Bend Titanium: คู่มือฉบับสมบูรณ์

ปรับ ปรุง : Apr. 8, 2025

โลหะไทเทเนียมใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการบินและอวกาศการแพทย์เคมีและสาขาอื่น ๆ เนื่องจากมีความแข็งแรงดีเยี่ยมความหนาแน่นต่ําและทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม การดัดเป็นหนึ่งในกระบวนการขึ้นรูปที่ใช้กันทั่วไปในการแปรรูปโลหะไททาเนียม

วัสดุไทเทเนียมสามารถแปรรูปเป็นรูปทรงที่ซับซ้อนต่างๆ เพื่อตอบสนองความต้องการของสาขาการใช้งานที่แตกต่างกัน

เรียนรู้เกี่ยวกับประเภทการดัด

วิธีการดัดโลหะผสมไทเทเนียมส่วนใหญ่รวมถึงการดัดเย็นและการดัดร้อน

ไทเทเนียมดัดเย็น

การดัดเย็นเป็นกระบวนการดัดโลหะผสมไททาเนียมที่อุณหภูมิห้องเหมาะสําหรับวัสดุผนังบางที่มีความแม่นยําสูงและคุณภาพพื้นผิวที่ดี

วิธีการทั่วไป: การดัด CNC, การดัดแบบกด, การดัดม้วน

Application & limitations: Ideal for thin-walled titanium alloys but requires careful springback control due to low elastic modulus. Poor ductility may cause fractures with small bending radii.

ปัจจัยสําคัญ: รัศมีการดัดมุมความหนาและสปริงแบ็ค การเลือกพารามิเตอร์และการหลอมที่เหมาะสมช่วยป้องกันการแตกหักและลดข้อบกพร่อง

ไทเทเนียมดัดร้อน

การดัดด้วยความร้อนเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนโลหะผสมไททาเนียมเพื่อปรับปรุงความเป็นพลาสติกลดความเครียดและเพิ่มความสามารถในการขึ้นรูป

วิธีการทั่วไป: การดัดแบบหมุนการดัดแบบไฮดรอลิก

Necessity & advantages: Titanium alloys have poor plasticity at room temperature. Hot bending improves plasticity, lowers stress, reduces cracking and wrinkling risks, and enables smaller bending radii for complex shapes.

กระบวนการดัดร้อนประกอบด้วย:

วิธีการทําความร้อน: วิธีการให้ความร้อนทั่วไป ได้แก่ การให้ความร้อนด้วยเตาเผาและการให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนําความถี่สูง ความร้อนเหนี่ยวนําความถี่สูงสามารถให้ความร้อนในพื้นที่และลดการใช้พลังงาน

การควบคุมอุณหภูมิ: ช่วงอุณหภูมิการเปลี่ยนรูปทางความร้อนของโลหะผสมไททาเนียมนั้นแคบ และต้องควบคุมอุณหภูมิความร้อนอย่างแม่นยํา โดยทั่วไประหว่าง 700 °C ถึง 900 °C

เวลาฉนวน: หลังจากให้ความร้อน จะต้องรักษาเวลาฉนวนที่แน่นอนเพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุได้รับความร้อนสม่ําเสมอ เวลาฉนวนนานเกินไปอาจทําให้เกิดเม็ดหยาบและส่งผลต่อคุณสมบัติของวัสดุ

การทําความเย็นและหลังการประมวลผลหลังจากการดัดด้วยความร้อน: วิธีการทําความเย็นหลังการดัดด้วยความร้อนมีผลกระทบที่สําคัญต่อคุณสมบัติของวัสดุ โดยทั่วไปจะใช้การระบายความร้อนด้วยอากาศหรือการระบายความร้อนด้วยน้ํา และวิธีการเฉพาะจะถูกกําหนดตามข้อกําหนดของวัสดุและกระบวนการ นอกจากนี้ อาจจําเป็นต้องมีการหลอมคลายความเครียดหลังจากการดัดด้วยความร้อนเพื่อขจัดความเครียดภายในและปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุ

