1. un 2. pakāpe ir komerciāli tīra titāna (CP Ti) pakāpe, kas ir slavena ar savu izcilo izturību pret koroziju un apstrādājamību. Tomēr nelielas atšķirības ķīmiskajā sastāvā (galvenokārt skābekļa un dzelzs saturs) izraisa atšķirības to formējamībā, metināšanas savietojamībā un apstrādājamībā.
1. Formējamība (izgatavošanas veiktspēja)
Formējamība attiecas uz materiāla spēju plastiski deformēties (piemēram, liekt, stiept, velmēt, štancēt) bez plaisāšanas vai sabojāšanās. To tieši ietekmē lokanība, tecēšanas robeža un darba sacietēšanas pakāpe-galvenās īpašības, kas atšķiras starp 1. un 2. pakāpi intersticiālo elementu satura dēļ.
| Aspekts | 1. pakāpes titāns | 2. pakāpes titāns |
|---|---|---|
| Elastīgums un pagarinājums | Izcila elastība (pārrāvuma pagarinājums: 24–30% atbilstoši ASTM B265). Var izturēt ārkārtējas aukstās formēšanas darbības (piemēram, dziļa vilkšana, sarežģīta locīšana, griešanās formēšana) bez starpposma atkausēšanas. | Laba elastība (pagarinājums pārrāvuma vietā: 20–25% atbilstoši ASTM B265). Piemērots lielākajai daļai standarta formēšanas procesu, taču var būt nepieciešama atkausēšana pēc smagas deformācijas, lai atjaunotu elastību. |
| Ražas spēks | Zemāka tecēšanas robeža (lielāka vai vienāda ar 170 MPa, ASTM B265). Samazināta izturība pret deformāciju atvieglo veidošanu ar mazākiem formēšanas spēkiem. | Augstāka tecēšanas robeža (lielāka vai vienāda ar 275 MPa, ASTM B265). Mēreni lielākai deformācijas pretestībai ir nepieciešams nedaudz lielāks formēšanas spēks, salīdzinot ar 1. pakāpi. |
| Darba sacietēšanas pakāpe | Lēna darba rūdīšana. Saglabā elastību vairākos formēšanas posmos, samazinot vajadzību pēc termiskās apstrādes. | Mērens darba rūdījums. Sacietē nedaudz ātrāk nekā 1. pakāpe, taču joprojām ir pārvaldāms lielākajai daļai ražošanas darbplūsmu. |
| Atslēgu veidošanas procesi | Ideāli piemērots: dziļai vilkšanai (piemēram, ķīmisko vielu uzglabāšanas tvertnēm, medicīnas ierīču komponentiem), precīzai liekšanai, ruļļu formēšanai un orbitālai formēšanai. | Piemērots: Standarta liekšanai, velmēšanai (piemēram, caurulēm, loksnēm), štancēšanai un atlokiem. Mazāk optimāls īpaši-dziļai zīmēšanai salīdzinājumā ar 1. pakāpi. |
| Atkausēšanas prasība | Reti nepieciešams formēšanas operācijām. Atlaidināšana (650–700 grādi, gaisa dzesēšana) ir ieteicama tikai sarežģītām daļām ar nopietnu deformāciju. | Pēc smagas formēšanas var būt nepieciešama atkausēšana, lai mazinātu atlikušos spriegumus un atjaunotu elastību, jo īpaši detaļām, ko izmanto kritiskos lietojumos (piemēram, spiedtvertnēs). |
2. Piemērotas metināšanas metodes
Gan 1., gan 2. pakāpes titānam ir lieliska metināmība, jo tiem ir zems oglekļa saturs un nav leģējošu elementu, kas izraisa trauslumu. Tomēr titāna augstā afinitāte pret skābekli, slāpekli un ūdeņradi paaugstinātā temperatūrā prasa stingru ekranējumu, lai novērstu metināšanas šuvju piesārņojumu.
| Metināšanas metode | Piemērotība 1./2. klasei | Galvenie apsvērumi rūpnieciskai lietošanai |
|---|---|---|
| Gāzes volframa loka metināšana (GTAW/TIG) | Ļoti piemērots (visbiežāk izmanto CP Ti). Izgatavo augstas-kvalitatīvas, pret koroziju-izturīgas metināšanas šuves ar minimālu šļakatu daudzumu. | - Izmantojiet augstas-tīrības pakāpes argonu (99,99%+) ekranēšanai (metināšanas baseins, siltuma-ietekmētā zona un savienojuma aizmugure).
