टाइटेनियम मिश्र धातु को संसाधित करना कठिन होने के कारण और इससे कैसे निपटना है
टाइटेनियम 1950 के दशक में विकसित एक महत्वपूर्ण संरचनात्मक धातु है। टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग उनकी उच्च शक्ति, अच्छे संक्षारण प्रतिरोध और उच्च ताप प्रतिरोध के कारण विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जाता है। दुनिया के कई देशों ने टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री के महत्व को पहचाना है, उन पर क्रमिक अनुसंधान और विकास किया है, और व्यावहारिक अनुप्रयोग प्राप्त किए हैं। 1950 और 1960 के दशक में, एयरोस्पेस इंजनों के लिए उच्च तापमान वाले टाइटेनियम मिश्र धातु और एयरफ्रेम के लिए संरचनात्मक टाइटेनियम मिश्र धातु मुख्य रूप से विकसित किए गए थे। 1970 के दशक में, संक्षारण प्रतिरोधी टाइटेनियम मिश्र धातुओं का एक बैच विकसित किया गया था। 1980 के दशक के बाद से, संक्षारण प्रतिरोधी टाइटेनियम मिश्र धातु और उच्च शक्ति टाइटेनियम मिश्र धातु को और अधिक विकसित किया गया है। विकास करना।
टाइटेनियम मिश्र धातु ने अपनी कठिन-से-प्रक्रिया विशेषताओं के कारण विनिर्माण उद्योग के लिए कुछ चुनौतियाँ ला दी हैं।
टाइटेनियम मिश्र धातु के गुण
टाइटेनियम मिश्र धातुओं का घनत्व आम तौर पर लगभग 4.51 ग्राम/घन सेंटीमीटर है, जो स्टील का केवल 60% है। शुद्ध टाइटेनियम का घनत्व केवल साधारण स्टील के घनत्व के करीब होता है। कुछ उच्च शक्ति वाले टाइटेनियम मिश्र धातु कई मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील्स की ताकत से अधिक हैं। इसलिए, टाइटेनियम मिश्र धातु की विशिष्ट शक्ति (शक्ति/घनत्व) अन्य धातु संरचनात्मक सामग्रियों की तुलना में बहुत अधिक है, और उच्च इकाई शक्ति, अच्छी कठोरता और हल्के वजन वाले भागों का उत्पादन किया जा सकता है। टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग विमान के इंजन घटकों, फ्रेम, स्किन, फास्टनरों और लैंडिंग गियर में किया जाता है। इसके अलावा, टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग ऑटो पार्ट्स, चिकित्सा उपकरण और इलेक्ट्रॉनिक 3सी उद्योगों में भी व्यापक रूप से किया जाता है।
टाइटेनियम मिश्र धातुओं की भौतिक घटनाएँ
टाइटेनियम मिश्र धातु को संसाधित करते समय काटने का बल समान कठोरता वाले स्टील की तुलना में केवल थोड़ा अधिक होता है, लेकिन टाइटेनियम मिश्र धातु के प्रसंस्करण की भौतिक घटनाएं स्टील के प्रसंस्करण की तुलना में बहुत अधिक जटिल होती हैं, जिससे टाइटेनियम मिश्र धातु प्रसंस्करण को भारी कठिनाइयों का सामना करना पड़ता है।
अधिकांश टाइटेनियम मिश्र धातुओं की तापीय चालकता बहुत कम है, केवल स्टील की 1/7 और एल्यूमीनियम की 1/16। इसलिए, टाइटेनियम मिश्र धातु को काटने के दौरान उत्पन्न गर्मी को जल्दी से वर्कपीस में स्थानांतरित नहीं किया जाएगा या चिप्स द्वारा दूर नहीं ले जाया जाएगा। इसके बजाय, यह काटने वाले क्षेत्र में जमा हो जाएगा, और उत्पन्न तापमान 1000 डिग्री से अधिक तक पहुंच सकता है, जिससे उपकरण का काटने वाला किनारा तेजी से घिस जाता है, टूट जाता है, और निर्मित किनारे उत्पन्न हो जाते हैं और काटने वाला किनारा जल्दी खराब हो जाता है, जो काटने वाले क्षेत्र में अधिक गर्मी उत्पन्न होती है और उपकरण का जीवन और भी कम हो जाता है।
काटने की प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न उच्च तापमान टाइटेनियम मिश्र धातु भागों की सतह की अखंडता को भी नष्ट कर देता है, जिसके परिणामस्वरूप भागों की ज्यामितीय सटीकता में कमी आती है और एक कार्य-सख्त घटना होती है जो उनकी थकान शक्ति को गंभीर रूप से कम कर देती है।
टाइटेनियम मिश्र धातुओं की लोच भाग के प्रदर्शन के लिए फायदेमंद हो सकती है, लेकिन काटने की प्रक्रिया के दौरान, वर्कपीस की लोचदार विकृति कंपन का एक महत्वपूर्ण कारण है। काटने के दबाव के कारण "लोचदार" वर्कपीस उपकरण से दूर चला जाता है और पलट जाता है, जिससे उपकरण और वर्कपीस के बीच घर्षण काटने की क्रिया से अधिक हो जाता है। घर्षण प्रक्रिया से गर्मी भी उत्पन्न होती है, जो टाइटेनियम मिश्र धातुओं की खराब तापीय चालकता की समस्या को बढ़ा देती है।
