סגסוגת טיטניום, עם היתרונות הייחודיים שלה, תופסת עמדה חשובה בתחומים תעופה, תעופה וחלל, רפואה ואחרים, והיא גם עלתה בתחום האלקטרוניקה הצרכנית 3C בשנתיים האחרונות, ומיושמת על הגוף ובחלקים המבניים של מספר סמארטפונים מתקדמים חמים. לסגסוגת טיטניום יש יתרונות ביצועים של משקל קל, חוזק גבוה ומרקם טוב, המסייע בשיפור עיצוב המראה של סמארטפונים ולהפחית משמעותית את משקל הגוף, וצפוי להפוך למגמה של חדשנות חומרית באלקטרוניקה צרכנית. עם זאת, סגסוגות טיטניום קשה לעיבוד, שתמיד הייתה בעיה עבור מהנדסים וטכנאים.
קשיי עיבוד סגסוגת טיטניום
1. ריכוז טמפרטורה: המוליכות התרמית של מרבית סגסוגות הטיטניום היא נמוכה ביותר, רק 1/7 מפלדה, 1/16 מאלומיניום ו -1/25 של נחושת, כך שהחום שנוצר בתהליך החיתוך אינו קל לפלוט, אלא מרוכז באזור החיתוך. הטמפרטורה של קצה הכלי יכולה לעלות ל 1000 מעלות, מה שמוביל ללבוש כלים מהיר, פיצוח והצטברות שבבים, לקצר את חיי הכלים. טמפרטורת החיתוך הגבוהה הורסת גם את שלמות השטח של חלק סגסוגת הטיטניום, ומפחיתה את הדיוק הגיאומטרי של החלק ומפעילה את התופעה הקשיחה בעבודה, מה שמפחית קשות את חוזק העייפות שלה.
2. עיוות אלסטי: מודולוס האלסטיות של סגסוגת טיטניום הוא נמוך יחסית, למשל, מודולוס האלסטיות של TC4 הוא רק 110GPA, שהוא נמוך בהרבה מ- 210GPA של 45 פלדה ופלדת אל חלד נפוצה בערך 200 GPA. בעת עיבוד סגסוגת טיטניום, קל לייצר עיוות אלסטי, במיוחד בעיבוד חלקים דקים או בצורת טבעת ברורים יותר. חלקים דקים עם קירות דקים בעיבוד העיוות המקומי מעבר לטווח האלסטי, וכתוצאה מכך עיוות פלסטי, חוזק חומר נקודת חומר וקשיות גדל משמעותית.
3. זיקה חזקה: זיקה לסגסוגת טיטניום טובה, בתהליך המפנה והקידוח קל ליצירת שבבים ארוכים ורציפים, שבבים אלה יעטפו את הכלי ויפריעו לתפקודו. כאשר עומק החיתוך גדול מדי, קל לגרום להדבקה, לשריפה או לשבירה של הכלי.
4. רטט: האלסטיות של סגסוגות טיטניום הופכת לגורם העיקרי לרטט במהלך תהליך החיתוך. הרטט שנוצר על ידי עיבוד סגסוגת טיטניום הוא פי 10 מזה של פלדה. כאשר חום החיתוך מרוכז בחלק החיתוך, הוא מייצר שבבים משוננים, מה שמוביל לתנודות בכוח חיתוך.
אמצעי נגד לעיבוד שבבי קשים של סגסוגות טיטניום
1. קירור: השתמש בנוזל קירור כדי להפחית טמפרטורות חיתוך גבוהות. בדרך כלל, נוזל קירור לא מסיס מתאים לחיתוך נמוך בכבדות, ונוזל קירור מסיס מתאים לחיתוך במהירות גבוהה. בנוסף, ניתן להשתמש בשיטות חיתוך בטמפרטורה נמוכה, כגון שימוש בחנקן נוזלי (-180 תואר) או CO2 נוזלי (-76) כנוזל חיתוך, שיכול להפחית ביעילות את הטמפרטורה של אזור החיתוך, לשפר את איכות משטח המכונה ולהאריך את חיי הכלי.
2. בחר את הכלי הנכון: בחירת כלי החיתוך המתאימים יכולה לשפר משמעותית את יעילות העיבוד. שמירה על חריף החיתוך יכולה להפחית את כוח החיתוך. טכנולוגיית טחינה עם חלילים מלוטשים ותוספות הניתנות לאינדקס זווית חיובית גבוהה יכולות לעזור להפחית את לחץ החיתוך. במידת הצורך, השתמש בכלים מצופים כדי למזער את דביקות הסגסוגת ולפרק שבבים ארוכים.
3. הזנה קבועה או קצב הזנה מוגבר: שמירה על הזנה קבועה היא קריטית למזעור התקשות העבודה. אם ביצועי הציוד מאפשרים, נסה להגדיל את קצב ההזנה כדי להפחית את משך הזמן שהכלי מבלה בתחום העיבוד, ובכך להפחית את הסיכוי להצטברות חום ולהתקשות עבודה.
4 צמצם את מהירות החיתוך: השתמש ב 1/3 או פחות ממהירות חיתוך הפלדה לצורך עיבוד טיטניום כדי לשלוט על שחרור החום.
5. שנה כלים בהתאם לתהליך: לעיבוד טיטניום בנפח גבוה, עדיפים כלי קרביד; לעיבוד שבבי בנפח נמוך, כלי קרביד במהירות גבוהה מתאימים יותר.
6. השתמש בכלי מכונה נוקשים מאוד: כלי מכונה נוקשים מאוד הם קריטיים לעיבוד סגסוגות טיטניום מוצלחים. מכונת הטחינה האידיאלית של טיטניום חייבת להיות נוקשה, עם ציר שיכול לפעול במהירויות נמוכות ומומנט גבוה לספיגת רטט ולהפחית את הפטפטות במהלך החיתוך.
7. ניקוי רגיל: ניקוי קבוע של ציוד וכלים שבבי מונע מרבצי פסולת שיכולים להשפיע על תוצאות העיבוד.
באמצעות אמצעי הנגד לעיל ניתן לטפל ביעילות באתגרים של עיבוד סגסוגת טיטניום באלקטרוניקה של 3C, וקידום יישום סגסוגת טיטניום בסמארטפונים מתקדמים יותר ואלקטרוניקה צרכנית.
