टाइटेनियम को मशीन करना कठिन क्यों है?

टाइटेनियम मिश्र धातुओं की चार विशेषताएँ, जिनमें कम तापीय चालकता, कठोर कार्य कठोरता, काटने के औजारों के साथ उच्च आत्मीयता और छोटे प्लास्टिक विरूपण शामिल हैं, आवश्यक कारण हैं कि टाइटेनियम मिश्र धातुओं को संसाधित करना मुश्किल है। इसका कटिंग इंडेक्स केवल फ्री-कटिंग स्टील के 20% के बराबर है।

कम तापीय चालकता

टाइटेनियम मिश्र धातु की ऊष्मीय चालकता 45# स्टील की तुलना में केवल 16% है। प्रसंस्करण के दौरान गर्मी को समय पर बाहर नहीं निकाला जा सकता है, जिससे कटिंग एज पर स्थानीय उच्च तापमान उत्पन्न होता है (प्रसंस्करण के दौरान टूल टिप का तापमान 45# स्टील के तापमान से दोगुना से अधिक होता है), जो आसानी से उपकरण के प्रसार पहनने का कारण बन सकता है।

कठोर परिश्रम

टाइटेनियम मिश्र धातु की कार्य सख्त घटना स्पष्ट है, और सतह सख्त परत स्टेनलेस स्टील की तुलना में अधिक गंभीर है, जो बाद के प्रसंस्करण में कुछ कठिनाइयों का कारण बनेगी, जैसे उपकरण सीमा को बढ़ी हुई क्षति।

चाकुओं से बहुत लगाव

टाइटेनियम युक्त कार्बाइड के साथ गंभीर संबंध।

लघु प्लास्टिक विरूपण

यह 45 स्टील के लोचदार मापांक का लगभग 1/2 है, इसलिए लोचदार वसूली बड़ी है और घर्षण गंभीर है। इसी समय, वर्कपीस भी क्लैम्पिंग विरूपण के लिए प्रवण है।

टाइटेनियम मिश्रधातुओं के प्रसंस्करण हेतु प्रक्रिया ज्ञान

टाइटेनियम मिश्र धातुओं के प्रसंस्करण तंत्र को समझने और पिछले अनुभव को जोड़ने के आधार पर, टाइटेनियम मिश्र धातुओं के प्रसंस्करण के लिए मुख्य प्रक्रिया जानकारी इस प्रकार है:

(1) काटने के बल, काटने की गर्मी और वर्कपीस के विरूपण को कम करने के लिए सकारात्मक कोण ज्यामिति के साथ आवेषण का उपयोग करें।

(2) वर्कपीस को सख्त होने से बचाने के लिए निरंतर फीड बनाए रखें। काटने की प्रक्रिया के दौरान टूल हमेशा फीड अवस्था में होना चाहिए। मिलिंग के दौरान रेडियल टूल एंगेजमेंट राशि ae त्रिज्या का 30% होनी चाहिए।

(3) मशीनिंग प्रक्रिया की थर्मल स्थिरता सुनिश्चित करने और अत्यधिक तापमान के कारण वर्कपीस सतह के अध: पतन और उपकरण क्षति को रोकने के लिए उच्च दबाव और उच्च प्रवाह वाले कटिंग तरल पदार्थ का उपयोग करें।

(4) ब्लेड की धार को तेज़ रखें। कुंद औजार गर्मी संचय और घिसाव का कारण बनते हैं, जिससे आसानी से औजार खराब हो सकता है।

(5) टाइटेनियम मिश्र धातु को यथासंभव नरम अवस्था में संसाधित करें, क्योंकि शमन के बाद सामग्री को संसाधित करना अधिक कठिन हो जाता है, और गर्मी उपचार से सामग्री की ताकत बढ़ जाती है और ब्लेड पहनने में वृद्धि होती है।

(6) कटिंग एज में जितना संभव हो सके उतना काटने के लिए एक बड़े टूल टिप आर्क रेडियस या चैम्फर का उपयोग करें। यह हर बिंदु पर कटिंग बल और गर्मी को कम करता है और स्थानीय टूट-फूट को रोकता है। टाइटेनियम मिश्र धातु की मिलिंग करते समय, कटिंग मापदंडों में से, कटिंग गति का टूल लाइफ पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है, उसके बाद रेडियल टूल एंगेजमेंट (मिलिंग डेप्थ) का स्थान आता है।

