Opseg i zahtjevi za završnu obradu površine titanijske šipke
Šipke od titana i legure titana kombiniraju visok omjer čvrstoće-i-težine s izvanrednom otpornošću na koroziju, zbog čega su specificirane za pričvršćivače u zrakoplovstvu, kirurške implantate, hardver za kemijske procese, pomorske komponente i vrhunske potrošačke proizvode. Međutim, -strojno obrađena ili-lijevana površina još uvijek nosi tanak sloj onečišćenja, brušenjem-stvrdnutu kožu i vidljive tragove alata. Površinsko poliranje uklanja te slojeve i proizvodi finiš koji naknadna inspekcija zapravo mjeri, bilo da se radi o dekorativnoj svijetloj površini ili supstratu niske-hrapavosti prije eloksiranja, nitriranja ili premazivanja.
Titan se ponaša drugačije od nehrđajućeg čelika tijekom završne obrade. Njegova niska toplinska vodljivost koncentrira toplinu na kontaktnoj točki, a njegov jak afinitet prema kisiku i dušiku znači da pregrijavanje stvara tvrd, lomljiv površinski sloj. Dio koji se prerano ispere također može potamniti, jer se zaštitni oksidni film stvara neravnomjerno. Tri rute u nastavku pokrivaju industrijski raspon od uklanjanja teške zalihe do konačne svijetle završne obrade, au proizvodnji se obično koriste u nizu, a ne izolirano.
Metoda 1 – fino brušenje smolom-abrazivnim kotačima
Fino brušenje je konvencionalna prva faza, koja se obično izvodi smolom{0}}abrazivnim kotačima progresivno finijeg zrna. Poravnava površinu, uklanja kamenac, prskanje od zavara i slojeve odljevka te ispravlja nepravilnosti malog promjera. Cilj je ravna, ujednačena površina bez udubljenja, a ne zrcalna završna obrada.
Kontrolirajte toplinu: veliki kontaktni pritisak podiže površinsku temperaturu i potiče skupljanje-kisika i mikro-pukotine.
Nikada ne boravite u jednom položaju; lokalno preko-brušenje stvara šupljine koje kasnije poliranje ne može sakriti.
Idite prema dolje kroz veličine zrna, na primjer 60, 120, 240 i zatim 400, i rotirajte smjer rada između koraka tako da preostale ogrebotine ostanu vidljive.
Očistite i skinite ivice između koraka, jer ugrađene abrazivne čestice zagađuju sljedeću fazu poliranja.
Završite laganim,-prolazima velike brzine na završnoj grubosti umjesto sporim, jakim pritiskom.
Ispravno izvedena sekvenca brušenja na šipkama obično ostavlja površinu u pojasu Ra 0,8–3,2 µm, što je praktična polazna točka za završne operacije koje slijede.
Metoda 2 – završna obrada bačve (brušenje bačve)
Završna obrada bačve stavlja izratke, abrazivni medij, vodu i složeni aditiv u rotirajuću ili vibrirajuću cijev. Relativno kretanje između medija i dijelova ravnomjerno brusi površinu, uključujući rubove i udubljenja do kojih je teško doći rukom.
Proces donosi tri dobro-poznate prednosti: nema prašine u zraku, mali intenzitet rada i zanemarivo zagrijavanje mase, što odgovara titanu jer izbjegava lokalizirani porast temperature suhog mljevenja. Kompromis-su sporije uklanjanje zaliha, serijski rad i radijus rubova, tako da navoji, brtvene površine i kritični promjeri moraju biti zaštićeni tijekom ciklusa.
Odabir medija određuje i učinkovitost i konačnu grubost:
Grubi, gusti keramički ili aluminijski mediji režu se najbrže i koriste se za uklanjanje kamenca i teška srha.
Srednje razine uravnotežuju uklanjanje zaliha s kvalitetom površine i uobičajeni su proizvodni kompromis.
Fini, lagani mediji i smjese za poliranje uklanjaju vrlo malo materijala, ali daju najglađu površinu i pripadaju završnoj fazi.
Budući da je proces mokar i kontrolirana-temperatura, to je također pouzdan način za pripremu serija malih šipki ili odljevaka prije operacije poliranja.
Metoda 3 – Mehaničko poliranje i usporedba procesa
Mehaničko poliranje koristi kotače ili četke od meke tkanine različitih specifikacija, napunjene pastom za poliranje formuliranom za titan. Prije poliranja, sloj onečišćenja i bru-stvrdnuti sloj moraju se potpuno ukloniti; u suprotnom kotač samo izglača oštećenu površinu i nikada se ne postigne željena završna obrada.
