خصائص مادة سبائك التيتانيوم وخصائص الطحن

في عام 1956 ، قام ماكجيفيلين بتمييز صارم بين سبائك التيتانيوم بناء على الفرق في حالة التلدين ، وحدد أنواعا مختلفة ، مقسمة بشكل أساسي إلى ثلاث فئات: α β و α + β وثلاثة أنواع أخرى من سبائك التيتانيوم....

1 تصنيف سبائك التيتانيوم

في عام 1956 ، قام ماكجيفيلين بتمييز صارم بين سبائك التيتانيوم بناء على الفرق في حالة التلدين ، وحدد أنواعا مختلفة ، مقسمة بشكل أساسي إلى ثلاث فئات: α β و α + β وثلاثة أنواع أخرى من سبائك التيتانيوم.

ينتمي TC4 (Ti-6Al-4V) إلى هيكل المرحلة α + β ، وهو سبيكة التيتانيوم بأكبر كمية وسبيكة التيتانيوم مع بيانات الأداء الأكثر اكتمالا. الألومنيوم والفاناديوم هي عناصر السبائك الرئيسية الموجودة في TC4 (Ti-6Al-4V). ، والألومنيوم هو عنصر استقرار ألفا، والفاناديوم هو عنصر تثبيت بيتا.

2 خصائص تكنولوجيا المعالجة

من الصعب جدا معالجة سبائك التيتانيوم TC4. تختلف العملية الشاملة للتيتانيوم وسبائك التيتانيوم اختلافا كبيرا عن الفولاذ وسبائك الألومنيوم والعديد من المعادن الثقيلة من حيث البنية البلورية والخواص الفيزيائية والخصائص الكيميائية. العوامل الثلاثة التالية تحدد سبائك التيتانيوم هي معادن صلبة للعمل معها.

(1) بسبب عدم استقرار تركيبته الكيميائية. سوف تتفاعل سبائك التيتانيوم TC4 كيميائيا مع الأكسجين والنيتروجين تحت التشوه الحراري ، وحتى تتفاعل كيميائيا مع بعض الغازات المحتوية على الأكسجين ، وسينتج التفاعل جلد أكسيد متصل بسطح قطعة العمل. إذا كانت درجة الحرارة أعلى ، فستصل إلى 900 درجة مئوية في الحالات المذكورة أعلاه ، فإن مقياس الأكسيد المتصل بسطح قطعة العمل سينتج مقاييس ، بحيث من المحتمل أن تخترق عناصر الأكسجين والنيتروجين وتنتشر في المعدن ، وفي النهاية سيتم تشكيل طبقة الحصول على السطح. صلابة أعلى وأقل لدونة هي خصائص هذه الطبقة getter.

(2) ينتمي أداء الأسمنت في الهيكل المعدني إلى مركب Fe-C معقد ، ويمكن أن تصل صلابة فيكرز إلى HV1100 على أعلى مستوى ، وصلابة التأثير تكاد تكون معدومة.

(3) الموصلية الحرارية ليست عالية: إذا تمت مقارنة الموصلية الحرارية لسبائك التيتانيوم مع سبائك أخرى مثل سبائك الألومنيوم ، فهي فقط حوالي 1/15 من سبائك الألومنيوم وحوالي 1/5 من سبائك الصلب. الموصلية الحرارية والتوصيل الحراري لسبائك التيتانيوم أقل بكثير من سبائك الألومنيوم والفولاذ. هم فقط حوالي 1/15 من سبائك الألومنيوم وحوالي 2/7 من تلك المصنوعة من الفولاذ. التأثير على جودة المعالجة السطحية لبعض أجزاء سبائك التيتانيوم كبير نسبيا.

3 خصائص الطحن

نظرا لأن سبائك التيتانيوم لها خصائص مادية مثل القوة العالية ، والاستقرار الحراري الجيد ، وقوة درجة الحرارة العالية ، والنشاط الكيميائي العالي ، والتوصيل الحراري المنخفض ، ومعامل المرونة المنخفض ، فمن الصعب جدا طحنها ، وهي واحدة من أصعب المواد التي يجب معالجتها. وبهذه الطريقة ، يكون نطاق الترويج والتطبيق محدودا للغاية ، لأن أداء طحن سبائك التيتانيوم ضعيف للغاية ، وهناك مثل هذه المشاكل وغيرها في الطحن.

خصائص الطحن الرئيسية لسبائك التيتانيوم TC4 هي كما يلي:

(1) مشكلة الترابط لعجلة الطحن خطيرة. يتم التصاق سبائك التيتانيوم بسطح عجلة الطحن ، وسطح الترابط يشبه الدخان. السبب الرئيسي هو أن المادة الملتصقة تسقط أثناء عملية الطحن ، مما سيؤدي إلى كسر الجسيمات الكاشطة وسقوطها ، مما سيؤدي في النهاية إلى تلف عجلة الطحن بشكل خطير.

(2) قوة الطحن كبيرة ودرجة حرارة الطحن عالية. خلال اختبار الطحن أحادي الحبة ، وجد أنه عند طحن سبائك التيتانيوم ، كانت عملية الانزلاق تمثل نسبة كبيرة ، وكان وقت التلامس بين الحبوب الكاشطة وقطعة العمل قصيرا جدا ، مما أدى إلى احتكاك شديد وتشوه شديد مرن وبلاستيكي ، ثم يتم طحن سبيكة التيتانيوم إلى رقائق ، مما يولد الكثير من حرارة الطحن. في هذا الوقت ، يمكن أن تصل درجة حرارة الطحن إلى حوالي 1500 درجة مئوية.

