Príomhghnéithe i bPróiseáil Cóimhiotal Tíotáiniam
1. Imoibríocht Cheimiceach agus Íogaireacht Teochta
Léiríonn tíotáiniam imoibríocht cheimiceach an-ard ag teochtaí ardaithe, rud a mhúnlaíonn go bunúsach gach gné dá phróiseáil. Os cionn thart ar 600 céim Celsius, ionsúnn tíotáiniam ocsaigine, nítrigin agus hidrigin ón atmaisféar máguaird. Tuaslagann ocsaigin agus nítrigin isteach sa phas alfa go hidirchreidmheach, rud a chruthaíonn ciseal dromchla crua, brittle ar a dtugtar an cás alfa. Déanann an ciseal seo díghrádú suntasach ar fhriotaíocht tuirse agus insínteacht, agus ní mór é a bhaint go hiomlán trí mheaisínithe, meilt nó picilte ceimiceacha tar éis aon oibríocht ardteochta. Is bagairt níos neamhaí fós é ionsú hidrigine, toisc go mbíonn sé ina chúis le breabú hidrigine a d’fhéadfadh nach dtiocfaidh chun solais go dtí go dtarlaíonn luchtú seirbhíse. Fiú ag teochtaí chomh híseal le 300 céim Celsius, is féidir le tíotáiniam hidrigin a fháil ó thaise a bhfuil atmaisféir nó bealaí hidreacarbóin ann.
Athraíonn an teocht béite-transus, a mharcálann an teorainn idir réimsí na pasanna alfa-béite agus na céime béite, de réir comhdhéanamh cóimhiotail. I gcás Ti-6Al-4V tarlaíonn sé seo ag thart ar 995 céim Celsius, agus i gcás Ti-5Al-2.5Sn tá sé gar do 1040 céim Celsius. Táirgeann próiseáil os cionn an trasus béite micreastruchtúr béite garbh-chlaochlaithe lamellar le insínteacht inferior agus airíonna tuirse. Dá bhrí sin, ní mór do phróiseáil teirmeachóip rialú cúramach a dhéanamh ar bhuaic-theocht, le fuinneoga próiseála cúnga a éilíonn monatóireacht teocht beacht agus tréchur tapa.
Tá seoltacht theirmeach cóimhiotail tíotáiniam go háirithe bocht, thart ar aon-an séú cuid de chruach carbóin. Le linn meaisínithe nó meilt, dírítear an teas ar chomhéadan an phíosa oibre uirlise seachas é a scaipeadh isteach sa bhulc-ábhar. Mar thoradh air seo tá teochtaí gearrtha ardaithe, caitheamh uirlisí luathaithe, agus damáiste dromchla workpiece féideartha lena n-áirítear foirmiú cás alfa ó théamh frithchuimilte.
2. Dúshláin Meaisínithe
Cruthaíonn cóimhiotail tíotáiniam deacrachtaí móra meaisínithe a dhéanann idirdhealú idir iad agus ábhair innealtóireachta traidisiúnta. Tá claonadh ag an ábhar gal agus táthú le huirlisí gearrtha mar gheall ar a ard-chleamhnas ceimiceach, go háirithe ag na teochtaí ardaithe a ghintear le linn gearrtha. Cruthaíonn an fhoirmiú tógtha-an chiumhais tosaigh seo drochbhailchríochnú dromchla agus cruinneas dothuartha tríthoiseach. Cruthaíonn an modulus íseal leaisteachas, thart ar leath de chruach, cúlú agus sraonadh suntasach faoi fhórsaí gearrtha, rud a chuireann casta ar fhulaingtí teann a bhaint amach ar phíosaí oibre caola.
