ความยากในการประมวลผลของชิ้นส่วนโครงสร้างโลหะผสมไททาเนียมและปัจจัยที่ส่งผลต่อการเสียรูปในการประมวลผลของโครงสร้างที่มีความแข็งเล็กน้อย และวิธีการควบคุมการประมวลผลการเปลี่ยนรูปของชิ้นส่วนโครงสร้างที่มีความแข็งเล็กน้อยนั้นถูกเสนอจากหลาย ๆ ด้าน เช่น การเลือกเครื่องมือกล การเลือกการตัด เครื่องมือและการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ วัสดุโลหะผสมไทเทเนียมมีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม เช่น น้ำหนักเบา ความแข็งแรงสูง และทนต่ออุณหภูมิสูง ตัวอย่างเช่น การใช้โลหะผสมไทเทเนียม TC18 แทนเหล็กโครงสร้างที่มีความแข็งแรงสูงเป็นล้อลงจอด โครงสร้างเครื่องบินสามารถลดน้ำหนักได้ประมาณ 15% ดังนั้นโลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูงใหม่จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในชิ้นส่วนแบริ่งหลักของเครื่องบินขั้นสูงจากต่างประเทศ ตัวอย่างเช่น ในวัสดุโครงสร้างลำตัวเครื่องบินทิ้งระเบิด B-1 ของสหรัฐอเมริกา โลหะผสมไทเทเนียมมีสัดส่วนประมาณ 21%; ปริมาณไทเทเนียมของเครื่องบิน Il-76 ของรัสเซียมีน้ำหนักถึง 12.5% ของน้ำหนักของโครงสร้างลำตัว จากแนวโน้มการพัฒนา การใช้โลหะผสมไทเทเนียมในยุโรปและสหรัฐอเมริกาได้ค่อยๆ เพิ่มขึ้น ซึ่งบ่งชี้ว่าการใช้โลหะผสมไทเทเนียมอย่างกว้างขวาง โดยเฉพาะโลหะผสมไทเทเนียมใหม่บางชนิด ได้กลายเป็นทิศทางการพัฒนาของการออกแบบการบินและอวกาศ อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์ด้านการบินและอวกาศส่วนใหญ่ใช้ชิ้นส่วนที่มีผนังบางซึ่งมีโครงสร้างที่ค่อนข้างซับซ้อนและมีข้อกำหนดด้านความแม่นยำสูง เนื่องจากผนังบางส่งผลให้ชิ้นส่วนมีความแข็งต่ำ จึงง่ายต่อการแปรรูปการดัดงอภายใต้แรงตัด และขนาดความหนาของผนังไม่สอดคล้องกัน ส่งผลให้คุณภาพแย่มาก ปัจจุบันวิธีการทั่วไปที่ใช้โดยองค์กรคือการกัดขั้นสุดท้ายซ้ำแล้วซ้ำอีก เนื่องจากการนำความร้อนเล็กน้อยของโลหะผสมไททาเนียม โมดูลัสความยืดหยุ่นต่ำ (ประมาณ 1/2 ของเหล็ก) กิจกรรมทางเคมีสูง อัตรากำไรต่ำ ไม่สามารถบดได้ มักส่งผลให้ปรากฏการณ์การตัดน้อยลง เพื่อให้แน่ใจว่าขนาดของชิ้นส่วนสามารถขัดด้วยมือได้เท่านั้น วงจรการประมวลผลของชิ้นส่วนจึงได้รับการปรับปรุงอย่างมาก และพื้นผิวของชิ้นส่วนอาจมีความร้อนสูงเกินไป
โซลูชันการประมวลผลการตัดชิ้นส่วนโครงสร้างโลหะผสมไทเทเนียม
ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการประมวลผลโครงสร้างแข็งที่อ่อนแอของโลหะผสมไททาเนียม ได้แก่ เครื่องมือกล การเลือกเครื่องมือ พารามิเตอร์กระบวนการ การระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ และอื่นๆ ในกระบวนการประมวลผล บทบาทของปัจจัยต่าง ๆ ปฏิสัมพันธ์ของอิทธิพล การสะสมของข้อผิดพลาดการเปลี่ยนรูปส่งผลให้มีโครงสร้างแข็งที่อ่อนแอจนแย่มาก การเปลี่ยนรูปในการประมวลผลเป็นเรื่องยากที่จะควบคุม