การเตรียมตัวก่อนดัด

ทําความเข้าใจคุณสมบัติของวัสดุ

โลหะผสมไทเทเนียมเกรดต่างๆ มีลักษณะของตัวเองที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการดัด

ไทเทเนียมเกรด 2: ไทเทเนียมบริสุทธิ์อุตสาหกรรมมีความเหนียวสูงและโค้งงอง่าย

โลหะผสมไทเทเนียมเกรด 5: Ti-6Al-4V มีความแข็งแรงสูงกว่า แต่มีความเหนียวต่ํากว่าและต้องการความสนใจเป็นพิเศษเมื่อดัด

การทําความเข้าใจลักษณะของโลหะผสมไทเทเนียมที่ใช้จะช่วยเลือกวิธีการประมวลผลและพารามิเตอร์ที่เหมาะสม

การตรวจสอบและทําความสะอาดพื้นผิว

โลหะผสมไททาเนียมมีความไวต่อข้อบกพร่องของพื้นผิวที่อาจนําไปสู่รอยแตกหรือความล้มเหลวของวัสดุ

การตรวจสอบ: ตรวจสอบพื้นผิวของวัสดุอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีรอยขีดข่วน รอยขีดข่วน หรือข้อบกพร่องอื่นๆ

การทําความสะอาด: ใช้ตัวทําละลายที่ไม่เป็นฮาโลเจน เช่น ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์หรืออะซิโตนเพื่อขจัดน้ํามัน สิ่งสกปรก หรือไขมัน หลังจากทําความสะอาดแล้ว ให้สวมถุงมือผ้าฝ้ายที่สะอาดเมื่อจัดการกับโลหะผสมไททาเนียมเพื่อป้องกันการปนเปื้อนซ้ํา

การทําความสะอาดอย่างทั่วถึงช่วยหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของวัสดุในระหว่างกระบวนการดัดและรับประกันคุณภาพการประมวลผล

พื้นผิว

การเลือกและตั้งค่าอุปกรณ์

ใช้เครื่องมือและอุปกรณ์ที่เหมาะสม และตั้งค่าให้ถูกต้องเพื่อให้ได้การโค้งงอที่แม่นยํา

การแก้ไข: ใช้ clamp หรือคีมจับเพื่อยึดไทเทเนียมเพื่อป้องกันการลื่นไถลระหว่างการโค้งงอ

เครื่องมือ: เลือกเครื่องมือดัดที่เหมาะสม เช่น กดเพลาหรือกดเบรก และตรวจดูให้แน่ใจว่าได้ตั้งค่าอย่างถูกต้อง

เครื่องทําความร้อน: เมื่อจําเป็น ให้ใช้เครื่องมือทําความร้อน เช่น ไฟฉายโพรเพนหรือเครื่องทําความร้อนแบบเหนี่ยวนํา เพื่อให้ความร้อนแก่ไททาเนียมอย่างสม่ําเสมอเพื่อลดความเสี่ยงของการแตกร้าว

การตั้งค่าและการใช้งานอุปกรณ์ที่เหมาะสมสามารถช่วยปรับปรุงความแม่นยําในการโค้งงอและลดข้อบกพร่อง

กําหนดรัศมีการโค้งงอ

โลหะผสมไททาเนียมมีการยืดตัวต่ํา ดังนั้นการเลือกรัศมีการโค้งงอจึงเป็นสิ่งสําคัญ

การเลือกรัศมี: รัศมีการโค้งงอที่ใหญ่ขึ้นช่วยป้องกันการแตกร้าวหรือการเสียรูป รัศมีเฉพาะขึ้นอยู่กับความหนาและประเภทของโลหะผสมไททาเนียม

ตรวจสอบให้แน่ใจว่ารูปทรงโค้งงอตรงตามข้อกําหนด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่ต้องการความแม่นยําสูง