Bíonn tionchar criticiúil ag roghnú uirlisí gearrtha ar rath meaisínithe. Soláthraíonn uirlisí chomhdhúile cementáilte le struchtúr grán mín agus cion ard cóbalt an chothromaíocht is fearr idir cruas agus déine. Cuireann uirlisí diamanta ilchriostalach feidhmíocht eisceachtúil ar fáil d'oibríochtaí críochnú ardluais, cé go bhfuil costas i bhfad níos airde acu. Éilíonn céimseata uirlisí uillinneacha rácaí dearfacha chun fórsaí gearrtha agus uillinneacha faoisimh flaithiúla a laghdú chun an chuimilt a íoslaghdú. Tá imill ghéarghearrtha riachtanach mar go bhfuil sé níos deacra fós tíotáiniam cruaite a ghearradh ná an t-ábhar annealaithe.
Ní mór paraiméadair gearrtha a roghnú go coimeádach. Ba chóir go mbeadh doimhneacht an ghearrtha go leor chun an uirlis a choinneáil faoin gciseal crua-oibre a chruthaigh an pas roimhe seo. Ní mór do rátaí beathaithe tiús leordhóthanach sliseanna a sholáthar chun cuimsiú seachas gearradh a sheachaint. Go ginearálta cuirtear srian ar luasanna gearrtha go 30 go 60 méadar in aghaidh an nóiméid le haghaidh oibríochtaí garbhaithe, agus is féidir luasanna beagán níos airde chun críche. Tá sé éigeantach fuarán tuilte a chur i bhfeidhm, rud a sheachadann fuaraitheoir ardbhrú, toirte ard go díreach chuig an gcrios gearrtha chun teocht a rialú agus sliseanna a shruthlú. Is fearr-fuaraitheoirí intuaslagtha in uisce le breiseáin mhórbhrú, cé go gcaithfear a bheith cúramach nach bhfuil comhdhúile clóirínithe san chuisnithe a d’fhéadfadh scoilteadh creimthe struis a chruthú.
Teastaíonn aird ar leith ar fheistiú an phíosa oibre mar gheall ar mhodal íseal tíotáiniam agus claonadh i dtreo creathadh. Tá socruithe dochta le róchrochta íosta riachtanach. Féadfar ábhair mhapála a ionchorprú i ndearaí daingneáin. Ba cheart ciorruithe isteach a sheachaint nuair is féidir, toisc go luathaíonn an timthriall teirmeach arís agus arís eile teip uirlisí trí thuirse teirmeach.
3. Meilt agus Próiseáil Scríobach
Tugann meilt cóimhiotail tíotáiniam isteach guaiseacha agus dúshláin shonracha. De bharr seoltacht theirmeach lag an ábhair go n-ardóidh an teocht meilt, rud a d’fhéadfadh cáithníní fíneáil tíotáiniam a adhaint má tá dóthain ocsaigine ann. Is féidir le tinte tíotáiniam le linn meilt, cé go bhfuil sé annamh le réamhchúraimí cuí, a bheith thar a bheith dian agus deacair a mhúchadh. Tá gnáth-mhúchtóirí uisce nó dé-ocsaíd charbóin neamhéifeachtach; gaineamh tirim nó múchtóirí tine Aicme D speisialaithe.
Is fearr le roghnú scríobach ocsaíd alúmanaim nó rothaí chomhdhúile sileacain le struchtúr oscailte agus banna vitrified. Ceadaíonn an struchtúr oscailte imréiteach sliseanna agus treá chuisnithe. De ghnáth laghdaítear luasanna rothaí i gcomparáid le meilt cruach, agus méadaítear luasanna oibre agus rátaí infeed chun dwell agus róthéamh a chosc. Coinníonn cóiriú leanúnach géire rotha agus éifeachtúlacht gearrtha. Tá sé fíor-riachtanach sreabhadh chuisnithe copious, ag seachaint comhdhúile clóirínithe arís.
Ar an gcaoi chéanna, tá gá le rialú paraiméadar cúramach ar oibríochtaí meilt agus snasta crios. Feidhmíonn criosanna scríobacha brataithe le alúmana zirconia nó gráin ceirmeacha go maith. Ba chóir go mbeadh rothaí teagmhála sách bog chun cloí leis an bpíosa oibre agus chun téamh áitiúil a laghdú. Is é an t-ionracas dromchla optamach a tháirgeann grit céim ar chéim ó gharbh go mín.