- Izvairieties no metināšanas gaisā vai mitrumā; iepriekš-notīriet parasto metālu (noņemiet eļļu, taukus, oksīda plēves), lai novērstu piesārņojumu.
- Ieteicams plānām un vidēja{1}}biezuma daļām (0,5–12 mm), piemēram, caurulēm, loksnēm un medicīniskiem implantiem. |
| Gāzes metāla loka metināšana (GMAW/MIG) | Piemērots vidēji biezām sekcijām (3–20 mm). Piedāvā augstāku nogulsnēšanas ātrumu nekā GTAW, uzlabojot produktivitāti liela mēroga -projektos. | - Izmantojiet argonu-bagātu aizsarggāzi (argons + 2–5% hēlija), lai uzlabotu loka stabilitāti.
- Atlasiet titāna-specifiskus pildmetālus (piemēram, ERTi-1 1. klasei, ERTi-2 2. klasei), lai tie atbilstu parastā metāla sastāvam.
- Ideāli piemērots rūpniecisko iekārtu (piem., ķīmisko reaktoru, jūras konstrukciju) ražošanai. |
| Plazmas loka metināšana (PAW) | Piemērots plānu lokšņu (0,1–6 mm) un šauru savienojumu precīzai metināšanai. Nodrošina dziļāku iespiešanos un labāku kontroli nekā GTAW. | - Nepieciešams uzlabots aprīkojums un operatora prasmes; piemērots augstas-precizitātes lietojumiem (piem., kosmosa komponentiem, elektroniskiem korpusiem).
- Saglabājiet stingru ekranējumu, lai izvairītos no metinājuma trausluma. |
| Elektronu staru metināšana (EBW) | Piemērots biezām sekcijām (līdz 50 mm) un augstas-precizitātes, augstas{2}}stiprības šuvēm. Nav nepieciešama atmosfēras ekranēšana (vakuuma vide). | - Augstas kapitāla izmaksas; parasti izmanto kritiskiem komponentiem kosmosa, aizsardzības vai kodolrūpniecībā.
- Samazina karstuma-ietekmētās zonas (HAZ) platumu, samazinot pēc-metināšanas deformācijas. |
| Pretestības punktmetināšana (RSW) | Piemērots plānām loksnēm (0,3–3 mm) automobiļu, kosmosa vai plaša patēriņa elektronikas iekārtās. Ātrs metināšanas ātrums un zema siltuma padeve. | - Izmantojiet vara elektrodus ar ūdens dzesēšanu, lai novērstu pielipšanu.
- Nodrošiniet pareizu izlīdzināšanu un spiedienu, lai izvairītos no sliktas metināšanas iespiešanās.
Lai noņemtu virsmas oksīdus, var būt nepieciešama - pēc-metināšanas tīrīšana. |
| Metināšanas pildvielas metāli | 1. pakāpe: ERTi-1 (atbilst tīrībai un elastībai)
2. pakāpe: ERTi-2 (atbilst izturībai un izturībai pret koroziju) |
Neizmantojiet pildvielu metālus ar augstu skābekļa vai dzelzs saturu, jo tie var samazināt metinājuma elastību un izturību pret koroziju. |
Kritiskā piezīme par metināšanu: Abām kategorijām nepieciešama pēc-metināšanas tīrīšana (piemēram, slīpēšana, kodināšana), lai noņemtu trauslo oksīda slāni (TiO₂), kas veidojas uz metinājuma virsmas. Lietojumiem, kuriem nepieciešama maksimāla izturība pret koroziju (piemēram, ķīmiskā apstrāde), var ieteikt pēc-metināšanas atlaidināšanu (600–650 grādi, argona ekranēšana), lai mazinātu atlikušos spriegumus.