การทดสอบและการสอบเทียบการจําลอง

ก่อนการดัดจริงจะมีการทดสอบจําลองกับเศษโลหะผสมไททาเนียมชนิดเดียวกันเพื่อปรับพารามิเตอร์กระบวนการให้เหมาะสม

การทดสอบ: ประเมินพฤติกรรมของวัสดุภายใต้ความกดดันหรือความร้อนเพื่อระบุปรากฏการณ์ "สปริงแบ็ค"

การปรับ: ปรับการตั้งค่าอุปกรณ์เพื่อชดเชยสปริงแบ็คและตรวจสอบให้แน่ใจว่าโค้งงอสุดท้ายถึงมุมที่ต้องการ

เลือกวิธีการดัดที่แตกต่างกัน

การดัดแบบหมุน

การดัดแบบหมุนเป็นวิธีการควบคุมรัศมีการดัดและมุมอย่างแม่นยําโดยการหมุนแม่พิมพ์และแมนเดรล ซึ่งเหมาะสําหรับการดัดท่อโลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแม่นยําสูง

ข้อดี: สามารถดัดได้ความแม่นยําสูงและเหมาะสําหรับการประมวลผลรูปร่างที่ซับซ้อน

ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง: ส่วนใหญ่ใช้สําหรับการดัดท่อผนังบางโลหะผสมไทเทเนียม

CNC ดัด

การดัด CNC ใช้เทคโนโลยี CNC เพื่อให้ได้การควบคุมอัตโนมัติเพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยําและความสม่ําเสมอของการดัด เหมาะสําหรับรูปร่างที่ซับซ้อนและการผลิตชุดเล็กเพื่อให้ได้การควบคุมอัตโนมัติเพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยําและความสม่ําเสมอในการดัด

CNC ดัด

ข้อดี: ความแม่นยําสูงประสิทธิภาพสูงเหมาะสําหรับรูปร่างที่ซับซ้อนและการผลิตชุดเล็ก

ผลิตภัณฑ์ที่ใช้บังคับ: เหมาะสําหรับการดัดแผ่นโลหะผสมไทเทเนียมท่อผนังบาง ฯลฯ

การดัดไฮดรอลิก

การดัดไฮดรอลิกขับเคลื่อนด้วยระบบไฮดรอลิกและเหมาะสําหรับการดัดวัสดุขนาดใหญ่และผนังหนา

ข้อดี: สามารถจัดการกับวัสดุโลหะผสมไทเทเนียมที่หนาขึ้นและเหมาะสําหรับการผลิตจํานวนมาก

ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง: ส่วนใหญ่ใช้สําหรับดัดแผ่นโลหะผสมไทเทเนียมและท่อผนังหนา

ม้วนดัด

การดัดม้วนตระหนักถึงการดัดอย่างต่อเนื่องของแผ่นโลหะผสมไทเทเนียมผ่านการหมุนของลูกกลิ้ง และเหมาะสําหรับกระบวนการดัดรัศมีขนาดใหญ่

ข้อดี: เหมาะสําหรับการดัดรัศมีขนาดใหญ่ และสามารถประมวลผลชิ้นงานขนาดยาวได้อย่างต่อเนื่อง

ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง: เหมาะสําหรับแผ่นโลหะผสมไทเทเนียมผนังบาง

กดเบรคดัด

การใช้แม่พิมพ์บนและล่างของเครื่องดัดการดัดแผ่นโลหะผสมไททาเนียมทําได้ด้วยแรงกดซึ่งเหมาะสําหรับการผลิตขนาดเล็กและขนาดกลาง

ข้อดี: เหมาะสําหรับการผลิตแบทช์ขนาดเล็กและขนาดกลาง และสามารถดัดได้แม่นยําสูง

ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง: ส่วนใหญ่ใช้สําหรับการดัดแผ่นโลหะผสมไทเทเนียม

