קשיי העיבוד של חלקי מבנה מסגסוגת טיטניום והגורמים המשפיעים על עיוות העיבוד של מבנים קשיחים חלש, ושיטות הבקרה של עיבוד דפורמציה של חלקי מבנה קשיחים חלשים מוצעים מכמה היבטים, כגון בחירת כלי מכונות, בחירת חיתוך. כלים, וקירור יעיל. לחומרי סגסוגת טיטניום תכונות מצוינות כגון משקל קל, חוזק גבוה ועמידות בטמפרטורה גבוהה. לדוגמה, שימוש בסגסוגת טיטניום TC18 במקום פלדה מבנית בעלת חוזק גבוה כאמצעי נחיתה, מבנה המטוס יכול להפחית את המשקל בכ-15%. לכן, סגסוגת הטיטניום החדשה בעלת חוזק גבוה נמצאת בשימוש נרחב בחלקי המיסבים העיקריים של מטוסים מתקדמים זרים. לדוגמה, בחומרי מבנה גוף הפצצה B-1 בארה"ב, סגסוגת טיטניום מהווה כ-21%; כמות הטיטניום של המטוס הרוסי Il-76 הגיעה ל-12.5% ממשקל מבנה גוף המטוס. ממגמת הפיתוח גדל בהדרגה השימוש בסגסוגות טיטניום באירופה ובארה"ב, מה שמעיד גם על כך שהשימוש הרב בסגסוגות טיטניום, בעיקר כמה סגסוגות טיטניום חדשות, הפך לכיוון הפיתוח של עיצוב תעופה וחלל. עם זאת, רוב מוצרי התעופה והחלל משתמשים בחלקים בעלי קירות דקים עם מבנים מורכבים יחסית ודרישות דיוק גבוהות. בשל הקיר הדק הגורם לקשיחות ירודה של החלק, קל לייצר עיוות כיפוף עיבוד תחת פעולת כוח החיתוך, וממד עובי הקיר אינו עקבי, וכתוצאה מכך סופר גרוע. נכון להיום, השיטה הנפוצה בה משתמשים ארגונים היא כרסום גימור חוזר. בשל המוליכות התרמית הקטנה של סגסוגת טיטניום, מודול גמישות נמוך (בערך 1/2 מפלדה), פעילות כימית גבוהה, שוליים קטנים, לא ניתן לכרסם, מה שגורם לרוב לתופעות חיתוך פחותות. על מנת להבטיח שניתן יהיה ללטש ידנית את גודל החלקים בלבד, מחזור העיבוד של החלקים משתפר מאוד, ושטח החלקים עלול להתחמם יתר על המידה.
חלקי מבנה מסגסוגת טיטניום חלקי חיתוך פתרונות עיבוד
הגורמים העיקריים המשפיעים על העיבוד של מבנה קשיח חלש של סגסוגת טיטניום הם: כלי מכונה רק בחירת כלי, פרמטרים של תהליך, קירור יעיל וכן הלאה. בתהליך העיבוד, תפקידם של גורמים שונים, האינטראקציה של השפעה, הצטברות של שגיאות דפורמציה וכתוצאה מכך עיבוד של מבנה קשיח חלש של סופר עניים, עיוות עיבוד קשה לשלוט.
מבחר מכונות
כלי מכונה - מתקן - קשיחות הכלי טובה יותר, יש להתאים את המרווח בין רכיבי כלי המכונה, הציר הרדיאלי של הציר צריך להיות קטן.
בחירת כלי
הפיתוח והיישום של חומרי כלי חיתוך חדשים הם בעיקר תוצאה של פרודוקטיביות חיתוך משופרת. כלי חיתוך התפתחו במידה ניכרת במהלך העשורים האחרונים וכוללים ציפוי קרביד, קרמיקה, בורון ניטריד מעוקב ויהלום רב גבישי. אלה יעילים לעיבוד ברזל יצוק, פלדה וסגסוגות בטמפרטורה גבוהה. עם זאת, אף אחד מהכלים הללו לא שיפר את יכולת העיבוד של סגסוגות טיטניום מכיוון שחומרי כלי החיתוך המשמשים לחיתוך סגסוגות טיטניום דורשים תכונות חשובות מאוד, כולל
(1) קשיות תרמית טובה לעמידה בלחצים גבוהים מאוד;
2) מוליכות תרמית טובה להפחתת שיפועים תרמיים והלם תרמי;
3) אינרציה כימית טובה כדי להפחית את הנטייה להגיב כימית עם טיטניום;
4) קשיחות טובה ועמידות בפני עייפות כדי להתאים לתהליכי פיצול שבבים. כלי קרביד מבוססי טונגסטן קרביד (WC/co) נחשבים לביצועים כמעט בכל תהליכי חיתוך טיטניום. כמה בדיקות הראו שלכל הכלים המצופים קרביד יש שיעור בלאי גדול יותר מאלה שאינם מצופים. למרות שאיכות הכלים הקרמיים השתפרה והם משמשים יותר ויותר לעיבוד חומרים קשים לחיתוך, במיוחד סגסוגות בטמפרטורה גבוהה (למשל, סגסוגות בטמפרטורה גבוהה על בסיס ניקל), הם לא החליפו קרביד צמנט ומהירות גבוהה פלדה בגלל מוליכות תרמית ירודה, קשיחות שבר נמוכה ותגובה עם טיטניום. בעת חיתוך סגסוגות טיטניום, לחומרי חותך קרביד (בורון ניטריד מעוקב ויהלום פולי-גבישי) יש שיעורי בלאי נמוכים וביצועים טובים.
דפורמציה של כרסום דופן דקה היא הבעיה העיקרית בתהליך הכרסום של חלקי מבנה קשיחים חלשים מסגסוגת טיטניום. בשל מודול האלסטיות הנמוך של סגסוגת טיטניום, כוח החיתוך גדול יחסית, קל לעיוות את הקיר הדק בתהליך הכרסום, התוצאה היא שהעובי האמיתי של הקיר הדק גדול מהעובי התיאורטי. כדי לפתור בעיה זו, יש צורך למזער את תהליך הכרסום של הקיר הדק על ידי הכיוון הניצב של משטח העיבוד הנגרם על ידי דפורמציה של כוח הקיר הדק.
