Titanyum Alaşımlı Tellerin Çekilmesini Etkileyen Faktörler
Titanyum ve titanyum alaşımlı teller, havacılık bağlantı elemanları, 3C ürünleri, gözlük çerçeveleri, otomotiv parçaları, tıbbi aletler ve kaynak çubukları gibi önemli alanlarda yaygın olarak kullanılır. Genellikle, titanyum ve titanyum alaşımlı tellerin çapı, nihai ürün boyutundan 30-40% daha büyük olduğunda, yüksek boyutsal doğrulukta tel ürünleri elde etmek için soğuk çekme kullanılır.
Soğuk çekme işlemi ve son ürünün mikro yapı kontrolü, titanyum ve titanyum alaşımlı tellerin performansı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Çekme sıcaklığı ve çekme hızının yanı sıra tel çekme performansını etkileyen ana faktörler arasında ham maddenin kalitesi, kalıp parametreleri, yağlama koşulları ve çekme işlemi rotası yer alır.
1. Hammadde Kalitesi
Kimyasal Bileşim: Başlıca kimyasal elementlerin ve safsızlık elementlerinin içeriği izin verilen aralığı aşmamalıdır. Hidrojen (H), oksijen (O), azot (N), demir (Fe) ve silisyum (Si) gibi elementler titanyum üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Örneğin, hidrojen titanyum alaşımlarında hidrojen gevrekleşmesine neden olabilir, bu nedenle üretim sırasında sıkı kontrol gereklidir.
Yüzey Kalitesi: Tel yüzeyinde çatlak, kıvrım, yara izi, kulak veya delaminasyon gibi kusurlar olmamalıdır. Çatlak ve kıvrım gibi yüzey kusurları ham maddede farklı derecelerde ortaya çıkabilir. Bu kusurlar metalin yüzeyinde, altında veya içinde çatlaklar oluşturabilir ve bu çatlaklar çekme işlemi sırasında daha da gelişerek mukavemette keskin bir düşüşe veya hatta kırılmaya yol açabilir. Çatlakların aksine, kıvrımlar genellikle yüzey oksidasyon katmanlarıyla kaplı oldukları ve çekme sırasında kalıcı olabilecekleri için kolayca tespit edilemezler.
2. Isıl İşlem Prosesi
Soğuk çekme sırasında ısıl işlem süreci esas olarak ham maddenin ön işlem tavlamasını, deformasyondan sonra ara tavlamayı ve son tavlamayı içeren telin tavlanmasını içerir. Ön işlem ve ara tavlamanın amacı, iş sertleşmesinin etkilerini azaltmak, sünekliği artırmak ve plastisiteyi optimize ederek malzemeyi çekme işleminin bir sonraki aşaması için daha uygun hale getirmektir.
3. Çizim Kalıpları
Metal çekme kalıpları genellikle semente karbür (YK6, YK8) veya elmas malzemelerden yapılır. Semente karbür, tungsten karbür ve kobalttan oluşur, tungsten karbür sert ve aşınmaya dayanıklıdır, iskelet malzemesi olarak görev yaparken, kobalt alaşımın tokluğunu artırır. Semente karbür kalıpları çeşitli metallerin ve alaşım tellerinin çekilmesinde yaygın olarak kullanılır. Yüksek sertliğe ve aşınma direncine sahip elmas kalıplar daha pahalıdır ve işlenmesi zordur, bu nedenle yalnızca ince ve ultra ince tellerin çekilmesinde kullanılır.
Kalıp deliğinin uzunlamasına kesit şekline bağlı olarak, standart çekme kalıpları iki forma ayrılabilir: yay şeklindeki kalıplar ve konik kalıplar. İlki genellikle ince teller için kullanılırken, konik kalıplar genellikle borular, çubuklar ve kaba teller için kullanılır. Çekme sırasındaki işlevlerine bağlı olarak, kalıp delikleri genellikle dört bölüme ayrılır: giriş konisi (besleme bölgesi + yağlama bölgesi), çalışma konisi, boyutlandırma bölgesi ve çıkış konisi.
4. Çizim Süreci
Geçiş Başına Azalma: Titanyum alaşımları düşük oda sıcaklığı sünekliğine sahiptir, akma dayanımı çekme dayanımına yakındır, bu da yüksek bir akma oranıyla sonuçlanır. Metalik malzemeler çekilirken, telin kırılmasını önlemek için malzemenin kalıptan çıktıktan sonraki dayanımı, kalıbın içindeki malzemenin akma dayanımından daha yüksek olmalıdır. Bu nedenle, çekmede geçiş başına aşırı azalmaları körü körüne takip etmekten kaçınılmalıdır.
Toplam Azalma: Titanyum alaşımlı tellerin mukavemeti toplam azalma oranıyla artar. Bunun başlıca nedeni, soğuk deformasyon miktarı arttıkça metal tanecikleri içinde dislokasyon çoğalmasının meydana gelmesi ve malzemenin plastik deformasyona karşı direncinin artmasıdır. Bu, telin kopma kuvvetini ve çekme mukavemetini artıran iş sertleşmesine yol açar. Ancak aşırı iş sertleşmesi telin tokluğunu, bükülme ve bükme değerlerini azaltır ve ciddi durumlarda çok düşük bükülme performansıyla kırılgan hale gelir.
Çekme Hızı: Çekme hızı, metal işleme üretim sürecinde önemli bir faktördür ve deforme olmuş metalin performansı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Gerinim oranı, deformasyondaki değişim oranını veya birim zaman başına göreli yer değiştirme hacmini ifade eder. Titanyum alaşımları gerinim oranına duyarlıdır ve farklı deformasyon hızları, plastisitelerini ve deformasyon performanslarını önemli ölçüde etkiler. Aynı çekme koşulları altında, çekme hızını artırmak işgücü verimliliğini artırabilir ve enerji tasarrufu sağlayabilir, ancak telin kalitesi ve çekme işleminin düzgünlüğü sağlanmalıdır.
