Pada tahun 1956, McGevellen membuat perbezaan yang ketat antara aloi titanium berdasarkan perbezaan dalam keadaan penyepuhlindapan, dan menggambarkan jenis yang berbeza, terutamanya dibahagikan kepada tiga kategori: α, β dan α+β dan tiga jenis aloi titanium yang lain....
1 Klasifikasi aloi titanium
Pada tahun 1956, McGevellen membuat perbezaan yang ketat antara aloi titanium berdasarkan perbezaan dalam keadaan penyepuhlindapan, dan menggambarkan jenis yang berbeza, terutamanya dibahagikan kepada tiga kategori: α, β dan α+β dan tiga jenis aloi titanium yang lain.
TC4 (Ti-6Al-4V) tergolong dalam struktur fasa α+β, iaitu aloi titanium dengan jumlah terbesar dan aloi titanium dengan data prestasi yang paling lengkap. Aluminium dan vanadium adalah elemen aloi utama yang terkandung dalam TC4 (Ti-6Al-4V). , aluminium adalah elemen penstabilan alfa, dan vanadium adalah elemen penstabilan beta.
2 Ciri-ciri teknologi pemprosesan
Aloi titanium TC4 sangat sukar untuk diproses. Proses komprehensif titanium dan aloi titanium sangat berbeza dengan keluli, aloi aluminium dan banyak logam berat dari segi struktur kristal, sifat fizikal dan sifat kimia. Tiga faktor berikut menentukan aloi titanium adalah logam keras untuk digunakan.
(1) Kerana ketidakstabilan komposisi kimianya. Aloi titanium TC4 akan bertindak balas secara kimia dengan oksigen dan nitrogen di bawah ubah bentuk haba, dan juga kimia bertindak balas dengan beberapa gas yang mengandungi oksigen, dan tindak balas akan menghasilkan kulit oksida yang melekat pada permukaan bahan kerja. Sekiranya suhu lebih tinggi, ia akan mencapai 900 °C Dalam kes-kes di atas, skala oksida yang dilampirkan pada permukaan bahan kerja akan menghasilkan skala, supaya unsur oksigen dan nitrogen mungkin menembusi dan meresap ke dalam logam, dan akhirnya lapisan gettering permukaan akan terbentuk. Kekerasan yang lebih tinggi dan keplastikan yang lebih rendah adalah ciri-ciri lapisan getter ini.
(2) Prestasi simenit dalam struktur metalografi tergolong dalam sebatian Fe-C yang kompleks, kekerasan Vickers boleh mencapai HV1100 pada tahap tertinggi, dan ketahanan impak hampir tidak.
(3) Kekonduksian terma tidak tinggi: jika kekonduksian terma aloi titanium dibandingkan dengan aloi lain seperti aloi aluminium, ia hanya kira-kira 1/15 daripada aloi aluminium dan kira-kira 1/5 daripada keluli. Kekonduksian terma dan kekonduksian terma aloi titanium jauh lebih rendah daripada aloi aluminium dan keluli. Mereka hanya kira-kira 1/15 daripada aloi aluminium dan kira-kira 2/7 daripada keluli. Kesan pada kualiti pemprosesan permukaan beberapa bahagian aloi titanium agak besar.
3 Ciri-ciri pengisaran
Kerana aloi titanium mempunyai sifat material seperti kekuatan tinggi, kestabilan haba yang baik, kekuatan suhu tinggi, aktiviti kimia yang tinggi, kekonduksian terma yang rendah, dan modulus elastik yang rendah, sangat sukar untuk mengisar, dan ia adalah salah satu bahan yang paling sukar untuk diproses. Dengan cara ini, julat promosi dan aplikasinya sangat terhad, kerana prestasi pengisaran aloi titanium sangat miskin, dan terdapat masalah seperti itu dan lain-lain dalam pengisaran.
Ciri-ciri pengisaran utama aloi titanium TC4 adalah seperti berikut:
(1) Masalah ikatan roda pengisaran adalah serius. Aloi Titanium dipatuhi pada permukaan roda pengisaran, dan permukaan ikatan adalah seperti asap. Sebab utama adalah bahawa bahan yang melekat jatuh semasa proses pengisaran, yang akan menyebabkan zarah-zarah kasar pecah dan jatuh, yang akhirnya akan merosakkan roda pengisaran dengan serius.
(2) Daya pengisaran adalah besar dan suhu pengisaran adalah tinggi. Semasa ujian pengisaran bijirin tunggal, didapati bahawa apabila mengisar aloi titanium, proses gelongsor menyumbang sebahagian besar, dan masa hubungan antara bijirin yang kasar dan bahan kerja adalah sangat pendek, mengakibatkan geseran yang teruk dan ubah bentuk elastik dan plastik yang teruk, dan kemudian aloi titanium dikisar menjadi cip, yang menghasilkan banyak haba pengisaran. Pada masa ini, suhu pengisaran boleh mencapai sehingga kira-kira 1500 °C.
