Miks on titaanisulam raskesti töödeldav materjal?
Nagu me kõik teame, on titaanisulam raskesti töödeldav materjal. Vaatamata selle paljudele eelistele, sealhulgas suurele tugevusele, väikesele tihedusele ja korrosioonikindlusele, on selle materjali töötlemise raskus olnud tootjatele ja inseneridele suur väljakutse. Titaanisulamit peetakse raskesti töödeldavaks materjaliks peamiselt järgmistel põhjustel:
Selle soojusjuhtivus on madal, mille tulemuseks on kõrge temperatuur ja kuumuse kogunemine töötlemise ajal. See põhjustab materjali paisumist, põhjustades mõõtmete ebatäpsusi ja lühendades tööriista eluiga.
Madal soojusjuhtivus: titaanisulamite soojusjuhtivus on suhteliselt madal, mis raskendab soojuse ülekandmist või kadumist töötlemise ajal, mis võib põhjustada kohalike alade ülekuumenemist töötlemise ajal, vähendades seeläbi tööriista kasutusiga ja põhjustades pinnakvaliteedi probleeme.
Titaanisulamitel on kõrge keemiline reaktsioonivõime ja need reageerivad sageli lõikeriistadega, põhjustades tööriistade kulumist, lõhenemist ja purunemist. See suurendab halva pinnaviimistluse ja kitsaste tolerantside ohtu, mis on paljudes kosmose- ja meditsiinirakendustes kriitilise tähtsusega.
Kõrge keemiline reaktsioonivõime: Titaanisulamid on kõrgel temperatuuril altid keemilistele reaktsioonidele hapniku, lämmastiku ja muude elementidega, moodustades oksiide või nitriide, mis halvendab materjali kvaliteeti. Töötlemise ajal tuleb võtta meetmeid hapniku- ja lämmastikureostuse vähendamiseks.
Titaanisulami elastsusmoodul on madal, mistõttu on lõikejõudude tekitatud rõhu all lihtne deformeeruda. See omakorda põhjustab töötlemisel saginat ja vibratsiooni ning võib oluliselt vähendada lõpptoote täpsust ja täpsust.
Titaanisulamil on tugev afiinsus hapniku ja lämmastiku suhtes, mis võib töötlemisel põhjustada pinna saastumist. See piirab jahutusvedelike kasutamist, kuna need võivad materjaliga reageerida ja lisada täiendavaid lisandeid. Saastumine mõjutab ka pinnaviimistlust ning võib põhjustada nõrku kohti ja korrosiooni.
Kõrge sulamistemperatuur: titaanisulamitel on suhteliselt kõrge sulamistemperatuur, tavaliselt vahemikus 1600–1800 kraadi, mis tähendab, et kõrgel temperatuuril töötlemine suurendab energiakulusid ja protsessi keerukust. Kõrge temperatuur seab väljakutseid ka tööriistade ja seadmete taluvusele.
Kõrge tugevus ja kõvadus: titaanisulamitel on üldiselt kõrge tugevus ja kõvadus, mis nõuab kõvemate lõikeriistade ja võimsamate töötlemisseadmete kasutamist, mis suurendab kulusid ja keerukust.
Kehv plastilisus: titaanisulamitel on suhteliselt halb plastilisus ja need võivad kooruda, kriimustada ja tööriista kuluda. See tähendab, et töötlemisel on vaja väiksemaid laaste, väiksemaid ettenihkeid ja väiksemaid lõikekiirusi, mis aeglustab töötlemiskiirust.
Laastude haldamine: Titaanisulamite omaduste tõttu on toodetud laastud sageli pikad ja õhukesed ning võivad kergesti lõiketööriistadesse takerduda. See nõuab erimeetmeid kiipide haldamiseks, et tagada töötlemise järjepidevus.
Mehaaniline vibratsioon: titaanisulami kõvaduse ja sitkuse tõttu tekib lõikamise ajal kergesti mehaaniline vibratsioon, mis võib põhjustada pinnakvaliteedi probleeme ja lühendada tööriista kasutusiga.
Ülaltoodud tegurite tõttu on tootjad ja teadlased pidevalt välja töötanud uusi protsesse ja tehnoloogiaid, et parandada titaanisulamite töödeldavust. Titaanisulamite töötlemine võib olla tööriistade, seadmete ja operaatorite jaoks keeruline. Seetõttu on kvaliteetse valmistoodangu tagamiseks ja töötlemiskulude vähendamiseks vaja spetsiaalseid protsesse ja materjalikäitlusmeetodeid.
Vaatamata nendele väljakutsetele muudab selle materjali märkimisväärne potentsiaal erinevates tööstusharudes, sealhulgas lennunduses, autotööstuses ja meditsiinilistes rakendustes, nende takistuste ületamise pingutused tasuvad.
