ტიტანის შენადნობების დამუშავების სირთულეების გარღვევა

ტიტანის მოპოვების ტექნოლოგიის განვითარებასთან ერთად, ტიტანის წარმოება განუწყვეტლივ იზრდება, ხოლო ფასი განუწყვეტლივ კლებულობს. თუმცა, ტიტანის შენადნობები ჯერ კიდევ იშვიათად გვხვდება ადამიანების ყოველდღიურ ცხოვრებაში და ფუფუნებისა და სიამოვნების სინონიმია. ეს იმიტომ ხდება, რომ მისი შესანიშნავი თვისებები... ტიტანის შენადნობები ასევე, ისინი უამრავ სირთულეს ქმნიან მათი დამუშავებისა და წარმოების პროცესში.

ტიტანის შენადნობების დამუშავების მახასიათებლები

პირველ რიგში, ტიტანის შენადნობის თბოგამტარობა უკიდურესად დაბალია, დაახლოებით 15W/(m·K), რაც No. 45 ფოლადის თბოგამტარობის 1/5-დან 1/7-მდეა, ხოლო ჭრის ტემპერატურა მაღალია. მეორეც, ტიტანის შენადნობების ელასტიურობის მოდული მცირეა. ჭრის დროს უკუცემა იწვევს ხახუნის ზრდას და იწვევს ხელსაწყოს ვიბრაციას. მესამე, ტიტანის შენადნობებს აქვთ მაღალი ქიმიური რეაქტიულობა და ზედაპირის გამაგრებული ფენა საჭრელ ხელსაწყოებზე დარტყმით დატვირთვას ახდენს. ამასობაში, მაღალი აქტივობა მიდრეკილია ადჰეზიის, დიფუზიის და ქიმიური რეაქციებისკენ ხელსაწყოს მასალებთან მაღალ ტემპერატურაზე.

როგორც ნახაზ 1-შია ნაჩვენები, ამ პრობლემების სუპერპოზიცია ქმნის ურთიერთგამაძლიერებელ სისტემას, რაც მკვეთრად ზრდის დამუშავების სირთულეს და აჩქარებს ხელსაწყოს ცვეთას.

არსებული გადაწყვეტილებები

ტიტანის შენადნობების ჭრის პრობლემის გადასაჭრელად, პირველი ნაბიჯი არის ტიტანის შენადნობების ჭრისადმი ადჰეზიის ფენომენის მოგვარება. მრავალი კვლევით დადასტურდა, რომ თვითშეზეთვადი TiB2 საფარი საუკეთესო გამოსავალია. თუმცა, როდესაც HIPIMS ამზადებს TiB2 საფარებს უხეში დამუშავებისთვის, არასაკმარისი შემაკავშირებელი ძალისა და კერამიკული ფირების არასაკმარისი სიმტკიცის ნაკლოვანებების მოგვარება შეუძლებელია, რაც იწვევს ჭრის მუშაობის მნიშვნელოვან შემცირებას.

რკალური ტექნოლოგია, უდავოდ, უზრუნველყოფს საფარის მაღალ ადჰეზიას და სიმტკიცეს. თუმცა, ერთი რკალური საფარი ვერ უზრუნველყოფს TiB2-ის მსგავს შეზეთვის მახასიათებლებს წვრილი დამუშავების მაღალი ტემპერატურისა და მაღალი წნევის სამუშაო პირობებში.

როდესაც Arc+HiPiMS, სიურპრიზები გამოჩნდება

როგორც ნაჩვენებია ნახაზ 2-ში (A), ჰუაშენის საკუთარი ხელით შემუშავებული HA800 კომპოზიტური საფარის ტექნოლოგიური პლატფორმა ერთში აერთიანებს HiPiMS და Arc საფარის ტექნოლოგიებს, რაც მნიშვნელოვნად აფართოებს საფარის პროცესების კვლევისა და განვითარების სივრცეს.