ข้อควรระวังในการดัดไทเทเนียม

การควบคุมสปริงแบ็ค: โลหะผสมไทเทเนียมมีโมดูลัสยืดหยุ่นขนาดใหญ่และมีแนวโน้มที่จะสปริงแบ็คหลังจากดัด จําเป็นต้องสํารองสปริงแบ็คในปริมาณที่เหมาะสมก่อนดัดเพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยําของมิติของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

การควบคุมอุณหภูมิ: ในระหว่างการดัดร้อนความเป็นพลาสติกของโลหะผสมไททาเนียมจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิที่สูงเกินไปอาจทําให้ฟิล์มออกไซด์เสียหายและส่งผลต่อคุณสมบัติของวัสดุ ดังนั้นจึงจําเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิและเวลาความร้อนอย่างแม่นยํา

การหล่อลื่นและการระบายความร้อน: ในระหว่างกระบวนการดัด การหล่อลื่นที่เหมาะสมสามารถลดแรงเสียดทาน ลดการสึกหรอของเครื่องมือ และปรับปรุงคุณภาพพื้นผิว สําหรับการดัดด้วยความร้อน ต้องควบคุมอัตราการทําความเย็นเพื่อหลีกเลี่ยงความเครียดภายใน

หลังการประมวลผล: หลังจากดัดแล้ว อาจจําเป็นต้องหลอมคลายความเครียดเพื่อขจัดความเครียดภายในและปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุ นอกจากนี้ อาจต้องทําความสะอาดและขัดพื้นผิวเพื่อขจัดชั้นออกไซด์และปรับปรุงคุณภาพพื้นผิว

ปัญหาทั่วไปในกระบวนการดัด

แตกร้าวและความเหนื่อยล้า

สาเหตุ: โลหะผสมไทเทเนียมมีความแข็งแรงสูงและมีความเหนียวต่ําซึ่งอาจนําไปสู่การแตกร้าวและความเหนื่อยล้าได้ง่าย

สารละลาย:

หลีกเลี่ยงการดัดงอมากเกินไป: ใช้แรงกดคงที่เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้วัสดุเกินขีดจํากัดเพื่อป้องกันการแตกร้าว
การอบชุบด้วยความร้อนก่อนดัด: ปรับปรุงความเหนียวของโลหะผสมไททาเนียมผ่านการอบอ่อนและลดความเสี่ยงของการแตกร้าว
การตรวจสอบและทําความสะอาดพื้นผิว: ตรวจสอบพื้นผิววัสดุอย่างละเอียดก่อนดัดเพื่อขจัดข้อบกพร่องและสิ่งปนเปื้อน
การตรวจสอบหลังการดัด: ใช้วิธีการทดสอบแบบไม่ทําลาย เช่น การทดสอบการแทรกซึมของสีย้อม เพื่อตรวจสอบรอยแตกหลังจากการดัด

แตกร้าวและความเหนื่อยล้า

เด้ง

สาเหตุ: โลหะผสมไทเทเนียมมีแนวโน้มที่จะกลับสู่รูปร่างเดิมหลังจากดัดงอ เช่น สปริงแบ็ค

สารละลาย:

การดัดมากเกินไป: การดัดมากเกินไปปานกลางเพื่อชดเชยสปริงแบ็ค
การควบคุมความร้อน: รักษาอุณหภูมิความร้อนให้สม่ําเสมอเพื่อลดสปริงแบ็ค
การหลอมบรรเทาความเครียด: การหลอมบรรเทาความเครียดจะดําเนินการหลังจากดัดเพื่อลดความเครียดตกค้างและลดสปริงแบ็ค

ความเสียหายและการสึกหรอของพื้นผิว

สาเหตุ: แรงเสียดทานระหว่างไททาเนียมและเครื่องมือดัดอาจทําให้พื้นผิวเสียหายได้

สารละลาย:

การหล่อลื่น: ใช้สารหล่อลื่นที่เข้ากันได้กับไททาเนียม เช่น โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ เพื่อลดแรงเสียดทาน
การเลือกเครื่องมือ: ใช้เครื่องมือที่เรียบและบํารุงรักษาอย่างดีเพื่อหลีกเลี่ยงรอยขีดข่วนที่เกิดจากเครื่องมือที่หยาบหรือมีคม

