Zašto titanijumskoj šipki treba kontrolirana ruta završne obrade
Titanijumska šipka i šipka dolaze od valjanja ili izvlačenja sa površinom koja je zadovoljavajuća za mašinsku obradu, ali ne i za mnoge gotove primene. Kupcima medicinske, zrakoplovne, sportske i prehrambene opreme potrebna je površina bez ogrebotina, definirana hrapavost ili specifičan izgled, au nekim slučajevima i površina koja neće sadržavati kontaminaciju. Završna obrada titana je teža od završne obrade čelika iz dva razloga: metalne žuči i mrlje na alatu umjesto čistog rezanja, a njegova niska toplinska provodljivost čini da se toplina koncentriše na kontaktnoj točki, što može promijeniti boju površine ili promijeniti mikrostrukturu tankog sloja.
Fino brušenje
Za fino brušenje koristi se točak spojen dijamantskom gumom ili fina abrazivna traka koja se pokreće umjerenom brzinom kako bi se uklonile tragove crtanja i doveo prečnik u toleranciju. Kontrolno pravilo je da se radni komad održava hladnim. Pritisak brušenja je lagan, točak se često obrađuje i protok rashladne tečnosti se održava kroz punu zonu kontakta, jer pregrijavanje proizvodi slamnatu ili plavu nijansu oksida koja ukazuje na očvršćeni površinski sloj obogaćen kisikom. Taj sloj se mora ukloniti, jer je krt i može izazvati pukotine pod opterećenjem od zamora. Nakon brušenja, površina se provjerava da li je ujednačen mat završni sloj bez vidljivih ogrebotina ili topline.
Cijev i vibraciona završna obrada
Bačvasto brušenje postavlja dijelove u rotirajuću ili vibrirajuću kadu zajedno sa abrazivnim medijem, vodom i smjesom, a relativno kretanje između dijelova i medija polira i uklanja ivice površine. Za titanijumsku šipku, male dužine rezanja, fitinge i obrađene komponente, ova metoda nudi nekoliko prednosti: nema prašine u zraku, malo uloženog rada i nema lokaliziranog pregrijavanja jer se rad raspoređuje na cijelo opterećenje. Odabir medija je ključna varijabla. Agresivni keramički mediji brzo uklanjaju materijal, ali ostavljaju grublju površinu, dok finiji mediji i smjese za poliranje uklanjaju manje, ali daju glatkiji rezultat, tako da je kvaliteta medija usklađena s potrebnom hrapavošću i uklanjanjem materijala. Proces je dobro prikladan za doradu serija malih dijelova do konzistentnog izgleda i obično je posljednja operacija prije čišćenja i pakiranja.
Mehaničko, elektrolitičko i hemijsko poliranje
Mehaničko poliranje koristi točkove od meke tkanine ili četke napunjene finom abrazivnom pastom, nanesene laganim pritiskom i malom površinskom brzinom. Koristi se za izradu svijetle dekorativne završne obrade ili za pripremu površine za pregled. Elektrolitičko poliranje uklanja metal ionski u kontroliranom elektrolitu, stvarajući svijetlu površinu bez ivica bez sloja mehaničke deformacije, a preferira se tamo gdje je potrebna zrcalna završna obrada ili vrlo niska vrijednost hrapavosti u mikrometarskom rasponu. Hemijsko poliranje i kiseljenje u kiseloj kupelji ravnomjerno otapaju tanki površinski sloj i koriste se za uklanjanje sloja obogaćenog kisikom koji je ostao vrućim radom, slijedeći praksu uklanjanja kamenca i čišćenja opisanu u ASTM B600. Koji god put da odaberete, dijelovi se ispiru u čistoj vodi, odmah suše i rukuju u rukavicama tako da ne ostanu ostaci hlorida ili otisci prstiju.
| Metoda | Tipičan rezultat | Najbolja upotreba |
|---|---|---|
| Fino mljevenje | Mat, ujednačena površina | Korekcija dimenzija, uklanjanje oksida |
| Bačva ili vibraciona završna obrada | Očišćena, polusvijetla površina | Serijski dijelovi, male komponente |
| Mehaničko poliranje | Svijetle, niske hrapavosti | Dekorativna i završna obrada spremna |
| Elektrolitičko poliranje | Završna obrada ogledala, bez sloja deformacije | Medicinska, čista soba i precizni dijelovi |
| Hemijsko kiseljenje | Čista površina bez oksida | Uklanjanje toplotne nijanse i kamenca |
Kontrola i inspekcija kontaminacije
Titanijum kontaminiran gvožđem će zahrđati na površini kada je izložen vlazi, a cvat rđe izgleda kao materijalni nedostatak iako je metal u pozadini čvrst. Iz tog razloga brusne ploče, kaiševi, četke i krpe za poliranje su posvećeni titanu i nikada se ne koriste na ugljičnom čeliku. Hlorovani rastvarači i jedinjenja koja sadrže hlor se izbegavaju u potpunosti jer titanijum može da pukne pod hloridnim stresom u pravim uslovima. Gotova šipka se provjerava u pogledu prečnika, ravnosti, hrapavosti površine u odnosu na dogovorenu maksimalnu vrijednost Ra i bez vidljivih nedostataka, a uz svaku seriju se prilaže certifikat o kemijskoj analizi i mehaničkom ispitivanju. Šipke se zatim umotaju u papir ili omotaju, povezuju nemetalnim trakama i pakuju tako da ne dodiruju čelik tokom transporta. Za materijal koji se isporučuje prema ASTM B348 ili specifikacijama za aerospace bar, stanje gotove površine čini dio zapisnika o prihvatanju i navedeno je u certifikatu o ispitivanju mlina.
Često postavljana pitanja
P: Zašto titanijum gubi boju tokom brušenja?
O: Titanijum slabo provodi toplotu, tako da se toplota koncentriše na kontaktnoj tački. Prevelika brzina ili pritisak podižu temperaturu površine dovoljno da se formira obojeni oksidni film, koji se mora izbrusiti.
P: Koja metoda poliranja daje najmanju hrapavost površine?
O: Elektrolitičko poliranje daje najglatkiju površinu i uklanja neravnine bez ostavljanja deformisanog sloja, zbog čega se koristi za medicinske i precizne dijelove.
P: Može li se isti brusni točak koristiti na titanijumu i čeliku?
O: Ne. Alat mora biti posvećen titanijumu. Gvožđe preneseno iz čeličnih alata ostavlja onečišćenje koje hrđa na površini i može utjecati na učinak korozije.
P: Kako se provjerava stanje površine?
O: Prečnik, ravnost i hrapavost se mjere u odnosu na dogovorenu maksimalnu vrijednost Ra, a površina se vizualno pregleda radi ogrebotina, toplinske boje i kontaminacije prije pakiranja.
P: Da li je kiseljenje uvijek potrebno nakon vrućeg rada?
O: Da u većini slučajeva. Vruća obrada ostavlja očvršćeni sloj obogaćen kiseonikom koji se mora ukloniti hemijski ili mehanički pre nego što se šipka obradi ili upotrebi, u skladu sa praksom u ASTM B600.