ტიტანის შენადნობის ჭრის განსაკუთრებული მოთხოვნების საპასუხოდ, Huasheng-მა შეიმუშავა HSR116 საფარი. პირველ რიგში, Arc ტექნოლოგიის გამოყენებით მომზადდა მაღალი ადჰეზიისა და სიმტკიცის მქონე კომპოზიტური ფირები. შემდგომში, HiPiMS ტექნოლოგიის გამოყენებით, ზედაპირულ ფენაზე დაიფარა მაღალი სიმტკიცის და თვითშეზეთვადი TiB2 კერამიკული საფარი.

როგორც ნაჩვენებია ნახაზ 3 (B)-ზე, HiPiMS-ით მომზადებული TiB2 საფარი მჭიდროდ არის მიმაგრებული TiAlXN საფარი მომზადებულია Arc-ის მიერ. საბოლოო ჯამში, მყარი შენადნობის სუბსტრატი - რკალური საფარი - TiB2 კერამიკული ფენა ქმნიდა ინტეგრალურ ინსტრუმენტს მაღალი შემაკავშირებელი ძალით, სიმტკიცის გრადიენტით და მაღალი სიმტკიცით.

სურათი 2

(ა) HA800 კომპოზიტური საფარის პლატფორმა;

(B) HA800-ის შიდა სტრუქტურის სქემატური დიაგრამა და HSR116 საფარის HIPIMS და Arc ორშრიანი სტრუქტურის SEM გამოსახულება

TC4-ის რეალური ჭრის ტესტის დროს, HSR116 საფარით დაფარულმა ხელსაწყომ აჩვენა შესანიშნავი მრავალმხრივი გამოყენება და ცვეთამედეგობა. დახვეწილი დამუშავების დროს, ის აღწევს იგივე მომსახურების ვადას, რასაც სუფთა მაგნიტური მართვის TiB2 საფარი და გაცილებით გრძელია, ვიდრე TiAlN საფარი.

უხეში დამუშავებისას ორივე საფარს აშკარა უპირატესობა აქვს. ჭრის კონკრეტული მონაცემები ნაჩვენებია ნახაზ 3-ში:

სურათი 3 გვიჩვენებს Huasheng HSR116 საფარის, ბაზარზე შეძენილი TiAlN საფარის და ბაზარზე შეძენილი TiB2 საფარის გვერდითი ფრეზირებისა და უხეში დამუშავების ჭრის ხანგრძლივობის მონაცემებს.

კონკრეტულად გააანალიზეთ HSR116 საფარისა და TiAlN საფარის გვერდითი დაფქვის დასრულების შემთხვევები. როგორც ჩანს ნახაზ 4-ში (C, D) მოცემული შედარებიდან, TiAlN საფარი ძლიერად არის მიკრული და სუბსტრატის დიდი ნაწილი გამოშიშვლებულია ნაპრალების ზემოქმედების გამო. HSR116 საფარის ზედაპირი ჭრის შემდეგ სუფთა და მიკრობისგან თავისუფალი რჩება, მხოლოდ საჭრელ კიდეზე ცვეთაა, რაც აჩვენებს მის ანტი-წებოვან და ცვეთამედეგ თვისებებს.

სურათი 4

(A) HSR116 და TiAlN საფარიანი ხელსაწყოების გვერდითი ფრეზირების დამუშავების მონაცემთა ცხრილი

(B) გვერდითი დაფქვის დასრულების პირობები

(C) TiALN-ით დაფარული ხელსაწყოს საფხეკი ზედაპირი \ n

(D) HSR116-ით დაფარული ხელსაწყოს საფხეკი ზედაპირი

ცხადია, ასეთი დაფარული ჭრის ხელსაწყოები გარდაუვლად მნიშვნელოვნად შეამცირებს ტიტანის შენადნობების დამუშავების ღირებულებას, რაც ამ მომავლის ლითონს საშუალებას მისცემს, ნამდვილად შევიდეს ადამიანების ყოველდღიურ ცხოვრებაში. დაე, ტიტანის შენადნობის მობილური ტელეფონები, ტიტანის შენადნობის ველოსიპედები და ტიტანის შენადნობის მანქანებიც კი აღარ იყოს ძვირადღირებული და ფუფუნების პროდუქტები ან სამეცნიერო ფანტასტიკის კონცეფციები.