टाइटेनियम मिश्र धातुओं की परिशुद्धता मशीनिंग: व्यावहारिक नियम

टूल के तहत टाइटेनियम अलग व्यवहार क्यों करता है?

तीन गुण टाइटेनियम भागों पर आने वाली लगभग हर मशीनी समस्या की व्याख्या करते हैं। तापीय चालकता कम है, स्टील के लिए लगभग 50 W/m·K के मुकाबले लगभग 7 W/m·K, इसलिए काटने के किनारे पर उत्पन्न गर्मी चिप में नहीं जा सकती है और टिप पर एक संकीर्ण क्षेत्र में केंद्रित होती है। लोचदार मापांक लगभग 110 GPa है, जो स्टील का लगभग आधा है, इसलिए वर्कपीस और उपकरण विक्षेपित होते हैं और पीछे की ओर झुकते हैं, फ्लैंक को उस सतह के खिलाफ रगड़ते हैं जिसे अभी काटा गया है। और टाइटेनियम उच्च तापमान पर रासायनिक रूप से प्रतिक्रियाशील होता है, इसलिए यह उपकरण सामग्री को वेल्ड करने और पर्यावरण से ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और हाइड्रोजन लेने की प्रवृत्ति रखता है।

व्यावहारिक प्रभाव हैं तेजी से गड्ढा और फ्लैंक घिसना, किनारों का टूटना, निर्मित किनारा, मशीनी सतह का सख्त होना और पतली विशेषताओं पर खराब आयामी नियंत्रण। मशीनिंग सतह की परत को भी सख्त कर देती है, इसलिए दूसरा पास पहले की तुलना में सामग्री को अधिक मजबूती से काटता है।

टूलींग चयन

मजबूत किनारे की तैयारी के साथ तेज, सकारात्मक रेक कार्बाइड आवेषण का उपयोग करें; एक कुंद या तराशा हुआ किनारा रगड़ता है और हटाने की तुलना में अधिक गर्मी उत्पन्न करता है।

महीन दाने वाली संरचना वाले अनकोटेड कार्बाइड ग्रेड मानक प्रारंभिक बिंदु हैं; टाइटेनियम एल्यूमीनियम नाइट्राइड जैसी पीवीडी कोटिंग्स निरंतर कटौती में जीवन का विस्तार करती हैं।

ऐसे कोटिंग्स और उपकरण सामग्रियों से बचें जो तापमान पर टाइटेनियम के साथ दृढ़ता से प्रतिक्रिया करते हैं, और कभी भी क्लोरीन युक्त काटने वाले तरल पदार्थ का उपयोग न करें, क्योंकि क्लोराइड टाइटेनियम के तनाव क्षरण को बढ़ावा देते हैं।

डायमंड और क्यूबिक बोरॉन नाइट्राइड उपकरण फिनिशिंग और उच्च मात्रा के काम के लिए उपयुक्त हैं लेकिन बाधित कटौती से बचने के लिए कठोर मशीनों की आवश्यकता होती है।

टूल ओवरहैंग को छोटा और होल्डर को कठोर रखें; ओवरहैंग में थोड़ी सी वृद्धि काटने के मापदंडों की तुलना में कंपन को कहीं अधिक बढ़ा देती है।

पैरामीटर काटना और विंडोज़ प्रोसेस करना

प्रति दांत फ़ीड को इतना ऊंचा रखा जाता है कि रगड़ने के बजाय किनारे कटते रहें, आमतौर पर मिलिंग के लिए 0.05 से 0.15 मिमी और मोड़ने के लिए 0.1 से 0.3 मिमी प्रति क्रांति। कट की गहराई उतनी ही ली जाती है जितनी मशीन रफिंग में अनुमति देती है, क्योंकि बार-बार उथले गुजरने से सतह पर देखे जाने वाले ताप चक्रों की संख्या कई गुना बढ़ जाती है। पतले भागों को कम रेडियल संलग्नता के साथ ट्रोचॉइडल मिलिंग से लाभ होता है, जो गर्मी फैलाता है और विक्षेपण को कम करता है।