टाइटेनियम प्रसंस्करण समस्याओं को हल करने के लिए ब्लेड से शुरुआत करें

टाइटेनियम मिश्र धातुओं की मशीनिंग करते समय ब्लेड का ग्रूव वियर होता है, जो कटिंग डेप्थ दिशा के साथ पीछे और सामने के हिस्से का स्थानीय वियर होता है। यह अक्सर पिछली प्रोसेसिंग द्वारा छोड़ी गई सख्त परत के कारण होता है। 800 डिग्री से अधिक के प्रोसेसिंग तापमान पर टूल और वर्कपीस मटेरियल के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया और प्रसार भी ग्रूव वियर के कारणों में से एक है। क्योंकि मशीनिंग प्रक्रिया के दौरान, वर्कपीस के टाइटेनियम अणु ब्लेड के सामने जमा हो जाते हैं और उच्च दबाव और उच्च तापमान के तहत ब्लेड से "वेल्डेड" हो जाते हैं, जिससे बिल्ट-अप एज बनता है। जब बिल्ट-अप एज कटिंग एज से अलग हो जाता है, तो यह इंसर्ट की कार्बाइड कोटिंग को अपने साथ ले जाता है, इसलिए टाइटेनियम मशीनिंग के लिए विशेष इंसर्ट मटेरियल और ज्यामिति की आवश्यकता होती है।

टाइटेनियम मशीनिंग के लिए उपयुक्त उपकरण संरचना

टाइटेनियम मिश्र धातु प्रसंस्करण का ध्यान गर्मी पर है। गर्मी को जल्दी से हटाने के लिए कटिंग एज पर बड़ी मात्रा में उच्च दबाव वाले कटिंग द्रव का तुरंत और सटीक रूप से छिड़काव किया जाना चाहिए। टाइटेनियम मिश्र धातु प्रसंस्करण के लिए विशेष रूप से बाजार पर मिलिंग कटर की अनूठी संरचनाएं हैं।

विशिष्ट यांत्रिक प्रसंस्करण विधियों से शुरुआत करें

मोड़

टाइटेनियम मिश्र धातु उत्पादों को मोड़ते समय, बेहतर सतह खुरदरापन प्राप्त करना आसान होता है और काम सख्त होना गंभीर नहीं होता है, लेकिन काटने का तापमान अधिक होता है और उपकरण जल्दी खराब हो जाता है। इन विशेषताओं के जवाब में, उपकरण और काटने के मापदंडों के संदर्भ में मुख्य रूप से निम्नलिखित उपाय किए जाते हैं:

उपकरण सामग्री: YG6, YG8, YG10HT का चयन कारखाने की मौजूदा स्थितियों के अनुसार किया जाता है।

उपकरण ज्यामितीय पैरामीटर: उपयुक्त उपकरण सामने और पीछे के कोण और उपकरण टिप गोलाई।

कम काटने की गति, मध्यम फ़ीड दर, गहरी काटने की गहराई, पर्याप्त शीतलन। बाहरी सर्कल को मोड़ते समय, टूल टिप वर्कपीस के केंद्र से अधिक नहीं हो सकती है, अन्यथा टूल को बांधना आसान है। जब मोड़ खत्म हो रहा हो और पतली दीवार वाले हिस्सों को मोड़ रहा हो, तो टूल मुख्य विक्षेपण कोण बड़ा होना चाहिए, आमतौर पर 75 से 90 डिग्री।

पिसाई

टाइटेनियम मिश्र धातु उत्पादों की मिलिंग टर्निंग की तुलना में अधिक कठिन है, क्योंकि मिलिंग रुक-रुक कर काटने वाली प्रक्रिया है, और चिप्स ब्लेड के साथ बंधना आसान है। जब चिप-चिपकने वाले दांत फिर से वर्कपीस में कट जाते हैं, तो चिप्स खटखटाए जाते हैं और उपकरण सामग्री का एक छोटा टुकड़ा निकाल लेते हैं, जिससे एक चिपिंग ब्लेड बनता है जो उपकरण के स्थायित्व को बहुत कम कर देता है।

मिलिंग विधि: सामान्यतः डाउन मिलिंग का प्रयोग किया जाता है।

उपकरण सामग्री: उच्च गति स्टील M42.

