هل من الصعب معالجة التيتانيوم؟

منذ اكتشاف التيتانيوم في عام 1790، شرعت البشرية في سعي شاق-قرن من الزمان لتسخير خصائصه الاستثنائية. في حين تم إنتاج معدن التيتانيوم لأول مرة في عام 1910، إلا أن الطريق إلى تطبيقه كان طويلًا وشاقًا، حيث لم يتم تحقيق الإنتاج الصناعي أخيرًا إلا بعد مرور 40 عامًا، في عام 1951.

توفر سبائك التيتانيوم قوة محددة عالية، ومقاومة للتآكل، ومقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة التعب. وتزن سبيكة التيتانيوم ذات الحجم نفسه 60% فقط من الفولاذ، ولكنها تتميز بقوة أكبر من سبائك الفولاذ. نظرًا لهذه الخصائص الممتازة، تجد سبائك التيتانيوم تطبيقات متزايدة في الطيران والفضاء ومعدات توليد الطاقة والطاقة النووية وبناء السفن والهندسة الكيميائية والأجهزة الطبية.

ولكن لماذا يصعب معالجة التيتانيوم، دعونا نستكشف الأسرار معًا!

أولاً، على الرغم من أن التيتانيوم ليس معدنًا صلبًا أو قاسيًا بشكل خاص، إلا أنه يتمتع بخاصية خاصة تتمثل في كونه سيئًا للغاية في التوصيل الحراري. وهذا يعني أنه عندما تقوم أدوات القطع بقطع المواد، فإن الحرارة المتولدة لا تتبدد أو تتبدد، بل تعمل على تسخين الأداة. تفقد أدوات قطع الفولاذ قوتها عند درجات الحرارة المرتفعة، بينما يفقد التيتانيوم قوتها ببطء أكبر، وبالتالي تصبح أدوات قطع الفولاذ باهتة، مما يولد المزيد من الحرارة ويقلل من قوة الفولاذ. ونتيجة لذلك، تميل أدوات القطع الفولاذية إلى تآكل حواف القطع الخاصة بها بسرعة. يتم نقل الحرارة المتولدة أثناء عملية التصنيع بواسطة أداة القطع، بدلاً من الرقائق. يعتبر كربيد التنغستن (WC) بديلاً للتنغستن المتفحم، والذي يمكنه الحفاظ على قوته حتى عند -الحالة الساخنة الحمراء. عند قطع التيتانيوم، يعد استخدام المرحاض واختيار السرعة والتغذية بعناية من الشروط الضرورية لتحقيق تصنيع فعال.

لقد ذكر آخرون بالفعل المشكلات الرئيسية المتعلقة بتصنيع التيتانيوم، ولكن هناك مشكلة واحدة لم تتم معالجتها. إن السوارف (الرقائق) التي تنتجها معالجة التيتانيوم قابلة للاشتعال للغاية، وبمجرد أن يبدأ الحريق، يكاد يكون من المستحيل إخماده! مع الأخذ في الاعتبار أن العديد من منتجات الطيران تزيل أكثر من 70% من المواد الخام، فهذا يعني بقاء كمية كبيرة من الخراطة في منطقة العمل.

إذا اشتعلت هذه العناصر لأي سبب من الأسباب، فإنها تصبح حريقًا من الدرجة D، مما يعني أن طفايات الماء وثاني أكسيد الكربون ستعمل بالفعل على تغذية النار! ويجب عليك استخدام طفاية حريق من الفئة D لإطفاء هذا الحريق، ويجب عليك التصرف بسرعة. هذه النار شديدة الحرارة ويمكن أن تلحق الضرر بأي أجزاء من الجهاز تتلامس معها، مثل قاعدة الجهاز.

كنت في متجر، وكان ميكانيكي يدير عمودًا من التيتانيوم، باستخدام طرف أداة رفيع مثل شعرة الإنسان. أخذ قطعة من الخرطوشة يبلغ طولها حوالي ثماني بوصات وأشعل فيها النار. حتى تلك القطعة الصغيرة اشتعلت فيها النيران! بدا الأمر وكأنه نقطة ساخنة بيضاء معلقة في الهواء، مع تصاعد عمود صغير من الدخان الأبيض.

وفي وقت آخر بقي بعض مسحوق معدن التيتانيوم على الأرض بعد أن غسلته مياه الصرف الصحي المتدفقة من أنبوب المياه عند باب ورشة العمل لدينا. في أحد الأيام المشمسة، كانت الشمس قوية جدًا وكانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا. حدث أن ألقى أحد العمال عقب سيجارة على الأرض، وعلى الفور اشتعلت النيران في مسحوق معدن التيتانيوم المتبقي على الأرض، واشتعلت النيران مثل الألعاب النارية. شعرت فجأة أنني بحاجة حقًا إلى توخي الحذر بشأن هذا الأمر، فهو أمر خطير للغاية.