(3) سوف ينتج عن الطحن رقائق متتالية ، ويرجع ذلك أساسا إلى تشوه معقد. تتشكل الرقائق على شكل شريط في الغالب عند طحن 45 فولاذا بعجلة طحن كوروندوم بيضاء (WA60KV) ، ويتم تشكيل رقائق مقذوفة مغلفة في الغالب عند طحن سبائك التيتانيوم مع عجلة طحن كربيد السيليكون الأخضر (GC46KV).

(4) في ظل ظروف درجات الحرارة العالية ، يكون النشاط الكيميائي لسبائك التيتانيوم TC4 نشطا للغاية ، ومن السهل التفاعل بعنف مع الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين والعناصر الأخرى في الهواء لتشكيل مواد صلبة هشة مثل ثاني أكسيد التيتانيوم ونتريد التيتانيوم وهيدريد التيتانيوم. طبقة متحولة ، مما يؤدي إلى انخفاض في لدونة TC4.

(5) في عملية طحن سبائك التيتانيوم ، تتأثر بالمشاكل التي يصعب حلها ، ويرجع ذلك أساسا إلى صعوبة تصدير حرارة الطحن التي يتم إدخالها في قطعة العمل ، ومن السهل تشويه قطعة العمل وحرقها وحتى التسبب في بعض الشقوق. سيكون هناك درجات متفاوتة من الخشونة.

4. ابتكار تكنولوجيا الطحن

4.1 التدابير المثبطة لمعالجة حروق الطحن والشقوق

هناك بعض المشاكل عند استخدام عجلة الطحن لمعالجة سبائك التيتانيوم TC4. الأكثر خطورة هو ظاهرة الالتصاق. نظرا للسرعة العالية ، فإن قوة الطحن ودرجة الحرارة مرتفعة نسبيا ، مما سيحرق السطح ويسبب تشققات. قام Ren Jingxin وآخرون ببعض الأبحاث التجريبية للحد من ظاهرة الحروق والشقوق أثناء المعالجة. يشعرون أنه يمكن استخدام عجلات طحن أكثر نعومة ، مثل عجلات طحن كربيد السيليكون أو كربيد السيليكون السيريوم بدلا من عجلات طحن كوروندوم ، ويتم استخدام عجلات طحن كوروندوم. الترابط الراتنج ، في حين أن الأول يستخدم الترابط الخزفي. وينبغي أيضا الانتباه إلى معلمات المعالجة ، على سبيل المثال ، يجب ألا تكون سرعة عجلة الطحن سريعة جدا ، ويجب ألا يتجاوز التحليل التجريبي 20 مترا في الثانية ، ويجب ألا يكون عمق الطحن أكثر من اللازم ، ولا يزيد عن 0.02 مم ، كما أن سرعة تحريك قطعة العمل مطلوبة أيضا ، حوالي 12-16 في غضون دقائق ، يجب ألا يبدد سائل الطحن الحرارة جيدا فحسب ، بل يجب أن يؤكد أيضا على تأثير التشحيم ، والذي يمكن أن يقمع بشكل فعال حدوث الترابط. إذا كان الطحن الجاف ، يمكن نقع مواد التشحيم بمواد التشحيم الصلبة. تسرب عجلة الطحن.

4.2 ظاهرة الالتصاق عجلة الطحن في طحن سبائك التيتانيوم وتدابير قمعها

نظرا لدرجة حرارة الطحن العالية والقوة الطبيعية الكبيرة في عملية طحن سبائك التيتانيوم ، سيحدث تشوه بلاستيكي شديد في سبائك التيتانيوم في منطقة الطحن ، وسيحدث الاتصال المادي بين المادة الكاشطة والمعدن. أو الامتزاز الكيميائي ينتج تأثير الترابط ؛ يحدث نقل المعدن المراد طحنه إلى الجسيمات الكاشطة بسبب تأثير قوة القص ، مما يؤدي إلى ربط عجلة الطحن. أخيرا ، يتم كسر الحبوب الكاشطة. عندما تتجاوز قوة الطحن قوة الترابط بين الحبوب الكاشطة ، سيتم تقشير الحبوب الكاشطة والرابطة من عجلة الطحن.

4.3 طحن عالي السرعة وعالي الكفاءة

قام بعض العلماء بطحن عالي السرعة وعالي الكفاءة لمواد سبائك التيتانيوم TC4 على آلة الطحن فائقة السرعة التي صممها وصنعها المركز الوطني لبحوث تكنولوجيا هندسة الطحن عالي الكفاءة بجامعة هونان. في البحث ، تم تحليل قانون تأثير قوة الطحن لكل وحدة مساحة وطاقة طحن محددة بواسطة كمية الطحن. إذا زادت السرعة الخطية مقابل عجلة الطحن ، فستنخفض قوة الطحن لكل وحدة مساحة بشكل كبير ، ولكن إذا زادت سرعة الجدول vw وعمق الطحن ap ، فستزداد قوة الطحن لكل وحدة مساحة. عندما تزداد السرعة الخطية لعجلة الطحن مقابل السرعة ، تزداد طاقة الطحن المحددة ، ولكن عندما تزداد سرعة الطاولة في فولكس فاجن وعمق الطحن ap ، تنخفض طاقة الطحن المحددة.