4. Oibríochtaí a Fhoirmiú
Tá foirmiú fuar cóimhiotail tíotáiniam indéanta ach teoranta ag neart ardtáirgeachta an ábhair agus backback fhuaimnithe. Caithfidh gathanna Bend a bheith flaithiúil, de ghnáth trí nó cúig huaire an tiús ábhartha do Ti-6Al-4V sa riocht annealed, i gcomparáid le huaire amháin nó dhá uair le haghaidh cóimhiotail alúmanaim. Éilíonn cúiteamh Springback teicnící ró-chlúbtha nó bunáite, agus an chéim chruinn arna chinneadh go heimpíreach do gach riocht ábhartha agus céimseata.
Leathnaíonn foirmiú te an raon inoibrithe ach cuireann sé imní ar chásanna alfa isteach. Ceadaíonn teochtaí foirmithe idir 540 agus 760 céim Celsius níos mó dífhoirmithe le springback laghdaithe, cé go dteastaíonn cóireáil dromchla ina dhiaidh sin ar an gcomhpháirt fhoirmithe chun aon chiseal imoibrithe a bhaint. Baineann foirmiú sárphlaisteach ag 870 go 925 céim Celsius leas as an struchtúr grán fíormhín is féidir a bhaint amach i gcóimhiotail tíotáiniam áirithe, rud a ligeann do mhonarú comhpháirteanna aeraspáis casta as leatháin aonair. Éilíonn an próiseas seo rialú teochta beacht laistigh de móide nó lúide 10 céim Celsius agus rátaí brú rialaithe thart ar 10 go dtí an lúide 4 in aghaidh an tsoicind.
Cruthaíonn síneadh, líníocht dhomhain agus hidreaformáil gach ceann acu dúshláin ar leith. Tá lubrication ríthábhachtach ar fud an domhain, agus díshuilfíd moluibdín, graifít, nó comhdhúile speisialaithe déanta tíotáiniam á gcur i bhfeidhm ar dhromchlaí dísle agus bán. Teastaíonn dromchlaí crua, caitheamh-resistantacha; úsáidtear cruach uirlisí nítrídithe nó sár-chóimhiotail nicil-bonn.
5. Breithnithe Táthú
Éilíonn táthú comhleá cóimhiotail tíotáiniam cosaint atmaisféarach docht toisc go n-imoibríonn tíotáiniam leáite go foréigneach le ocsaigin, nítrigin agus hidrigin. Cruthaíonn sciath neamhleor táthaithe scagach, brittle le hairíonna meicniúla laghdaithe go mór. Léiríonn táthú gáis támh tungstain le sciath argóin ard-íonachta an próiseas láimhe is coitianta, cé go n-úsáidtear go forleathan táthú stua plasma, táthú léas leictreon, agus táthú léasair le haghaidh táirgeadh uathoibrithe.
Caithfidh an córas sciath ní amháin an linn leáite a chosaint ach an crios iomlán a bhfuil tionchar aige air go dtí go dtiteann an teocht faoi bhun thart ar 400 céim Celsius. Is gnáthchleachtas é sciatha leantóra a shíneann taobh thiar den tóirse agus glanadh siar na bpasanna fréamhacha. Ní mór íonacht Argón a bheith níos mó ná 99.995 faoin gcéad, le pointe drúcht faoi bhun 50 céim Celsius. Cruthaíonn aon éilliú ón aer, ó thaise nó ó hidreacarbóin dídhathanna táthaithe ó bhuí tuí go gorm go liath nó go bán, agus bíonn an bhrabús trom de réir a chéile.
