تعتمد الشركات في العديد من الصناعات، بما في ذلك الطيران وبناء السفن البحرية والجيش/الدفاع، على مطروقات التيتانيوم لمختلف الاستخدامات الصناعية والإنتاجية. هناك طلب مرتفع على هذا المعدن بشكل رئيسي بسبب نسبة القوة إلى الكثافة الممتازة لسبائك التيتانيوم المطروقة ومقاومتها الرائعة للتآكل.
تؤدي هاتان الخاصيتان إلى مادة متينة وموثوقة يمكنها العمل على الأرض وفي الهواء وحتى تحت سطح البحر -- وكلها توضح تعدد استخدامات سبائك التيتانيوم. تتمثل فائدة التيتانيوم المطروق في أنه يتيح قطعًا دقيقة ذات حجم مخصص للتطبيقات الخاصة التي تتطلب قوة التيتانيوم وتعدد استخداماته.
يتم عرض بعض عمليات تشكيل سبائك التيتانيوم بإيجاز أدناه، بما في ذلك تأثير درجات حرارة الطرق المختلفة على المنتج النهائي.
عملية تزوير التيتانيوم عملية تزوير التيتانيوم
تزوير التيتانيوم عبارة عن مجموعة من عمليات التصنيع المتخصصة المستخدمة في تصنيع أجزاء من سبائك التيتانيوم. تعتمد العملية المستخدمة في النهاية على الخصائص المعدنية للمادة الأولية، والبنية المحددة التي يرغب المزور في تصنيعها. بعض هذه العمليات تشمل
· التشكيل بالقالب المفتوح - يتم تشويه مادة التيتانيوم الخام وضغطها لتشكيلها في تجويف بين قالبين. لا تقوم هذه القوالب بتغليف المادة بالكامل، ولكنها توفر فجوة ضيقة لتدفق المواد الزائدة. يتم ختم التيتانيوم بشكل متكرر في تجويف القالب حتى يتم الوصول إلى الشكل المطلوب.
· تزوير القالب المغلق - المعروف أيضًا باسم تزوير القالب بالضغط، تستخدم هذه الطريقة ضغطًا عالي الضغط لتكوين فراغ تيتانيوم ساخن. يتم تغطية الفراغ كليًا أو جزئيًا بالقالب، الذي يتحرك مع بعضه البعض من الأعلى إلى الأسفل لتحقيق الشكل المطلوب.
· التشكيل الحر - يمكن إكمال الطلبات الصغيرة و/أو البسيطة عن طريق التشكيل الحر، وهي طريقة تشكيل من التيتانيوم يتم إجراؤها بين قالبين مسطحين بدون تجاويف داخلية. هذه طريقة غير مكلفة ومرنة نسبيًا، ولكنها ليست الطريقة الأكثر شيوعًا لتشكيل كميات كبيرة من معدن التيتانيوم نظرًا لمتطلباتها العالية من العمالة.
· الحدادة متساوية الحرارة - عملية يتم فيها تسخين المادة الأولية والقالب إلى درجات حرارة متساوية ويتم التحكم فيها بدرجة عالية لتحقيق معدلات تشوه عالية بأقل ضغط.
أنواع أخرى من تزوير التيتانيوم، مثل تزوير القالب متعدد الاتجاهات، وتزوير قالب البثق، وتزوير القالب المحلي، وتزوير حلقة اللف، تعتمد أيضًا على الحرارة والضغط والترتيب الفريد للقالب لتحقيق الشكل المطلوب.
تزوير سبائك التيتانيوم له العديد من المزايا، بما في ذلك
· قوة عالية
· مقاومة التآكل
· مقاومة الحرارة
· التوافق الحيوي
· قابلية اللحام
بالإضافة إلى ذلك، وفقًا لمتطلبات التطبيق المحددة، ستستخدم عملية الحدادة أيضًا مجموعة متنوعة من درجات مختلفة من سبائك التيتانيوم. عند البحث عن شركة تشكيل التيتانيوم، تأكد من أن الشركة التي ترغب في العمل معها قادرة على تشكيل التيتانيوم بالمواصفات التي تحتاجها.
وتشمل الدرجات الأكثر شيوعا
·6-4:6-4 يعد التيتانيوم واحدًا من أكثر سبائك التيتانيوم استخدامًا على نطاق واسع في التشكيل ويحظى بشعبية خاصة في مكونات الفضاء الجوي.
·6-2-4-2:6-2-4-2 يُفضل التيتانيوم لمقاومته الممتازة للزحف وقوته عند درجات الحرارة العالية ويمكن استخدامه في المكونات التي توجد بها حرارة وإجهاد مرتفعين.
·6-2-4-6: مشابه للتيتانيوم 6-2-4-2 ولكن بمتانة وليونة أفضل.
·3-2.5:3-2.5 السبائك معروفة بقابليتها الممتازة للحام ومقاومتها للتآكل وتستخدم بشكل شائع في الغرسات في الصناعة الطبية.
باختصار، يتضمن تشكيل التيتانيوم اختيار درجة سبائك التيتانيوم المناسبة وفقًا لمتطلبات التطبيق، تليها سلسلة من عمليات التشكيل على الفراغ لإنشاء أجزاء عالية القوة ومقاومة للتآكل ومقاومة للحرارة والتي يمكن أن تحقق فوائد عديدة لمختلف الأشخاص. الصناعات اعتمادا على السبائك المختارة.
تأثير درجة حرارة تزوير
هل يمكن تزوير التيتانيوم في أي درجة حرارة؟ من الناحية الفنية، نعم؛ ومع ذلك، يجب أن تتوافق درجة الحرارة المستخدمة مع متطلبات العملية والأجزاء.
يعد الطرق الساخن أكثر شيوعًا من الطرق البارد، لكن الأخير يمكن أن يكون أرخص وأكثر صداقة للبيئة. من المهم ملاحظة أن درجات الحرارة المنخفضة (أقل من 1650 درجة فهرنهايت) متاحة فقط للتيتانيوم غير السبائكي، في حين أن درجات الحرارة المرتفعة ضرورية لسبائك التيتانيوم.
ليست درجة حرارة التيتانيوم نفسها فقط هي التي تلعب دورًا حاسمًا في عملية الحدادة. يجب أيضًا التحكم في درجة حرارة القالب، حيث أن فقدان الحرارة المفرط أو اختلاف الحرارة يمكن أن يؤدي إلى عيوب في الجزء.
ترتبط أهمية درجة الحرارة في عملية تشكيل التيتانيوم بشكل أساسي بالعناصر الهيكلية للمعدن عند مستويات الحرارة المختلفة. من خلال تشكيل المادة الأولية والموت بالحرارة المناسبة، يستطيع المُصوغ أن يصنع منتجًا نهائيًا أقوى وأكثر موثوقية ومناسبًا من الناحية الهيكلية للمهمة التي يقوم بها.