การดัดไม่ถูกต้อง

สาเหตุ: ขาดการควบคุมที่แม่นยําในระหว่างกระบวนการดัด ส่งผลให้เกิดการโค้งงอไม่ถูกต้อง

สารละลาย:

การสอบเทียบเครื่องมือ: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องมือและเครื่องจักรดัดทั้งหมดได้รับการสอบเทียบอย่างเหมาะสม โดยใช้ระบบควบคุมแบบดิจิตอลและอุปกรณ์วัดเพื่อเพิ่มความแม่นยํา
การทดสอบหุ่นจําลอง: ทําการทดสอบจําลองโดยใช้เศษวัสดุเพื่อปรับแต่งการตั้งค่าอย่างละเอียดและกําหนดมุมโค้งงอที่ถูกต้อง
แรงกดต่อเนื่อง: ใช้แรงกดคงที่และสม่ําเสมอตลอดกระบวนการดัดเพื่อหลีกเลี่ยงแรงอย่างกะทันหันหรือไม่สม่ําเสมอซึ่งอาจทําให้เกิดการโค้งงอที่ไม่ถูกต้อง

ปัญหาความร้อน

สาเหตุ: การให้ความร้อนที่ไม่เหมาะสมอาจทําให้เกิดการเกิดออกซิเดชัน การเปราะบาง และการโค้งงอไม่สม่ําเสมอ

สารละลาย:

การตรวจสอบอุณหภูมิ: ใช้ดินสอสีความร้อนหรือเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดเพื่อตรวจสอบอุณหภูมิของโลหะผสมไททาเนียมเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไป
ความร้อนสม่ําเสมอ: ให้ความร้อนโลหะผสมไททาเนียมอย่างสม่ําเสมอในบริเวณที่ดัดเพื่อป้องกันการบิดเบี้ยวและการดัดงอที่ไม่สม่ําเสมอ
การควบคุมการระบายความร้อน: ปล่อยให้โลหะผสมไทเทเนียมค่อยๆเย็นลงหลังจากดัดเพื่อหลีกเลี่ยงความเครียดและการเสียรูปที่เกิดจากการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว

คำถามที่ถามบ่อย

คุณจะดัดไทเทเนียมโดยไม่ทําให้เสียหายได้อย่างไร?

ใช้เครื่องดัดท่อหรือเครื่องกดอาร์เบอร์ ทาน้ํามันหล่อลื่น รักษาอุณหภูมิระหว่าง 540°C ถึง 730°C และหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไป

ต้องใช้เครื่องมืออะไรบ้างในการดัดไทเทเนียม?

ไฟฉายโพรเพนหรือเชื้อเพลิงออกซิเจน, เครื่องกดตามแนวแกน, เครื่องดัดท่อไฮดรอลิก, คีมจับ, ที่หนีบ

วิธีการให้ความร้อนแบบใดดีที่สุดสําหรับการดัดไทเทเนียม?

ไฟฉายโพรเพนหรือเชื้อเพลิงออกซิเจนให้ความร้อนถึง 540 ° C ถึง 730 ° C หลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไป และใช้อาร์กอนเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน

คุณจะดัดไทเทเนียมได้อย่างแม่นยําได้อย่างไร?

·ใช้ ดัดท่อและแมนเดรล เฉพาะ ควบคุม ความดัน และ ความเร็ว และ หล่อลื่น เพื่อลดแรงเสียดทาน

อะไรคือความแตกต่างระหว่างการดัดไทเทเนียมบางและการดัดไทเทเนียมหนา?

ความแตกต่างระหว่างการดัดไทเทเนียมบางและไททาเนียมหนา: ไททาเนียมบางใช้การขึ้นรูปเย็น ไทเทเนียมหนาต้องการการขึ้นรูปร้อน และไทเทเนียมหนามีความแข็งแกร่งสูงกว่า