Meaitseálann roghnú miotail líontóra go ginearálta an comhdhéanamh bonn-chóimhiotail, cé go bhféadfadh modhnuithe beaga feabhas a chur ar infheictheacht. Maidir le Ti-6Al-4V, tá filler cumadóireachta meaitseála caighdeánach. Go ginearálta ní gá réamhthéamh a dhéanamh agus d'fhéadfadh sé a bheith díobhálach mar gheall ar am leathnaithe sa raon teochta imoibríoch. Is gnách go mbíonn faoiseamh strus idir 540 agus 650 céim Celsius i gceist le cóireáil teasa iar-táthaithe, cé go bhféadfadh cóireáil réitigh agus dul in aois a bheith ag teastáil chun airíonna iomlána i gcóimhiotail teaschóireáilte a athbhunú.
Tá buntáistí ag baint le táthú sa riocht béite, agus cóireáil teasa sa phost-táthú ina dhiaidh sin, do chodanna tiubh trí sho-ghabháltacht scoilteadh srianta a laghdú. Mar sin féin, éilíonn an struchtúr garbh-gráin béite rialú cúramach ar fhuaraithe ina dhiaidh sin chun airíonna neamh-inghlactha a sheachaint.
6. Prótacail Chóireála Teasa
Éilíonn cóireáil teasa ar chóimhiotail tíotáiniam foirnéisí bhfolús nó atmaisféar támh chun foirmiú cáis alfa a chosc. Is gnách leibhéil folúis de 10 go dtí an lúide 3 milleabar nó níos fearr, agus déantar rátaí sceite a fhíorú roimh gach timthriall. Féadfar aislíonadh Argóin a úsáid le haghaidh oibríochtaí múchta, cé go gcaithfidh íonacht an gháis na caighdeáin chéanna dochta a chomhlíonadh agus a bhaineann le gás sciath táthú.
Soláthraíonn annealing muileann ag 700 go 760 céim Celsius le fuarú aer faoiseamh strus agus leas iomlán a bhaint maoine measartha. Feabhsaíonn anáil déphléacsacha, lena n-áirítear cóireáil tuaslagáin béite agus anáil alfa-béite ina dhiaidh sin, an fhriotaíocht shreapáin agus an chobhsaíocht theirmeach. Uasmhéadaíonn cóireáil réitigh agus dul in aois an neart trí dheascadh rialaithe ar chéim alfa laistigh den mhaitrís béite inmheite. Ní mór an teocht cóireála tuaslagáin, go hiondúil 925 go 955 céim Celsius le haghaidh Ti-6Al-4V, a rialú laistigh de theorainneacha cúnga chun an chothromaíocht inmhianaithe a bhaint amach idir alfa príomhúil agus béite claochlaithe. Trí roghnú meán múchta déantar an ráta fuaraithe a chothromú i gcoinne an saobhadh, le huisce, quenchants polaiméire, nó gás éigeantais gach ceann acu ag tairiscint comhbhabhtálacha éagsúla.
Cruthaíonn teochtaí aosaithe de 480 go 600 céim Celsius teaglaim láidreachta éagsúla-insíneacht, le teochtaí níos ísle i bhfabhar neart agus teochtaí níos airde a fheabhsaíonn déine. Caithfidh an t-am aosaithe a bheith leordhóthanach chun claochlú iomlán a dhéanamh, go hiondúil 4 go 16 uair an chloig ag brath ar theocht agus méid na coda.
Áirítear le hiniúchadh iarchóireála teasa próifíliú micrea-chruas chun baint iomlán an cháis alfa a fhíorú, scrúdú meiteagrafach chun spriocmhicrstruchtúr a dhearbhú, agus tástáil mheicniúil chun airíonna a bhailíochtú.
7. Próiseáil Cheimiceach agus Cóireáil Dromchla
Baineann muilleoireacht cheimiceach agus mhiotail amach cás alfa agus scála ó tíotáiniam a phróiseáiltear go teirmeach. Tá aigéad hidreafluarach agus aigéad nítreach in uisce sa tuaslagán picilte caighdeánach, le cóimheasa tipiciúil de 1 chuid HF go 4 go 6 chuid HNO3 de réir toirte. Feidhmíonn an t-aigéad nítreach chun an dromchla a ocsaídiú agus a éighníomhachtú agus déanann an HF an ocsaíd tíotáiniam a thuaslagadh. Ní mór an cóimheas HF go HNO3 a bheith níos mó ná 4 go 1 chun ionsú iomarcach hidrigine a chosc le linn picilte. Rialaíonn teocht an réitigh idir 20 agus 60 céim Celsius an ráta etch, le teochtaí níos airde a tháirgeann baint ábhair níos tapúla ach riosca méadaithe piocadh hidrigine.