आम तौर पर, मिश्र धातु इस्पात के प्रसंस्करण में डाउन मिलिंग का उपयोग नहीं किया जाता है। मशीन टूल स्क्रू और नट के बीच क्लीयरेंस के प्रभाव के कारण, डाउन मिलिंग के दौरान, मिलिंग कटर वर्कपीस पर कार्य करता है, और फ़ीड दिशा में घटक बल फ़ीड दिशा के समान होता है, जो आसानी से वर्कपीस टेबल को ढहने का कारण बनता है। रुक-रुक कर होने वाली हरकतें होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप चाकू की मार होती है। डाउन मिलिंग के लिए, कटर के दांत जब काटने लगते हैं तो कठोर त्वचा से टकराते हैं, जिससे कटर टूट जाता है। हालाँकि, चूँकि अप-मिलिंग चिप्स पतले से मोटे में बदल जाते हैं, इसलिए उपकरण प्रारंभिक कट के दौरान वर्कपीस के साथ शुष्क घर्षण के लिए प्रवण होता है, जो चिप चिपकने और उपकरण के किनारे के छिलने को बढ़ाता है। टाइटेनियम मिश्र धातु को सुचारू रूप से मिल करने के लिए, यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि सामान्य मानक मिलिंग कटर की तुलना में, रेक कोण को कम किया जाना चाहिए और राहत कोण को बढ़ाया जाना चाहिए। मिलिंग की गति कम होनी चाहिए। तेज दांत वाले मिलिंग कटर का उपयोग करने की कोशिश करें और फावड़ा दांत वाले मिलिंग कटर का उपयोग करने से बचें।

दोहन

टाइटेनियम मिश्र धातु उत्पादों को टैप करते समय, चिप्स छोटे होते हैं और ब्लेड और वर्कपीस के साथ आसानी से जुड़ जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बड़ी सतह खुरदरी और उच्च टॉर्क होता है। टैप के दौरान अनुचित टैप चयन और अनुचित संचालन से आसानी से काम सख्त हो सकता है, प्रसंस्करण दक्षता बेहद कम हो सकती है और कभी-कभी टैप टूट सकता है।

सही धागे के साथ जंप-थ्रेड टैप को प्राथमिकता देना आवश्यक है। दांतों की संख्या मानक टैप की तुलना में कम होनी चाहिए, आमतौर पर 2 से 3 दांत। कटिंग टेपर कोण बड़ा होना चाहिए, और टेपर भाग आम तौर पर 3 से 4 थ्रेड लंबाई का होता है। चिप हटाने की सुविधा के लिए, कटिंग कोन पर एक नकारात्मक झुकाव कोण भी लगाया जा सकता है। टैप की कठोरता बढ़ाने के लिए छोटे टैप का उपयोग करने का प्रयास करें। टैप और वर्कपीस के बीच घर्षण को कम करने के लिए टैप का रिवर्स टेपर भाग मानक से उचित रूप से बड़ा होना चाहिए।

रीमिंग

टाइटेनियम मिश्र धातु को रीमिंग करते समय उपकरण का घिसाव गंभीर नहीं होता है, और कार्बाइड और हाई-स्पीड स्टील रीमर दोनों का उपयोग किया जा सकता है। कार्बाइड रीमर का उपयोग करते समय, रीमर को छिलने से रोकने के लिए ड्रिलिंग के समान प्रक्रिया प्रणाली कठोरता को अपनाया जाना चाहिए। टाइटेनियम मिश्र धातु को रीमिंग करते समय होने वाली मुख्य समस्या यह है कि रीमिंग की फिनिश अच्छी नहीं होती है। ब्लेड को छेद की दीवार से बंधने से रोकने के लिए रीमर ब्लेड की चौड़ाई को एक छेनी से संकीर्ण किया जाना चाहिए। हालाँकि, पर्याप्त मजबूती सुनिश्चित की जानी चाहिए। आम तौर पर, ब्लेड की चौड़ाई 0.1~0.15 मिमी होती है।