कूलिंग, क्लैम्पिंग और चैटर नियंत्रण

उपकरण के माध्यम से दिया जाने वाला उच्च दबाव शीतलक काटने वाले क्षेत्र से गर्मी को हटा देता है और उन चिप्स को साफ कर देता है जिन्हें अन्यथा फिर से काटा जाता। टाइटेनियम अनुकूलता के लिए और मशीन के लिए तरल पदार्थ का चयन किया जाता है, पानी में घुलनशील तरल पदार्थ का उपयोग ऐसी सांद्रता में किया जाता है जो शीतलन और स्नेहन दोनों को बनाए रखता है। कठोर क्लैम्पिंग उतना ही मायने रखती है जितना कि काटने का डेटा: वर्कपीस को कट के करीब समर्थित किया जाता है, पतले जाले समर्थित होते हैं या पॉट किए जाते हैं, और फिक्स्चर डिज़ाइन किए जाते हैं ताकि भाग रिलीज़ होने पर उछले नहीं। लंबी पतली विशेषताओं पर एक टेलस्टॉक या स्थिर आराम विक्षेपण और बकबक दोनों को कम करता है, और अंत में एक हल्का फिनिशिंग पास पहले काटने से कठोर परत को हटा देता है।

विरूपण, निरीक्षण और वितरण की स्थिति

मशीनिंग के बाद टाइटेनियम चलता है क्योंकि फोर्जिंग या सामग्री हटाने से अवशिष्ट तनाव स्वयं को पुनर्वितरित करता है। अंतिम मशीनिंग से पहले रिक्त स्थान को तनाव से राहत दी जाती है जहां सहनशीलता कड़ी होती है, और भाग के दोनों किनारों पर सामग्री हटाने को संतुलित किया जाता है ताकि तनाव सममित रूप से जारी हो। निरीक्षण में आयाम, सतह की फिनिश और, जहां निर्दिष्ट हो, अल्फा केस या संदूषण के लिए सतह की अखंडता की जांच शामिल है।

मशीनीकृत हिस्सों को डिबर्ड और साफ करके आपूर्ति की जाती है, जिसमें क्लोराइड मुक्त प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है, और पैक किया जाता है ताकि पारगमन के दौरान किनारे रगड़ें नहीं। प्रमाणपत्र मिश्रधातु, स्टॉक की ताप संख्या और डिलीवरी पर स्थिति को रिकॉर्ड करते हैं। जिस गलती से बचना चाहिए वह स्टील जॉब से पैरामीटर लेना और उन्हें स्केल करना है, क्योंकि टाइटेनियम अत्यधिक गति, जो उपकरण को नष्ट कर देता है, और अत्यधिक धीमी गति, दोनों को दंडित करता है, जो सतह को काटने के बजाय कठोर कर देता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

प्रश्न: कार्बाइड टूलींग के साथ कौन सी सतह गति Ti-6Al-4V के लिए उपयुक्त है?

ए: टर्निंग के लिए लगभग 40 से 70 मीटर/मिनट और मिलिंग के लिए 30 से 60 मीटर/मिनट। उच्च गति से किनारे का तापमान तेजी से बढ़ जाता है क्योंकि गर्मी चिप में नहीं जा पाती है।

प्रश्न: क्लोरीनयुक्त काटने वाले तरल पदार्थ निषिद्ध क्यों हैं?

उ: टाइटेनियम पर क्लोराइड अवशेष तनाव संक्षारण दरार को बढ़ावा देता है, इसलिए क्लोराइड मुक्त तरल पदार्थ का उपयोग किया जाता है और किसी भी थर्मल ऑपरेशन या सेवा से पहले भागों को साफ किया जाता है।

प्रश्न: बकबक को कैसे कम किया जा सकता है?

ए: टूल ओवरहैंग को छोटा करें, फिक्स्चर की कठोरता बढ़ाएं, कट के करीब वर्कपीस का समर्थन करें, और फ़ीड को कम करने के बजाय कम रेडियल एंगेजमेंट मिलिंग का उपयोग करें।

प्रश्न: मशीनीकृत टाइटेनियम भाग मशीनिंग के बाद क्यों हिलता है?

ए: फोर्जिंग और सामग्री हटाने से अवशिष्ट तनाव पुनर्वितरित होता है। रिक्त स्थान को तनावमुक्त करना और सामग्री को हटाना सममित रूप से गति को सीमित करता है।

प्रश्न: क्या टाइटेनियम भागों को संभालने वाले स्नेहक को स्टील के काम के साथ साझा किया जाना चाहिए?

ए: अलग, साफ तरल पदार्थ और समर्पित टूलींग लोहे के संदूषण को कम करते हैं, जो तैयार घटक पर स्थानीयकृत जंग के लिए साइट बना सकते हैं।