Úsáideann muilleoireacht cheimiceach chun meáchan a laghdú nó comhrianú ceimic chomhchosúil ag teochtaí ardaithe. Sainmhínítear na hachair atá le baint as maisc le bratuithe atá resistant d'aigéad. Ní mór fachtóir eitse, an cóimheas idir eitseáil cliathánach agus ingearach, a chuntas i ndearadh masc.
Táirgeann anodizing scannáin ocsaíd chosanta agus maisiúla ar tíotáiniam. Cruthaíonn anóidí de chineál 2 i dtuaslagáin d’aigéad cróim nó sulfarach dromchlaí caitheamh-resistant. Baineann anodizing dath Cineál 3 leas as trasnaíocht optúil i scannáin tanaí ocsaíd chun raon dathanna a tháirgeadh gan ruaimeanna, atá úsáideach le haghaidh páirt-aithint agus marcáil feiste leighis. Tá an ciseal anodized bith-chomhoiriúnach agus feabhsaíonn sé osseointegration d'ionchlannáin ortaipéideacha.
Baineann cóireálacha pasivation in aigéad nítreach éilliú iarainn dromchla agus feabhsaíonn sé friotaíocht creimeadh. Tá sé seo tábhachtach go háirithe do tíotáiniam grád leighis a chaithfidh ceanglais dhian bith-chomhoiriúnachta a chomhlíonadh.
8. Gaibhniú agus Próiseáil Thermomeicniúil
Teastaíonn coinníollacha isiteirmeacha nó gar-isiteirmeacha chun an fhuinneog phróiseála cúng agus strusanna ardsreafa a bhainistiú. Táirgeann brionnú traidisiúnta os cionn an béite-trasais micristruchtúir gharbh-chlaochlaithe le insínteacht theoranta. Déanann brionnú alfa-béite, a dhéantar idir 15 agus 50 céim Celsius faoi bhun an béite-transus, an micreastruchtúr a scagadh trí athchriostalú dinimiciúil a dhéanamh ar phas alfa, rud a thugann airíonna meicniúla níos fearr.
Úsáideann brionnú isothermal díslí sár-chóimhiotail a choinnítear ag teocht an bhrionnaithe, rud a laghdaíonn caillteanas teasa agus a cheadaíonn fórsaí brú níos ísle. Cumasaíonn sé seo cruth gar do -net-le híosmhéid meaisínithe ina dhiaidh sin. Mar sin féin, tá costais dísle substaintiúil agus tá amanna timthriall fada.
Déanann rolladh fáinne, easbhrúite agus brionnú rothlacha prionsabail na miotalóireachta traidisiúnta a oiriúnú do shaintréithe sonracha tíotáiniam. Ní mór d'ábhair dhíola seasamh in aghaidh cleamhnas ceimiceach tíotáiniam ag teochtaí ardaithe, agus tá bonn-chóimhiotail agus criadóireacht ag baint le nicil nuair a bhíonn cruach uirlisí neamhleor.
Comhcheanglaíonn seichimh phróiseála teirmeicniúla dífhoirmiúchán rialaithe le cóireáil teasa chun micreastruchtúir oiriúnaithe a bhaint amach. I gcás cóimhiotail alfa-béite, is iondúil go mbaineann sé seo le hobair ardteochta chun struchtúr teilgthe a bhriseadh suas, agus ina dhiaidh sin -obair ag teocht níos ísle chun alfa-mhoirfeolaíocht a bheachtú, agus críochnaítear le cóireáil annealaithe nó réitigh agus aosú.