(3) Pengisaran akan menghasilkan cip melata, terutamanya disebabkan oleh ubah bentuk yang kompleks. Cip berbentuk band kebanyakannya terbentuk apabila mengisar 45 keluli dengan roda pengisaran corundum putih (WA60KV), dan cip tersemperit berlapis kebanyakannya terbentuk apabila mengisar aloi titanium dengan roda pengisaran silikon silikon hijau (GC46KV).
(4) Di bawah keadaan suhu tinggi, aktiviti kimia aloi titanium TC4 agak aktif, dan mudah untuk bertindak balas dengan ganas dengan oksigen, nitrogen, hidrogen dan unsur-unsur lain di udara untuk membentuk bahan keras rapuh seperti titanium dioksida, titanium nitride, dan titanium hidrida. Lapisan metamorfik, yang membawa kepada pengurangan keplastikan TC4.
(5) Dalam proses pengisaran aloi titanium, ia dipengaruhi oleh masalah yang sukar diselesaikan, terutamanya kerana haba pengisaran yang diperkenalkan ke dalam bahan kerja sukar untuk dieksport, dan mudah untuk mengubah bentuk bahan kerja, membakarnya, dan juga menyebabkan beberapa keretakan. Akan ada tahap kekasaran yang berbeza-beza.
4. Inovasi teknologi pengisaran
4.1 Langkah-langkah pencegahan untuk menangani luka bakar dan retak pengisaran
Terdapat beberapa masalah apabila menggunakan roda pengisaran untuk memproses aloi titanium TC4. Yang lebih serius ialah fenomena lekatan. Oleh kerana kelajuan tinggi, daya pengisaran dan suhu agak tinggi, yang akan membakar permukaan dan menyebabkan keretakan. Ren Jingxin dan lain-lain telah melakukan beberapa penyelidikan eksperimen untuk mengurangkan fenomena luka bakar dan retak semasa pemprosesan. Mereka merasakan bahawa roda pengisaran yang lebih lembut boleh digunakan, seperti silikon karbida atau roda pengisaran silikon dan bukannya roda pengisar corundum, dan roda pengisar corundum digunakan. Ikatan resin, manakala yang pertama menggunakan ikatan seramik. Dan parameter pemprosesan juga perlu diberi perhatian kepada, sebagai contoh, kelajuan roda pengisaran tidak boleh terlalu cepat, analisis eksperimen tidak boleh melebihi 20 meter sesaat, kedalaman pengisaran tidak boleh terlalu banyak, tidak lebih daripada 0.02 mm, dan kelajuan bergerak bahan kerja juga diperlukan, kira-kira 12-16 Dalam beberapa minit, cecair pengisaran bukan sahaja harus menghilangkan haba dengan baik, tetapi juga menekankan kesan pelincirnya, yang dapat menekan berlakunya ikatan dengan berkesan. Sekiranya ia adalah pengisaran kering, pelincir boleh direndam dengan pelincir pepejal. roda pengisaran rembesan.
4.2 Fenomena melekat roda pengisaran dalam pengisaran aloi titanium dan langkah-langkah penindasannya
Oleh kerana suhu pengisaran yang tinggi dan daya normal yang besar dalam proses pengisaran aloi titanium, ubah bentuk plastik yang teruk akan berlaku dalam aloi titanium di zon pengisaran, dan hubungan fizikal antara kasar dan logam akan berlaku. atau penjerapan kimia menghasilkan kesan ikatan; pemindahan logam untuk menjadi tanah kepada zarah-zarah yang kasar disebabkan oleh pengaruh daya ricih, yang membawa kepada ikatan roda pengisaran. Akhirnya, bijirin yang kasar rosak. Apabila daya pengisaran melebihi daya ikatan antara bijirin yang kasar, bijirin yang kasar dan ikatan akan dikupas dari roda pengisaran.
4.3 Pengisaran berkelajuan tinggi dan kecekapan tinggi
Sesetengah sarjana telah menjalankan pengisaran berkelajuan tinggi dan kecekapan tinggi bahan aloi titanium TC4 pada mesin pengisar berkelajuan ultra tinggi yang direka dan dihasilkan oleh Pusat Penyelidikan Teknologi Kejuruteraan Pengisaran Kecekapan Tinggi Kebangsaan Universiti Hunan. Dalam penyelidikan, undang-undang pengaruh daya pengisaran per unit kawasan dan tenaga pengisaran tertentu dengan jumlah pengisaran dianalisis. Sekiranya halaju linear vs roda pengisaran meningkat, daya pengisaran per unit kawasan akan berkurangan dengan ketara, tetapi jika kelajuan meja vw dan kedalaman pengisaran ap meningkat, daya pengisaran per unit kawasan akan meningkat. Apabila halaju linear roda pengisaran vs meningkat, tenaga pengisaran tertentu meningkat, tetapi apabila kelajuan meja vw dan kedalaman pengisaran ap meningkat, tenaga pengisaran tertentu berkurangan.