Faktori, kas ietekmē titāna sakausējuma vadu vilkšanu
Titāna un titāna sakausējuma stieples tiek plaši izmantotas tādās svarīgās jomās kā kosmosa stiprinājumi, 3C izstrādājumi, briļļu rāmji, automobiļu daļas, medicīnas instrumenti un metināšanas stieņi. Parasti, ja titāna un titāna sakausējuma stiepļu diametrs ir 30-40% lielāks par galaprodukta izmēru, tiek izmantota aukstā vilkšana, lai iegūtu stiepļu izstrādājumus ar augstu izmēru precizitāti.
Aukstās vilkšanas process un galaprodukta mikrostruktūras kontrole būtiski ietekmē titāna un titāna sakausējuma stiepļu veiktspēju. Galvenie faktori, kas ietekmē stieples vilkšanas veiktspēju, papildus stiepšanas temperatūrai un vilkšanas ātrumam ir izejmateriāla kvalitāte, presformas parametri, eļļošanas apstākļi un vilkšanas procesa maršruts.
1. Izejvielu kvalitāte
Ķīmiskais sastāvs: galveno ķīmisko elementu un piemaisījumu elementu saturs nedrīkst pārsniegt pieļaujamo diapazonu. Tādi elementi kā ūdeņradis (H), skābeklis (O), slāpeklis (N), dzelzs (Fe) un silīcijs (Si) var būtiski ietekmēt titānu. Piemēram, ūdeņradis var izraisīt ūdeņraža trauslumu titāna sakausējumos, tāpēc ražošanas laikā ir nepieciešama stingra kontrole.
Virsmas kvalitāte: stieples virsmai nedrīkst būt defekti, piemēram, plaisas, krokas, rētas, ausis vai atslāņošanās. Izejmateriālā dažādās pakāpēs var parādīties virsmas defekti, piemēram, plaisas un krokas. Šie defekti var veidot plaisas uz virsmas, apakšvirsmas vai metāla iekšpusē, kas var tālāk attīstīties vilkšanas procesā, izraisot strauju stiprības samazināšanos vai pat lūzumu. Atšķirībā no plaisām, krokas nav viegli pamanāmas, jo tās bieži pārklāj virsmas oksidācijas slāņi un var saglabāties zīmēšanas laikā.
2. Termiskās apstrādes process
Termiskās apstrādes process aukstās vilkšanas laikā galvenokārt ietver stieples atkausēšanu, kas ietver izejmateriāla pirmapstrādes atlaidināšanu, starpposma atkausēšanu pēc deformācijas un galīgo atkausēšanu. Priekšapstrādes un starpatlaidināšanas mērķis ir samazināt darba sacietēšanas ietekmi, palielināt elastību un optimizēt plastiskumu, padarot materiālu piemērotāku nākamajam zīmēšanas procesa posmam.
3. Zīmēšanas matricas
Metāla vilkšanas presformas parasti ir izgatavotas no cementēta karbīda (YK6, YK8) vai dimanta materiāliem. Cementētais karbīds sastāv no volframa karbīda un kobalta, un volframa karbīds ir ciets un nodilumizturīgs, kalpojot kā skeleta materiāls, bet kobalts palielina sakausējuma stingrību. Cementētā karbīda presformas tiek plaši izmantotas dažādu metālu un sakausējumu stiepļu vilkšanai. Dimanta presformas ar augstu cietību un nodilumizturību ir dārgākas un grūtāk apstrādājamas, tāpēc tiek izmantotas tikai smalku un īpaši smalku stiepļu vilkšanai.
Atkarībā no presformas cauruma gareniskā šķērsgriezuma formas standarta zīmēšanas presformas var iedalīt divās formās: lokveida presformas un koniskās formas. Pirmo parasti izmanto smalkiem vadiem, savukārt konusveida presformas parasti izmanto caurulēm, stieņiem un rupjām stieplēm. Atkarībā no to funkcijas zīmēšanas laikā štancēšanas caurumus parasti iedala četrās daļās: ieejas konuss (padeves zona + eļļošanas zona), darba konuss, izmēra zona un izejas konuss.
4. Zīmēšanas process
Samazinājums vienā piegājienā: titāna sakausējumiem ir zema elastība istabas temperatūrā, ar tecēšanas robežu, kas ir tuvu stiepes izturībai, kā rezultātā tiek nodrošināta augsta ražības attiecība. Izvelkot metāliskus materiālus, materiāla stiprībai pēc iziešanas no presformas jābūt lielākai par materiāla tecēšanas robežu matricas iekšpusē, lai novērstu stieples pārrāvumu. Tāpēc ir jāizvairās no aklas pievēršanās pārmērīgam samazinājumam vienā piegājienā.
Kopējais samazinājums: titāna sakausējuma stiepļu izturība palielinās līdz ar kopējo samazinājuma ātrumu. Tas galvenokārt notiek tāpēc, ka, palielinoties aukstās deformācijas apjomam, metāla graudos notiek dislokāciju pavairošana, palielinot materiāla izturību pret plastisko deformāciju. Tas noved pie darba sacietēšanas, kas palielina stieples pārrāvuma spēku un stiepes izturību. Tomēr pārmērīga darba sacietēšana samazina stieples stingrību, lieces un vīšanas vērtības, un smagos gadījumos tas kļūst trausls un ar ļoti zemu lieces veiktspēju.
Zīmēšanas ātrums: vilkšanas ātrums ir būtisks faktors metālapstrādes ražošanas procesā, un tam ir būtiska ietekme uz deformēta metāla veiktspēju. Deformācijas ātrums attiecas uz deformācijas izmaiņu ātrumu vai relatīvo pārvietošanās tilpumu laika vienībā. Titāna sakausējumi ir jutīgi pret deformācijas ātrumu, un dažādi deformācijas ātrumi būtiski ietekmē to plastiskumu un deformācijas veiktspēju. Vienādos vilkšanas apstākļos, palielinot vilkšanas ātrumu, var uzlabot darba ražīgumu un ietaupīt enerģiju, taču ir jānodrošina stieples kvalitāte un vilkšanas procesa gludums.