การเลือกใช้เครื่องมือกล
เครื่องมือกล - ฟิกซ์เจอร์ - ความแข็งแกร่งของเครื่องมือจะดีกว่า ควรปรับระยะห่างระหว่างส่วนประกอบของเครื่องมือกล และค่ารันเอาท์ในแนวรัศมีของสปินเดิลควรมีขนาดเล็ก
การเลือกเครื่องมือ
การพัฒนาและการประยุกต์ใช้วัสดุเครื่องมือตัดใหม่ส่วนใหญ่เป็นผลมาจากประสิทธิภาพการตัดที่ดีขึ้น เครื่องมือตัดมีการพัฒนาอย่างมากในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา โดยครอบคลุมถึงการเคลือบคาร์ไบด์ เซรามิก คิวบิกโบรอนไนไตรด์ และเพชรโพลีคริสตัลไลน์ สิ่งเหล่านี้มีประสิทธิภาพสำหรับการตัดเฉือนเหล็กหล่อ เหล็กกล้า และโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง อย่างไรก็ตาม ไม่มีเครื่องมือใดที่ช่วยปรับปรุงความสามารถในการแปรรูปโลหะผสมไททาเนียมได้ เนื่องจากวัสดุเครื่องมือตัดที่ใช้ในการตัดโลหะผสมไททาเนียมต้องการคุณสมบัติที่สำคัญมาก ซึ่งรวมถึง
(1) ความแข็งทางความร้อนที่ดีเพื่อต้านทานความเครียดที่สูงมาก
2) การนำความร้อนที่ดีเพื่อลดการไล่ระดับความร้อนและการเปลี่ยนแปลงความร้อน
3) ความเฉื่อยทางเคมีที่ดีเพื่อลดแนวโน้มที่จะทำปฏิกิริยาทางเคมีกับไทเทเนียม
4) มีความเหนียวและความล้าที่ดีเพื่อรองรับกระบวนการแยกเศษ เครื่องมือคาร์ไบด์ที่ใช้ทังสเตนคาร์ไบด์ (WC/co) ได้รับการพิจารณาว่าใช้งานได้ในกระบวนการตัดไทเทเนียมเกือบทั้งหมด การทดสอบบางอย่างแสดงให้เห็นว่าเครื่องมือที่เคลือบด้วยคาร์ไบด์ทั้งหมดมีอัตราการสึกหรอมากกว่าเครื่องมือที่ไม่เคลือบผิว แม้ว่าคุณภาพของเครื่องมือเซรามิกจะดีขึ้นและมีการใช้เครื่องมือเหล่านี้มากขึ้นในการตัดเฉือนวัสดุที่ตัดยาก โดยเฉพาะโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง (เช่น โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก) แต่เครื่องมือเหล่านี้ก็ไม่ได้เข้ามาแทนที่ซีเมนต์คาร์ไบด์และความเร็วสูง เหล็กกล้าเนื่องจากมีการนำความร้อนต่ำ มีความทนทานต่อการแตกหักต่ำ และทำปฏิกิริยากับไทเทเนียม เมื่อตัดไทเทเนียมอัลลอยด์ วัสดุของหัวกัดคาร์ไบด์ (คิวบิกโบรอนไนไตรด์และเพชรโพลีคริสตัลไลน์) มีอัตราการสึกหรอต่ำและมีประสิทธิภาพที่ดี
การเสียรูปของการกัดผนังบางเป็นปัญหาหลักในกระบวนการกัดชิ้นส่วนโครงสร้างโลหะผสมไททาเนียมที่มีความแข็งเล็กน้อย เนื่องจากโมดูลัสความยืดหยุ่นต่ำของโลหะผสมไททาเนียม แรงตัดจึงมีค่อนข้างมาก ผนังบางจึงเปลี่ยนรูปได้ง่ายในกระบวนการกัด ผลที่ได้คือความหนาที่แท้จริงของผนังบางนั้นมากกว่าความหนาตามทฤษฎี เพื่อแก้ปัญหานี้ จำเป็นต้องลดกระบวนการกัดของผนังบางให้เหลือน้อยที่สุดตามทิศทางตั้งฉากของพื้นผิวการตัดเฉือนที่เกิดจากการเสียรูปของแรงของผนังบาง
