Af hverju ekki að nota títan fyrir blað

Þegar kemur að því að klippa verkfæriefni eru títan málmblöndur oft nefndar fyrir einstaka eðlisfræðilega og efnafræðilega eiginleika, en þær verða sjaldan almennu efni fyrir blað. Þrátt fyrir að títanblöndur sýni framúrskarandi frammistöðu á sviðum eins og geim- og læknisfræðilegum ígræðslum, hefur notkun þeirra í verkfæraframleiðslu alltaf verið takmörkuð við ákveðnar sviðsmyndir. Þessi mótsögn liggur innan dýpri átaka milli efnislegra eiginleika og virkra krafna verkfærisins.

Hörku og slitþol: náttúrulegur veikleiki

Kjarnastarfsemi tóls er að klippa og skurðar skilvirkni er beint háð hörku efnisins og slitþol. Hörku títanblöndur eru yfirleitt á bilinu 36 - 55 HRC, verulega lægri en háhraða stál (62-66 HRC) og sementað karbíð (85-92 HRC). Þetta hörku bil gerir títan álblöð næm fyrir aflögun plasts og verulegs brún krulla þegar skorið er úr hörðum efnum. Meira um vert, að slitþol Títan ál er jákvæð í samræmi við hörku sína. Lítil hörku þýðir að blaðið klæðist hraðar með endurteknum skurði og þarfnast tíðara viðhalds.

Efnisvísindarannsóknir sýna að slitþol verkfæra er einnig nátengd dreifingu karbíðs. Hefðbundið verkfæri stál auka afköst með því að bæta við þáttum eins og kolefni, króm og wolfram til að mynda hátt - hörku karbíð agnir og búa til smásjárröð. Hins vegar skortir títanblöndur, fyrst og fremst saman úr áli og vanadíum, hátt - hörku karbíðfasa. Þar af leiðandi treystir slitþol þeirra eingöngu á samræmda slit á grunnefninu og tekst ekki að mynda árangursríka skurðarsmíði.

Ójafnvægi milli vinnsluhæfni og kostnaðar

Títan málmblöndur eru verulega erfiðari að vél en venjuleg stál. Skurðarkraftar eru 40% hærri en stál og skurður hitastig getur náð yfir 1000 gráðu. Þessi háhiti flýtir fyrir slit á verkfærum, sem leiðir til aukningar í vinnslukostnaði. Til að takast á við vinnsluáskoranir títan málmblöndur verða framleiðendur að nota sérhæfða ferla: með því að nota rúmmetra bórnítríð (CBN) eða húðuð karbíðverkfæri, ásamt háu - þrýstingi innra kælikerfi til að draga úr skurðhita og jafnvel fella ultrasonic titring til að hjálpa til við að draga úr vinnslu. Þó að þessar aðferðir bæti vinnslu skilvirkni, auka þær framleiðslukostnað við eitt blað í 5-8 sinnum hærra en venjulegt stál.

Frá efnislegu sjónarhorni, sýna títanblöndur lélega stimplunareiginleika og eru tilhneigðir til sprungu við djúpa teikningu. Þetta þýðir að framleiðsla Titanium álblaða krefst meiri hráefnisforða og flóknari ferlaeftirlits, enn frekar að auka framleiðslukostnað. Á neytendamarkaði, sem knúinn er af efnahagslegum sjónarmiðum, takmarkar þessi kostnaður ókostur beint útbreidda samþykkt títan álblaða.

Misskipting milli virkra einkenna og notkunar atburðarásar

Hönnun hnífs krefst jafnvægis milli margra breytna, þar með talið hörku, hörku og tæringarþol. Þrátt fyrir að títanblöndur sýni framúrskarandi tæringarþol, með oxíðfilmu þeirra sem verndar gegn saltvatni og raktu umhverfi, er þessi eiginleiki takmarkað hagnýtt gildi fyrir daglega hnífa. Í eldhúsum heima er hægt að koma í veg fyrir ryðfríu stáli hnífum frá því að ryðga með einfaldri hreinsun; Í iðnaðarskera forritum eru sérhæfðir andstæðingur - ryðhúðunar nægar. Tæringarþol títan álfelgur verður óþarfi í þessum forritum.

Í sérhæfðum forritum virðist létt eðli títan ál (þéttleiki 4,5g/cm³, aðeins 60% af stáli) hagstæð, en þyngdardreifing hnífsins hefur bein áhrif á meðhöndlun hans. Eldhúshnífar þurfa viðeigandi þyngd til að veita skurðar tregðu en skurðaðgerðarhnífar þurfa nákvæma stjórnunarstýringu. Þessar kröfur stangast á við léttan eðli Titanium Alloy. Jafnvel fyrir öfgafullt - umhverfisforrit eins og köfunarhnífar, kjósa hönnuðir samsettan mannvirki sem samanstendur af títan álhandfangi og hátt - kolefnisstálblaði, frekar en allt- títanhönnun.

Tæknilegar flöskuhálsar í efnisbreytingum

Til að auka notagildi títan málmblöndur til að klippa verkfæri hafa efnafræðingar reynt að ýta á árangursmörkum með álfelgum . 6 al - 4V Eli (auka-lágt millivef títan) nær hörku 55 HRC en viðhalda góðri hörku með því að stjórna súrefnishúðinni og nitroogen innihaldi. Samt sem áður getur þessi framför samt ekki samsvarað yfirgripsmikilli afköstum hefðbundinna skurðarverkfæraefnis: við hörku 55 HRC minnkar höggleikinn á títanblöndu um 30%, sem gerir það næmt fyrir að flísast undir hléum skurði eða áhrifum.

Styrking tækni á yfirborði býður upp á aðra lausn. Líkamleg gufuútfelling (PVD) lag getur myndað 2-5μm þykkt tini eða tialn harða lag á yfirborði títanblöndur og náð yfirborði hörku yfir HV2500. Hins vegar er það tæknilegt áskorun að ná sterku tengslum milli lagsins og undirlagsins og húðun er tilhneigingu til að eiga sér stað undir álagi til skiptis, sem leiðir til lækkunar á verkfæralífi frekar en framför.

Skortur á víðtækri upptöku títan málmblöndur í blöðum er í meginatriðum skynsamlegt val á milli efniseiginleika og virkni verkfæra. Í lykilárangursvísum eins og hörku, slitþol og vinnslukostnaði hafa títan málmblöndur enn ekki sýnt fram á umfangsmikla kosti þeirra um hefðbundin efni. Hins vegar, með framgangi aukefnisframleiðslutækni, hefur hæfileikinn til að sérsníða títan málmblöndur aukist verulega og hugsanlega opnað ný tækifæri í háum - lokaumsóknum eins og smásjá og nákvæmni leturgröftur.