3. Apstrādājamības atšķirības starp 1. un 2. pakāpi
Apstrādājamība attiecas uz materiāla griešanas, urbšanas, frēzēšanas vai virpošanas vieglumu, vienlaikus saglabājot instrumenta kalpošanas laiku un virsmas apdari. Titāna zemā siltumvadītspēja (≈1/4 tērauda) un augstā ķīmiskā reaģētspēja paaugstinātā temperatūrā padara to par "grūti{3}}apstrādājamu"{4}}materiālu, taču atšķirības starp 1. un 2. pakāpi ir ievērojamas.
| Aspekts | 1. pakāpes titāns | 2. pakāpes titāns |
|---|---|---|
| Apstrādājamības vērtējums | Nedaudz labāka apstrādājamība (vērtējums: ~25 pret tēraudu=100). Zemāka izturība un darba sacietēšanas ātrums samazina instrumenta nodilumu. | Vidēji grūtāk apstrādājams (vērtējums: ~20 pret tēraudu=100). Augstāka tecēšanas robeža un darba sacietēšanas ātrums palielina griešanas spēkus un instrumenta spriegumu. |
| Griešanas spēki | Nepieciešami mazāki griešanas spēki. Samazināta izturība pret skaidu veidošanos samazina instrumenta novirzi. | Nepieciešami lielāki griešanas spēki. Stingrāks materiāls palielina instrumenta slodzi, īpaši rupjās apstrādes laikā. |
| Darba rūdīšana | Lēna darba rūdīšana. Šķembas ir nepārtrauktas un mazāk ticams, ka tās pieķersies rīkam (built{1}}up edge, BUE). | Mērens darba rūdījums. Šķembas var kļūt neviendabīgas un pielipt pie instrumenta, izraisot sliktu virsmas apdari un palielinātu instrumenta nodilumu. |
| Instrumenta mūžs | Ilgāks instrumenta kalpošanas laiks (par 10–15% augstāks nekā 2. pakāpei), ja tiek izmantoti vienādi griešanas parametri. | Īsāks instrumenta kalpošanas laiks, pateicoties lielākai berzei un siltuma ģenerēšanai instrumenta{0}}mikroshēmas saskarnē. |
| Ieteicamie griešanas instrumenti | Karbīda instrumenti (piem., WC-Co) ar asām malām un pozitīviem slīpuma leņķiem. TiAlN vai dimanta pārklājumi uzlabo nodilumizturību. | Tie paši instrumenta materiāli kā 1. pakāpē, taču ilgstošai lietošanai var būt nepieciešama biežāka instrumentu maiņa vai augstākas kvalitātes pārklājumi (piem., CVD dimants). |
| Griešanas parametri | - Ātrums: 30–60 m/min (virpošana/frēzēšana)
- Padeves ātrums: 0,1–0,2 mm/apgr
- Griešanas dziļums: 1–3 mm
- Siltuma izkliedēšanai izmantojiet griešanas šķidrumus (piem., minerāleļļu + liela spiediena piedevas). |
- Ātrums: 25–50 m/min (lēnāks par 1. pakāpi, lai samazinātu siltumu)
- Padeves ātrums: 0,08–0,15 mm/apgr. (pazeminiet, lai samazinātu darba sacietēšanu)
- Griešanas dziļums: 1–2 mm (seklāks, lai samazinātu instrumenta slodzi)
- Nepieciešama pastiprināta dzesēšana (piemēram, augstspiediena-dzesēšanas šķidruma sistēmas). |
| Virsmas apdare | Vieglāk sasniegt gludas virsmas apdari (Ra Mazāks vai vienāds ar 0,8 μm), jo samazinās BUE veidošanās. | Nosliece uz sliktāku virsmas apdari, ja griešanas parametri nav optimizēti. Var būt nepieciešamas papildu apdares darbības (piemēram, slīpēšana, pulēšana). |
Apstrādes labākā prakse abām klasēm:
Izmantojiet stingrus darbgaldus, lai samazinātu vibrāciju un instrumenta novirzi.
Ja iespējams, izvairieties no pārtrauktiem griezumiem (piem., atslēgu rievas, rievas), jo tie palielina instrumenta nodilumu.
Saglabājiet griezējinstrumentus asus, lai samazinātu berzi un siltuma veidošanos.
Izmantojiet sauso apstrādi tikai nelielām,{0}}zemas slodzes darbībām-mitrā apstrāde ar specializētiem titāna griešanas šķidrumiem ir ieteicama lielākajai daļai lietojumu.