कटिंग एज और कैलिब्रेशन भाग के बीच संक्रमण बिंदु एक चिकनी चाप होना चाहिए। इसे पहनने और आंसू के बाद समय में पीसना चाहिए, और प्रत्येक दांत का चाप आकार सुसंगत होना चाहिए; यदि आवश्यक हो, तो अंशांकन भाग के पीछे के टेपर को बढ़ाया जा सकता है।

ड्रिलिंग

टाइटेनियम मिश्र धातुओं की ड्रिलिंग करना मुश्किल है, और मशीनिंग प्रक्रिया के दौरान अक्सर बर्नआउट और ड्रिल टूटना होता है। यह मुख्य रूप से कई कारणों से होता है जैसे कि ड्रिल बिट की खराब शार्पनिंग, असामयिक चिप हटाना, खराब कूलिंग और प्रक्रिया प्रणाली की खराब कठोरता। इसलिए, टाइटेनियम मिश्र धातुओं की ड्रिलिंग करते समय, उचित ड्रिल बिट शार्पनिंग, बड़े वर्टेक्स एंगल, कम बाहरी किनारे रेक एंगल, बढ़े हुए बाहरी किनारे रिलीफ एंगल और मानक ड्रिल बिट्स की तुलना में 2 से 3 गुना तक बैक टेंपर बढ़ाने पर ध्यान देना चाहिए। उपकरण को बार-बार वापस खींचे और चिप्स को तुरंत हटा दें, चिप्स के आकार और रंग पर ध्यान दें। यदि ड्रिलिंग के दौरान चिप्स पंखदार दिखाई देते हैं या रंग बदलते हैं, तो यह इंगित करता है कि ड्रिल बिट सुस्त है और उपकरण को समय पर बदला और तेज किया जाना चाहिए।

ड्रिलिंग डाई को वर्कबेंच पर फिक्स किया जाना चाहिए, ड्रिलिंग डाई की गाइडिंग सतह प्रोसेसिंग सतह के करीब होनी चाहिए, और जितना संभव हो सके एक छोटी ड्रिल बिट का उपयोग किया जाना चाहिए। ध्यान देने योग्य एक और मुद्दा यह है कि जब मैनुअल फीडिंग का उपयोग किया जाता है, तो ड्रिल बिट को छेद में आगे या पीछे नहीं बढ़ना चाहिए, अन्यथा ड्रिल एज मशीनी सतह के खिलाफ रगड़ जाएगा, जिससे काम सख्त हो जाएगा और ड्रिल बिट कुंद हो जाएगा।

पिसाई

टाइटेनियम मिश्र धातु भागों को पीसने में आम समस्याएँ भागों की सतह पर चिपके हुए चिप्स और जलन के कारण पीसने वाले पहिये का बंद होना है। इसका कारण यह है कि टाइटेनियम मिश्र धातु की तापीय चालकता खराब है, जो पीसने वाले क्षेत्र में उच्च तापमान का कारण बनती है, जिससे टाइटेनियम मिश्र धातु और अपघर्षक के बीच संबंध, प्रसार और मजबूत रासायनिक प्रतिक्रिया होती है। चिपचिपे चिप्स और पीसने वाले पहिये का बंद होना पीसने के अनुपात में महत्वपूर्ण कमी लाता है। प्रसार और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, पीसने वाली सतह पर वर्कपीस जल जाता है, जिसके परिणामस्वरूप भाग की थकान शक्ति में कमी आती है। टाइटेनियम मिश्र धातु कास्टिंग को पीसते समय यह अधिक स्पष्ट होता है।

इस समस्या को हल करने के लिए निम्नलिखित उपाय किए गए हैं:

उपयुक्त पीसने वाले पहिये की सामग्री चुनें: हरा सिलिकॉन कार्बाइड TL. थोड़ी कम पीसने वाले पहिये की कठोरता: ZR1.

टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री के प्रसंस्करण की समग्र दक्षता में सुधार करने के लिए, टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री की कटाई को उपकरण सामग्री, काटने वाले तरल पदार्थ और प्रसंस्करण प्रक्रिया मापदंडों के पहलुओं से नियंत्रित किया जाना चाहिए।