آلیاژ تیتانیوم ، با مزایای منحصر به فرد خود ، موقعیت مهمی را در زمینه حمل و نقل هوایی ، هوافضا ، پزشکی و سایر زمینه ها اشغال می کند و همچنین در دو سال گذشته در میدان الکترونیکی مصرفی 3C افزایش یافته است ، که در بدن و قسمت های ساختاری تعدادی از تلفن های هوشمند با فروش داغ استفاده می شود. آلیاژ تیتانیوم دارای مزایای عملکرد وزن سبک ، استحکام بالا و بافت خوب است که به بهبود طراحی ظاهر تلفن های هوشمند و کاهش قابل توجهی در وزن بدن کمک می کند و انتظار می رود که به روند نوآوری مواد در الکترونیک مصرفی تبدیل شود. با این حال ، پردازش آلیاژهای تیتانیوم دشوار است ، که همیشه برای مهندسان و تکنسین ها مشکلی ایجاد کرده است.
مشکلات پردازش آلیاژ تیتانیوم
1. غلظت دما: هدایت حرارتی اکثر آلیاژهای تیتانیوم بسیار کم است ، تنها 1/7 فولاد ، 1/16 آلومینیوم و 1/25 مس ، بنابراین گرمای تولید شده در طی فرآیند برش آسان نیست ، اما در ناحیه برش متمرکز است. دمای نوک ابزار می تواند به 1000 درجه افزایش یابد و منجر به سایش سریع ابزار ، ترک خوردگی و تجمع تراشه ، کوتاه شدن عمر ابزار شود. دمای برش بالا همچنین یکپارچگی سطح قسمت آلیاژ تیتانیوم را از بین می برد ، دقت هندسی قسمت را کاهش می دهد و پدیده سخت کننده کار را تحریک می کند ، که به شدت قدرت خستگی آن را کاهش می دهد.
2. تغییر شکل الاستیک: مدول کشش آلیاژ تیتانیوم نسبتاً کم است ، به عنوان مثال ، مدول کشش TC4 تنها 110GPA است که بسیار پایین تر از 210GPA از 45 فولاد و فولاد ضد زنگ مشترک در حدود 200 گرم در روز است. هنگام پردازش آلیاژ تیتانیوم ، تولید تغییر شکل الاستیک ، به ویژه در پردازش قطعات نازک دیواره یا حلقه ای شکل آسان تر است. قطعات دیواره نازک در پردازش تغییر شکل موضعی فراتر از محدوده الاستیک ، در نتیجه تغییر شکل پلاستیک ، مقاومت و سختی مواد نقطه برش به میزان قابل توجهی افزایش یافته است.
3. وابستگی قوی: میل آلیاژ تیتانیوم خوب است ، در فرآیند چرخش و حفاری به راحتی می توان تراشه های طولانی و مداوم را تشکیل داد ، این تراشه ها به دور ابزار می پیچند و عملکرد آن را مانع می کنند. هنگامی که عمق برش خیلی بزرگ است ، به راحتی می توان باعث چسبیدن ، سوزاندن یا شکستن ابزار شد.
4. ارتعاش: خاصیت ارتجاعی آلیاژهای تیتانیوم عامل اصلی لرزش در طی فرآیند برش است. لرزش ناشی از پردازش آلیاژ تیتانیوم 10 برابر فولاد است. از آنجا که گرمای برش در قسمت برش متمرکز شده است ، تراشه های مبهم تولید می کند ، که منجر به نوسانات در برش می شود.
اقدامات متقابل برای ماشینکاری دشوار آلیاژهای تیتانیوم
1. خنک کننده: برای کاهش دمای برش زیاد از خنک کننده استفاده کنید. معمولاً مایع خنک کننده روغن غیر محلول برای برش سنگین با سرعت کم مناسب است و خنک کننده برش محلول برای برش با سرعت بالا مناسب است. علاوه بر این ، می توان از روشهای برش درجه حرارت پایین استفاده کرد ، مانند استفاده از نیتروژن مایع (درجه {6}}}) یا CO2 مایع (درجه 8}}}) به عنوان یک مایع برش ، که می تواند به طور مؤثر دمای منطقه برش را کاهش دهد ، کیفیت سطح ماشینکاری شده را بهبود بخشد و عمر ابزار را طولانی کند.
ابزار مناسب را انتخاب کنید: انتخاب ابزارهای برش مناسب می تواند به طور قابل توجهی راندمان پردازش را بهبود بخشد. نگه داشتن لبه برش می تواند نیروی برش را کاهش دهد. فن آوری سنگ زنی با فلوت های جلا و درج های شاخص با زاویه مثبت بالا می تواند به کاهش فشار برش کمک کند. در صورت لزوم ، از ابزارهای روکش شده برای به حداقل رساندن چسبندگی آلیاژ و تجزیه تراشه های طولانی استفاده کنید.
3. خوراک ثابت یا افزایش نرخ خوراک: حفظ یک خوراک ثابت برای به حداقل رساندن سخت شدن کار بسیار مهم است. اگر عملکرد تجهیزات اجازه می دهد ، سرعت خوراک را افزایش دهید تا میزان زمانی که ابزار در منطقه ماشینکاری صرف می کند ، کاهش یابد ، بنابراین احتمال ایجاد گرما و سخت شدن کار را کاهش می دهد.
4. سرعت برش را کاهش دهید: برای کنترل انتشار گرما از 1/3 یا کمتر از سرعت برش فولاد برای ماشینکاری تیتانیوم استفاده کنید.
5. ابزارها را با توجه به فرآیند تغییر دهید: برای ماشینکاری تیتانیوم با حجم بالا ، ابزارهای کاربید ترجیح داده می شوند. برای ماشینکاری با حجم کم ، ابزارهای کاربید با سرعت بالا مناسب تر هستند.
6. از ابزارهای بسیار سفت و سخت استفاده کنید: ابزارهای بسیار سفت و سخت برای ماشینکاری موفق آلیاژهای تیتانیوم بسیار مهم هستند. دستگاه آسیاب تیتانیوم ایده آل باید سفت و سخت باشد ، با یک دوک نخ ریسی که می تواند با سرعت کم و گشتاور بالا کار کند تا لرزش را جذب کند و در حین برش پچ پچ را کاهش دهد.
7. تمیز کردن منظم: تمیز کردن منظم تجهیزات و ابزارهای ماشینکاری از رسوبات زباله جلوگیری می کند که می توانند بر نتایج ماشینکاری تأثیر بگذارند.
از طریق اقدامات متقابل فوق ، چالش های ماشینکاری آلیاژ تیتانیوم در الکترونیک مصرفی 3C می تواند به طور مؤثر مورد برخورد قرار گیرد و باعث استفاده از آلیاژ تیتانیوم در تلفن های هوشمند با سطح بالا و الکترونیک مصرفی می شود.
