - قطعه کار کنترل کنیم و سایش ابزار را کاهش دهیم. به عنوان مثال، کاهش سرعت برش می تواند دما را کاهش دهد و در نتیجه انتشار و سایش شیمیایی را کاهش دهد.
علاوه بر این، درک مکانیسم های سایش به بهبود کیفیت قطعات ماشینکاری شده کمک می کند. یک ابزار برش خوب نگهداری شده با حداقل سایش می تواند قطعاتی با سطح بهتر، دقت ابعادی و خواص مکانیکی تولید کند. این برای برآوردن نیازهای سختگیرانه مشتریان ما در صنایعی مانند هوافضا، پزشکی و خودرو ضروری است.
لینک های محصول
ما طیف گسترده ای از قطعات ماشینکاری تیتانیوم با کیفیت بالا را ارائه می دهیم. اگر علاقه مند هستیدقطعات تراشکاری تیتانیوم CNCیاقطعات فرز CNC تیتانیوم، لطفاً برای جزئیات بیشتر صفحات محصول ما را کاوش کنید.
برای تهیه تماس بگیرید
اگر به خدمات ماشینکاری تیتانیوم نیاز دارید یا در رابطه با محصولات ما سوالی دارید، توصیه می کنیم برای بحث در مورد خرید با ما تماس بگیرید. تیم کارشناسان ما آماده کمک به شما در یافتن بهترین راه حل برای نیازهای خاص شما هستند.
مراجع
- استاخوف، معاون (2010). مکانیک برش فلز. الزویر.
- شاو، ام سی (2005). اصول برش فلز. انتشارات دانشگاه آکسفورد
- ترنت، EM، و رایت، PK (2000). برش فلز. باترورث - هاینمن.
