Titanyum Çubuk Yüzey İşleminin Kapsamı ve Gereksinimleri
Titanyum ve titanyum alaşımlı çubuklar, yüksek güç-ağırlık- oranını olağanüstü korozyon direnciyle birleştirir; bu nedenle havacılık bağlantı elemanları, cerrahi implantlar, kimyasal proses donanımları, denizcilik bileşenleri ve birinci sınıf tüketici ürünleri için özel olarak tercih edilirler. Bununla birlikte, -işlenmiş veya-dökülmüş yüzey hâlâ ince bir kirlenme tabakası, taşlamayla-sertleştirilmiş bir kabuk ve görünür alet izleri taşıyor. Yüzey parlatma, bu katmanları ortadan kaldırır ve ister dekoratif parlak bir yüzey ister anotlama, nitrürleme veya kaplama öncesinde düşük-pürüzlü bir alt tabaka olsun, alt kısımdaki denetimin gerçekten ölçtüğü son işlemi üretir.
Titanyum bitirme sırasında paslanmaz çelikten farklı davranır. Düşük termal iletkenliği, ısıyı temas noktasında yoğunlaştırır ve oksijen ve nitrojene olan güçlü ilgisi, aşırı ısınmanın sert, kırılgan bir yüzey tabakası oluşturduğu anlamına gelir. Çok erken durulanan bir parça da kararabilir çünkü koruyucu oksit filmi eşit olmayan şekilde oluşur. Aşağıdaki üç yol, ağır talaş kaldırmadan son parlak bitirmeye kadar endüstriyel aralığı kapsamaktadır ve üretimde normalde ayrı ayrı değil sırayla kullanılırlar.
Yöntem 1 – Reçine-Bağlantılı Aşındırıcı Taşlarla İnce Taşlama
İnce taşlama, normalde giderek daha ince taneli reçine-bağlı aşındırıcı disklerle gerçekleştirilen geleneksel ilk aşamadır. Yüzeyi düzleştirir, pulu, kaynak sıçramasını ve döküm yüzeylerini giderir ve küçük çaplı düzensizlikleri düzeltir. Hedef, ayna kaplama yerine, oyukların bulunmadığı düz, tekdüze bir yüzeydir.
Isıyı kontrol edin: Ağır temas basıncı yüzey sıcaklığını yükseltir ve oksijen alımını-ve mikro-çatlamayı teşvik eder.
Asla tek bir konumda kalmayın; yerel aşırı-taşlama, daha sonra cilalamanın gizleyemeyeceği oyuklar oluşturur.
Örneğin 60, 120, 240 ve ardından 400 gibi tane boyutlarından aşağıya doğru ilerleyin ve kalan çiziklerin görünür kalması için adımlar arasında çalışma yönünü döndürün.
Adımlar arasında temizleyin ve çapaklarını alın, çünkü gömülü aşındırıcı parçacıklar bir sonraki cilalama aşamasını kirletir.
Yavaş ve ağır baskı yerine, son taşta hafif, yüksek{0}hızlı geçişlerle bitirin.
Çubuk stoğu üzerinde doğru şekilde yürütülen bir taşlama dizisi tipik olarak Ra 0,8–3,2 µm bandında bir yüzey bırakır ve bu, takip eden ince işleme operasyonları için pratik bir başlangıç noktasıdır.
Yöntem 2 – Namlu Bitirme (Namlu Taşlama)
Fıçı bitirme işlemi iş parçalarını, aşındırıcı ortamı, suyu ve bileşik katkı maddesini dönen veya titreşimli bir fıçıya yerleştirir. Medya ve parçalar arasındaki göreceli hareket, elle ulaşılması zor olan kenarlar ve girintiler de dahil olmak üzere yüzeyi eşit şekilde aşındırır.
İşlem, -bilinen üç fayda sağlar: havada toz oluşmaması, düşük iş yoğunluğu ve ihmal edilebilir düzeyde toplu ısıtma; kuru taşlamanın yerel sıcaklık artışını önlediği için titanyuma uygundur. Bunun karşılığında-daha yavaş talaş kaldırma, toplu işlem ve kenar yuvarlama söz konusu olduğundan dişlerin, sızdırmazlık yüzeylerinin ve kritik çapların döngü sırasında korunması gerekir.
Medya seçimi hem verimliliği hem de nihai pürüzlülüğü yönetir:
Kaba, yoğun seramik veya alümina ortam en hızlı şekilde kesilir ve kireç giderme ve ağır çapak alma için kullanılır.
Orta kaliteler talaş kaldırmayı yüzey kalitesiyle dengeler ve olağan üretim uzlaşmasıdır.
İnce, hafif ortamlar ve cilalama bileşikleri çok az malzemeyi temizler ancak en pürüzsüz yüzeyi sağlar ve son aşamaya aittir.
İşlem ıslak ve sıcaklık-kontrollü olduğundan, parlatma işleminden önce küçük çubuk veya döküm partilerini hazırlamak da güvenilir bir yoldur.
Yöntem 3 – Mekanik Parlatma ve Proses Karşılaştırması
Mekanik cilalama, titanyum için formüle edilmiş bir cilalama macunu ile doldurulan yumuşak kumaş diskler veya farklı özelliklerdeki fırçalar kullanır. Parlatmadan önce, kir tabakası ve taşlamayla-sertleşen tabaka tamamen çıkarılmalıdır; aksi halde çark yalnızca hasarlı yüzeyi parlatır ve amaçlanan bitişe hiçbir zaman ulaşılamaz.