Preporučena praksa je velika brzina s laganim pritiskom, sustavno radeći po dužini štapa kako nijedna mrlja nije pre-polirana. Paste na bazi-aluminijevog oksida naširoko se koriste na titanu, a završni prolaz s finijim spojem daje svijetli, ujednačeni izgled. Jedno pravilo za rukovanje vrijedi za svaki mokro-polirani dio od titana: nemojte ga odmah ispirati, jer se površinski oksidni film prvo mora potpuno i ravnomjerno formirati, inače dio gubi boju.
| metoda | Uklanjanje zaliha | Tipična završna obrada | Unos topline | Najprikladniji za |
|---|---|---|---|---|
| Fino mljevenje | visoko | Ra 0,8–3,2 µm | Lokalizirano; potrebno hlađenje | Uklanjanje kamenca, obrada zavara, korekcija promjera |
| Završna obrada bačve | Niska do srednja | Ra 0,2–0,8 µm | Vrlo nizak, mokri postupak | Male šipke i odljevci u serijama, radijus ruba |
| Mehaničko poliranje | Vrlo nisko | Ra 0,05–0,2 µm | Niska, ali površinski-osjetljiva | Završna svijetla obrada, priprema prije premazivanja |
Gore navedene vrijednosti hrapavosti su tipični rasponi radionica za tri procesa. Stvarni rezultat ovisi o leguri, početnim uvjetima i odabranom mediju ili spoju, tako da se izmjerena osnovna linija uvijek treba uzeti prije nego što se fiksira specifikacija završne obrade.
Kontrola procesa i uobičajeni nedostaci
Identifikacija materijala podržava i kontrolu procesa. Komercijalno čista titanijska šipka za opće inženjerstvo obično se isporučuje prema ASTM B348, dok je nelegirani titan namijenjen kirurškim implantatima pokriven ASTM F67, a ti stupnjevi različito reagiraju na abrazivnu završnu obradu zbog svoje različite tvrdoće i ograničenja nečistoća.
Pregrijavanje:plava ili slamnata diskoloracija ukazuje na previsoku temperaturu, a zahvaćeni sloj treba ukloniti, a ne polirati.
Kontaminacija željezom:željezo pokupljeno s čeličnog alata ili medija uzrokuje mrlje od hrđe, stoga se preferira namjenski alat od titana.
Ugrađeni mediji:abraziv zarobljen na površini pojavljuje se kao tamne mrlje nakon završnog poliranja.
Neravnomjeran oksidni film:prerano pranje nakon mokrog poliranja ostavlja pjegavu, tamnu površinu.
Zaostale ogrebotine:obično uzrokovano preskakanjem koraka grit-a ili promjenom smjera rada prekasno u nizu.
Provjera se obično provodi vizualnim pregledom pod kontroliranim osvjetljenjem plus mjerenjem hrapavosti uz dogovorenu stopu uzorkovanja, uz ponovljeno mjerenje na bilo kojem području koje pokazuje promjenu boje ili teksture.
FAQ
P: Koju metodu poliranja treba prvo primijeniti na titanskoj šipki?
Prvo dolazi fino brušenje kako bi se izravnala površina i uklonili kamenac, oštećenja i opna; bačvasta završna obrada ili mehaničko poliranje zatim pročišćava tu površinu do potrebne hrapavosti.
P: Zašto polirani dio od titana ponekad potamni?
Mokro{0}}polirani titan treba ostaviti dok se površinski oksidni film u potpunosti ne formira prije pranja. Ispiranje odmah prekida taj film i stvara tamnu ili mrljastu površinu.
P: Može li završna obrada bačve zamijeniti ručno poliranje?
Može zamijeniti teško skidanje srha i kamenca i može dati ujednačenu satensku završnicu, ali ne postiže najveći sjaj i zaokružuje oštre rubove, tako da kritične dimenzije moraju biti maskirane.
P: Koja je hrapavost realna nakon mehaničkog poliranja?
Dobro-pripremljena površina obično doseže Ra 0,05–0,2 µm. Početni uvjeti važniji su od vremena poliranja, tako da ranija faza brušenja određuje ishod.
P: Zašto se temperatura mljevenja mora tako pažljivo kontrolirati?
Titan ima nisku toplinsku vodljivost, tako da toplina ostaje na kontaktnoj točki i potiče preuzimanje kisika i dušika-. Dobiveni tvrdi površinski sloj je krt i mora se brusiti, čime se gubi materijal.
P: Mijenja li stupanj legure postupak poliranja?
Da. Komercijalno čisti tipovi prema ASTM B348 i implantati prema ASTM F67 su mekši i podložniji razmazivanju, dok se legirani tipovi jače odupiru uklanjanju zaliha, pa se medij i pritisak moraju prilagoditi u skladu s tim.