9. Rialú Cáilíochta agus Cigireacht
In{0}}iniúchadh próisis ar chomhpháirteanna cóimhiotail tíotáiniam, cuirtear béim ar fhíorú sláine an dromchla. Aithnítear le hamharciniúchadh dídhathanna a léiríonn éilliú an atmaisféir le linn próiseála teirmeach. Aimsíonn iniúchadh treáite ruaim-lochtanna dromchla ó mheaisíniú, meilt nó próiseáil theirmeach. Fíoraíonn cigireacht ultrasonaic fóntacht inmheánach, agus déantar tagairt do chaighdeáin na bpoll réidh le critéir glactha.
Deimhníonn -tástáil micrea-chruas baint iomlán an cháis alfa, agus ní sháraíonn cruas an dromchla 110 faoin gcéad den chroí-chruas don chuid is mó de na sonraíochtaí. Déanann scrúdú metallagrafaíochta bailíochtú ar chineál an mhicreashonraithe, ar mhéid an ghráin, agus ar easpa lochtanna amhail béite béite nó alfa teorann leanúnach gráin.
Áirítear le tástáil mheicniúil tástáil teanntachta ag teochtaí an tseomra agus ardaithe, tástáil docht briste le haghaidh feidhmeanna criticiúla, agus tástáil tuirse nuair a éilíonn riachtanais deartha. Caithfidh gach tástáil úsáid a bhaint as eiseamail a meaisínithe ó láithreacha ionadaíocha agus a bhfuil an dromchla ullmhaithe i gceart acu chun éifeachtaí barr a sheachaint.
Fíoraítear le hanailís cheimiceach go bhfanann eilimintí idir-rannacha laistigh den tsonraíocht, go háirithe i gcás gráid ELI ina bhfuil teorainneacha dochta ocsaigine, nítrigine agus hidrigine. Tá anailís hidrigine ríthábhachtach go háirithe mar is féidir leis an eilimint seo méadú le linn próiseála trí éilliú atmaisféarach nó chuisnithe.
10. Cúrsaí Sábháilteachta agus Comhshaoil
Gineann próiseáil tíotáiniam roinnt guaiseacha sábháilteachta óna dteastaíonn rialuithe sonracha. Tá cáithníní míne tíotáiniam, go háirithe iad siúd atá faoi bhun 500 micriméadar, pireafórach agus is féidir leo adhaint ó spréacha, leictreachas statach, nó tionchar meicniúil. Ní mór deannach meilte, sceallóga meaisínithe, agus púdar ó oibríochtaí déantúsaíochta breiseán a bhailiú i gcórais atmaisféar támh nó le trealamh folúis speisialaithe ag baint úsáide as píobáin seoltacha chun tógáil statach a chosc. Éilíonn cosc dóiteáin púdar tirim Aicme D, gaineamh tirim, nó tuilte argón; is féidir le huisce, dé-ocsaíd charbóin, nó múchtóirí halóin tinte tíotáiniam a dhianú.
Cruthaíonn teitreaclóiríd tíotáiniam agus comhdhúile clóiríde eile a úsáidtear i dtáirgeadh spúinse guaiseacha riospráide, cé gur ábhar imní iad seo go príomha do tháirgeoirí príomhúla seachas do dhéantóirí comhpháirteanna. Éilíonn fuaraitheoirí meaisínithe monatóireacht a dhéanamh ar dhíghrádú baictéarach a d'fhéadfadh suilfíd hidrigine nó comhdhúile tocsaineacha eile a ghiniúint.
Rialaíonn rialacháin chomhshaoil diúscairt réitigh mhiotail caite ina bhfuil aigéad hidreafluarach, a éilíonn neodrú agus deascadh fluairíd sula scaoiltear amach. Aisghabhann athchúrsáil sliseanna tríd an bpróiseas leáite stua bhfolús tíotáiniam luachmhar agus laghdaítear an tionchar ar an gcomhshaol, cé go gcaithfear sliseanna a scaradh de réir grád cóimhiotail agus sreabhán gearrtha a ghlanadh.