Önerilen uygulama, hiçbir yamanın fazla-parlatılmaması için çubuğun uzunluğu boyunca sistematik olarak çalışarak hafif basınçla yüksek hızdır. Alümina-bazlı macunlar titanyum üzerinde yaygın olarak kullanılır ve daha ince bir bileşikle yapılan son geçiş, parlak, tek biçimli bir görünüm sağlar. Herhangi bir ıslak-parlatılmış titanyum parçası için bir kullanım kuralı geçerlidir: Hemen durulamayın, çünkü önce yüzey oksit filminin tamamen ve eşit bir şekilde oluşması gerekir, aksi takdirde parçanın rengi değişir.
| Yöntem | Stok kaldırma | Tipik bitiş | Isı girişi | En uygunu |
|---|---|---|---|---|
| İnce öğütme | Yüksek | Ra 0,8–3,2 µm | Yerelleştirilmiş; soğutma gerekli | Ölçek giderme, kaynak kaplama, çap düzeltme |
| Namlu bitirme | Düşük ila orta | Ra 0,2–0,8 µm | Çok düşük, ıslak proses | Partiler halinde küçük çubuklar ve dökümler, kenar yuvarlama |
| Mekanik parlatma | Çok düşük | Ra 0,05–0,2 µm | Düşük ancak yüzeysel-hassas | Son parlak yüzey, kaplama öncesi hazırlık |
Yukarıdaki pürüzlülük değerleri üç proses için tipik atölye aralıklarıdır. Gerçek sonuç alaşıma, başlangıç koşuluna ve seçilen ortama veya bileşiğe bağlıdır; bu nedenle, bitirme spesifikasyonu belirlenmeden önce her zaman ölçülen bir temel alınmalıdır.
Proses Kontrolü ve Yaygın Kusurlar
Malzeme tanımlama proses kontrolünü de destekler. Genel mühendislik için ticari olarak saf titanyum çubuk normalde ASTM B348'e sağlanırken, cerrahi implantlara yönelik alaşımsız titanyum ASTM F67 kapsamındadır ve bu kaliteler, farklı sertlik ve safsızlık limitleri nedeniyle aşındırıcı son işlemlere farklı yanıt verir.
Aşırı ısınma:mavi veya saman renginin değişmesi aşırı sıcaklığı gösterir ve etkilenen tabakanın cilalanmak yerine kaldırılması gerekir.
Demir kirliliği:Çelik aletlerden veya ortamdan alınan demir pas lekelenmesine neden olur, bu nedenle özel titanyum aletler tercih edilir.
Gömülü medya:Yüzeyde sıkışan aşındırıcı, son ciladan sonra koyu benekler halinde görünür.
Düzensiz oksit filmi:Islak cilalamadan sonra erken yıkama benekli, koyulaşmış bir yüzey bırakır.
Kalan çizikler:genellikle bir adımın atlanmasından veya iş yönünün sıralamada çok geç değiştirilmesinden kaynaklanır.
Doğrulama, normal olarak, kontrollü aydınlatma altında görsel inceleme ve kararlaştırılan örnekleme oranında pürüzlülük ölçümü ve renk değişikliği veya doku değişikliği gösteren herhangi bir alanda tekrar ölçüm yapılması yoluyla yapılır.
SSS
S: Titanyum çubukta ilk önce hangi parlatma yöntemi kullanılmalıdır?
Yüzeyi düzleştirmek ve pulu, hasarı ve döküntüyü gidermek için önce ince taşlama gelir; fıçı bitirme veya mekanik cilalama daha sonra bu yüzeyi gereken pürüzlülüğe kadar iyileştirir.
S: Parlatılmış bir titanyum parçası neden bazen kararır?
Islak-parlatılmış titanyumun, yıkamadan önce yüzey oksit filmi tamamen oluşana kadar bırakılması gerekir. Durulama bu filmi anında keser ve koyu veya benekli bir yüzey oluşturur.
S: Namlu bitirme işlemi manuel cilalamanın yerini alabilir mi?
Ağır çapak alma ve tufal giderme işlemlerinin yerini alabilir ve tekdüze bir saten yüzey sağlayabilir, ancak en yüksek parlaklığa ulaşmaz ve keskin kenarları yuvarlar, bu nedenle kritik boyutların maskelenmesi gerekir.
S: Mekanik cilalamadan sonra hangi pürüzlülük gerçekçidir?
İyi-hazırlanmış bir yüzey genellikle yaklaşık 0,05–0,2 µm Ra'ya ulaşır. Başlangıç koşulu cilalama süresinden daha önemlidir, dolayısıyla daha erken taşlama aşaması sonucu belirler.
S: Öğütme sıcaklığı neden bu kadar dikkatli kontrol edilmeli?
Titanyumun termal iletkenliği düşüktür, bu nedenle ısı temas noktasında kalır ve oksijen ve nitrojen alımını- destekler. Ortaya çıkan sert yüzey tabakası kırılgandır ve öğütülmesi gerekir, bu da malzeme israfına neden olur.
S: Alaşım kalitesi parlatma prosedürünü değiştirir mi?
Evet. ASTM B348'e göre ticari olarak saf kaliteler ve ASTM F67'ye göre implant kaliteleri daha yumuşaktır ve bulaşmaya daha yatkındır; alaşımlı kaliteler ise talaş kaldırmaya daha güçlü bir şekilde direnç gösterir, bu nedenle ortam ve basıncın buna göre ayarlanması gerekir.