पतली दीवार वाले या रिंग के आकार वाले भागों को संसाधित करते समय यह समस्या और भी गंभीर हो जाती है जो आसानी से विकृत हो जाते हैं। अपेक्षित आयामी सटीकता के लिए टाइटेनियम मिश्र धातु पतली दीवार वाले भागों को संसाधित करना आसान नहीं है। क्योंकि जब वर्कपीस सामग्री को उपकरण द्वारा दूर धकेल दिया जाता है, तो पतली दीवार का स्थानीय विरूपण लोचदार सीमा से अधिक हो जाता है और प्लास्टिक विरूपण होता है, काटने के बिंदु पर सामग्री की ताकत और कठोरता में काफी वृद्धि होती है। इस बिंदु पर, मूल रूप से निर्धारित काटने की गति बहुत अधिक हो जाती है, जिससे उपकरण तेजी से खराब हो जाता है।
इसलिए, टाइटेनियम मिश्र धातुओं के प्रसंस्करण में कठिनाई का मुख्य कारण "गर्मी" है।
इन चुनौतियों पर काबू पाने और टाइटेनियम मिश्र धातुओं की सफलतापूर्वक मशीनिंग के लिए कई दृष्टिकोण अपनाए जा सकते हैं। इसमे शामिल है:
1. काटने के उपकरण का चयन
(1) काटने के बल, काटने की गर्मी और वर्कपीस विरूपण को कम करने के लिए सकारात्मक-कोण ज्यामिति आवेषण का उपयोग करें।
(2) वर्कपीस को सख्त होने से बचाने के लिए निरंतर फ़ीड बनाए रखें। काटने की प्रक्रिया के दौरान उपकरण हमेशा फ़ीड स्थिति में होना चाहिए। मिलिंग के दौरान रेडियल कटिंग राशि एई त्रिज्या का 30% होनी चाहिए।
(3) मशीनिंग प्रक्रिया की थर्मल स्थिरता सुनिश्चित करने और अत्यधिक तापमान के कारण वर्कपीस की सतह के अध: पतन और उपकरण क्षति को रोकने के लिए उच्च दबाव और उच्च प्रवाह काटने वाले तरल पदार्थ का उपयोग करें।
(4) ब्लेड की धार तेज़ रखें। कुंद उपकरण गर्मी संचय और घिसाव का कारण बनते हैं, जिससे उपकरण आसानी से विफल 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 की घिसाव बढ़ जाती है।
(6) कटिंग में जितना संभव हो उतना टूल एज डालने के लिए एक बड़े टूल टिप आर्क रेडियस या चम्फर का उपयोग करें। यह हर बिंदु पर काटने के बल और गर्मी को कम करता है और स्थानीय टूट-फूट को रोकता है। टाइटेनियम मिश्र धातु की मिलिंग करते समय, काटने के मापदंडों के बीच, काटने की गति का टूल जीवन वीसी पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है, इसके बाद रेडियल टूल एंगेजमेंट (मिलिंग गहराई) एई का स्थान आता है।
सामान्य तौर पर, ब्लेड ग्रूव घिसाव जो तब होता है जब टाइटेनियम मिश्र धातु की मशीनिंग काटने की गहराई की दिशा के साथ पीछे और सामने का स्थानीय घिसाव होता है। यह अक्सर पिछले प्रसंस्करण द्वारा छोड़ी गई कठोर परत के कारण होता है। 800 डिग्री से अधिक प्रसंस्करण तापमान पर उपकरण और वर्कपीस सामग्री के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया और प्रसार भी ग्रूव पहनने 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 तापमान के तहत ब्लेड में "वेल्डेड" हो जाते हैं, जिससे निर्मित किनारा बनता है। जब निर्मित किनारा कटिंग किनारे से अलग हो जाता है, तो यह इन्सर्ट की कार्बाइड कोटिंग को अपने साथ ले लेता है, इसलिए टाइटेनियम मशीनिंग के लिए विशेष इन्सर्ट सामग्री और ज्यामिति की आवश्यकता होती है।
2. काटने की स्थिति
काटने की गति, फ़ीड दर और काटने की गहराई सहित काटने की स्थिति भी काटने के उपकरण के प्रदर्शन और तैयार हिस्से की गुणवत्ता निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। मशीनीकृत किए जाने वाले टाइटेनियम मिश्र धातु के प्रकार के आधार पर इष्टतम काटने के पैरामीटर भिन्न हो सकते हैं, लेकिन गर्मी को कम करने और काम को सख्त होने से रोकने के लिए आमतौर पर धीमी काटने की गति और उच्च फ़ीड दरों की सिफारिश की जाती है।
3. शीतलक
काटने के उपकरण और वर्कपीस को सही तापमान पर रखने के लिए उचित शीतलक प्रणाली का उपयोग करना महत्वपूर्ण है। जल-आधारित शीतलक, जैसे इमल्शन, का व्यापक रूप से टाइटेनियम मशीनिंग में उपयोग किया जाता है क्योंकि वे सामग्री के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया पैदा किए बिना प्रभावी शीतलन और स्नेहन गुण प्रदान करते हैं।
अपनी चुनौतियों के बावजूद, टाइटेनियम अत्यधिक मांग वाली सामग्री बनी हुई है जो कई आधुनिक अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है। सही काटने के उपकरण, काटने की स्थिति, शीतलक प्रणाली और उन्नत मशीनिंग तकनीकों का उपयोग करके, इस सामग्री की मशीनिंग की कठिनाइयों को दूर किया जा सकता है और इसकी पूरी क्षमता को उजागर किया जा सकता है।
