Dejavniki, ki vplivajo na vlečenje žic iz titanove zlitine
Žice iz titana in titanovih zlitin se pogosto uporabljajo na pomembnih področjih, kot so pritrdilni elementi za letalstvo, izdelki 3C, okvirji za očala, avtomobilski deli, medicinski instrumenti in varilne palice. Na splošno, ko je premer žic iz titana in titanovih zlitin 30-40% večji od velikosti končnega izdelka, se hladno vlečenje uporablja za pridobivanje žičnih izdelkov z visoko dimenzijsko natančnostjo.
Postopek hladnega vlečenja in nadzor mikrostrukture končnega izdelka pomembno vplivata na zmogljivost žic iz titana in titanovih zlitin. Glavni dejavniki, ki vplivajo na zmogljivost vlečenja žice, poleg temperature vlečenja in hitrosti vlečenja vključujejo kakovost surovine, parametre matrice, pogoje mazanja in pot postopka vlečenja.
1. Kakovost surovin
Kemijska sestava: Vsebnost glavnih kemičnih elementov in nečistoč ne sme presegati dovoljenega območja. Elementi, kot so vodik (H), kisik (O), dušik (N), železo (Fe) in silicij (Si), lahko pomembno vplivajo na titan. Na primer, vodik lahko povzroči vodikovo krhkost v titanovih zlitinah, zato je med proizvodnjo potreben strog nadzor.
Kakovost površine: površina žice ne sme imeti napak, kot so razpoke, gube, brazgotine, ušesa ali delaminacija. Površinske napake, kot so razpoke in gube, se lahko pojavijo v surovini v različnih stopnjah. Te napake lahko povzročijo razpoke na površini, podpovršini ali v notranjosti kovine, ki se lahko med postopkom vlečenja nadalje razvijejo, kar povzroči močno zmanjšanje trdnosti ali celo zlom. Za razliko od razpok gub ni enostavno zaznati, saj so pogosto prekrite s površinskimi oksidacijskimi plastmi in lahko ostanejo med vlečenjem.
2. Postopek toplotne obdelave
Postopek toplotne obdelave pri hladnem vlečenju v glavnem vključuje žarjenje žice, ki vključuje žarjenje surovine pred obdelavo, vmesno žarjenje po deformaciji in končno žarjenje. Namen predobdelave in vmesnega žarjenja je zmanjšati učinke utrjevanja, povečati duktilnost in optimizirati plastičnost, zaradi česar je material bolj primeren za naslednjo stopnjo postopka vlečenja.
3. Matrice za risanje
Matrice za vlečenje kovin so običajno izdelane iz cementnega karbida (YK6, YK8) ali diamantnih materialov. Cementni karbid je sestavljen iz volframovega karbida in kobalta, pri čemer je volframov karbid trd in odporen proti obrabi ter služi kot skeletni material, kobalt pa poveča žilavost zlitine. Matrice iz cementnega karbida se pogosto uporabljajo pri vlečenju različnih kovin in žic iz zlitin. Diamantne matrice z visoko trdoto in odpornostjo proti obrabi so dražje in zahtevnejše za obdelavo, zato se uporabljajo samo za vlečenje finih in ultrafinih žic.
Glede na obliko vzdolžnega prečnega prereza luknje za matrice lahko standardne risalne matrice razdelimo na dve obliki: matrice v obliki loka in stožčaste matrice. Prvi se običajno uporablja za fine žice, medtem ko se konične matrice običajno uporabljajo za cevi, palice in grobe žice. Odvisno od njihove funkcije med vlečenjem so vrtalne luknje na splošno razdeljene na štiri dele: vstopni stožec (območje dovajanja + območje mazanja), delovni stožec, območje velikosti in izstopni stožec.
4. Postopek risanja
Zmanjšanje na prehod: Titanove zlitine imajo duktilnost pri nizki sobni temperaturi, z mejo tečenja blizu natezne trdnosti, kar ima za posledico visoko razmerje tečenja. Pri vlečenju kovinskih materialov mora biti trdnost materiala po izhodu iz matrice višja od meje tečenja materiala v matrici, da se prepreči zlom žice. Zato se je treba izogibati slepemu zasledovanju pretiranega zmanjšanja na prehod pri risanju.
Popolno zmanjšanje: Trdnost žic iz titanove zlitine se povečuje s skupno stopnjo zmanjšanja. To je predvsem zato, ker s povečanjem količine hladne deformacije pride do razmnoževanja dislokacij znotraj kovinskih zrn, kar poveča odpornost materiala na plastično deformacijo. To povzroči delovno utrjevanje, kar poveča pretržno silo in natezno trdnost žice. Vendar pretirano utrjevanje žice zmanjša žilavost, upogibne in zvijalne vrednosti, v hudih primerih pa postane krhka z zelo nizko upogibno zmogljivostjo.
Hitrost vlečenja: Hitrost vlečenja je ključni dejavnik v proizvodnem procesu obdelave kovin in pomembno vpliva na zmogljivost deformirane kovine. Hitrost deformacije se nanaša na hitrost spremembe deformacije ali relativnega volumna premika na enoto časa. Titanove zlitine so občutljive na hitrost deformacije, različne hitrosti deformacije pa pomembno vplivajo na njihovo plastičnost in zmogljivost deformacije. Pri enakih pogojih vlečenja lahko povečanje hitrosti vlečenja izboljša produktivnost dela in prihrani energijo, vendar je treba zagotoviti kakovost žice in gladkost postopka vlečenja.