لذلك، بالإضافة إلى مشكلات المعالجة الأخرى، يجب عليك أيضًا توخي الحذر الشديد فيما يتعلق بالرقائق والاهتمام بمنع الحرائق لتجنب التسبب في خسائر تتعلق بالسلامة لعمال الأدوات الآلية في الورشة والمعدات الأخرى.

وبسبب هذه الخصائص التي يتميز بها التيتانيوم فقد أوجزت أسباب صعوبة معالجة التيتانيوم فيما يلي:

1.) التيتانيوم قابل للاشتعال. إنه قابل للاشتعال مثل المغنيسيوم، إلا أنه يذوب ويتشكل عند درجات حرارة أعلى. في الهواء العادي، يشتعل التيتانيوم المنصهر، ولا يمكن إطفاؤه بالماء أو البخار أو حتى ثاني أكسيد الكربون، لأنه سيحترق عند ملامسته للماء أو البخار أو ثاني أكسيد الكربون. وبدلاً من ذلك، في النيتروجين، يكون التيتانيوم أيضًا قابلاً للاشتعال حتى في النيتروجين الجاف. أنت بحاجة إلى الأرجون لمنعه من الاشتعال، ويكلف الأرجون 3 دولارات للقدم المكعب. وهذا يعني أن الأمر سيكلف 3000 دولار فقط لتنفيس الهواء من غرفة عمل مقاس 10 × 10 × 10 بوصة، ويجب عليك الحفاظ على الضغط الإيجابي طوال عملية التسخين.

2.) يشكل التيتانيوم طبقة أكسيد فور تعرضه للأكسجين، مما يجعل من الصعب تزويره إلا في جو الأرجون المملوء بغاز سحري بقيمة آلاف الدولارات.

3.) يمكن أن يضر الفولاذ بالتيتانيوم. إنه أمر مرعب حقًا: ستترك علامات الاحتكاك للأدوات الفولاذية علامات سوداء على التيتانيوم الجاف بدرجة حرارة الغرفة -، مما يتسبب في ظهور بثور وبدء تناثر الغبار. يشكل الحديد الموجود في الفولاذ التيتانيوم الحديدي-، والذي، عند ملامسته للأكسجين، لا يمكنه تكوين طبقة أكسيد مستقرة. يؤدي هذا في النهاية إلى تحفيز التدمير الكامل لسبائك التيتانيوم، وحرقها ببطء إلى ثاني أكسيد التيتانيوم-مكعب ثاني أكسيد التيتانيوم أحادي الميل، وهو مسحوق سيراميك فائق الصلابة يمكنه تلويث المحامل وخدش الأختام. لقد تعلم المصنعون كيفية تنظيف التيتانيوم باستخدام محاليل التخليل بعد *كل* خطوة من خطوات التشكيل والتعامل لمنعه من الاحتكاك بالفولاذ A36 الموجود في كل مكان في بيئة الإنتاج. وكل عملية تخليل تكلف مالاً...

4.) في الماضي، كان صهر التيتانيوم يستهلك كمية كبيرة من الكهرباء، حتى أكثر من إنتاج نفس الكتلة من الألومنيوم. وفي السنوات الأخيرة، وجدت المصاهر طرقًا لخفض التكاليف، مثل اعتماد العمليات الكهروكيميائية الهجينة مثل تقليل الكلورة الكربونية، وتعلم تلبيد التيتانيوم بدلاً من صهره لتوفير الطاقة.

5.) التيتانيوم النقي يتآكل بسهولة ويؤدي أداءً سيئًا. حتى عندما لا تتعرض لضغط متكرر، فإنها تميل إلى التشقق بالقرب من الثقوب المثقوبة والحواف المقطوعة. ولذلك، فإن معظم سبائك التيتانيوم تتكون من 90% من التيتانيوم مع إضافة عناصر تقوية للتحكم في التشقق. تتكون السبيكة النموذجية من 90% تيتانيوم و4% ألومنيوم و6% فاناديوم. هذا الفاناديوم ليس الفاناديوم من الدرجة المعدنية بنسبة 95% الذي تستخدمه مصانع الصلب (بسعر 20 دولارًا للرطل الواحد)، ولكنه بدلاً من ذلك الفاناديوم بدرجة 99.94% من الدرجة المعملية (بسعر 1500 دولار للرطل الواحد).

على الرغم من صعوبة معالجة التيتانيوم، فإن شركتنا Baoji Mingjie تدعو كبار الخبراء الفنيين للتوجيه الفني، ولديها فريق محترف لمعالجة التيتانيوم، ومعدات إنتاج التيتانيوم عالية التقنية-.

شركة باوجى مينغجي لتكنولوجيا مواد التيتانيوم المحدودةهي مؤسسة شاملة متخصصة في معالجة وبيع مواد التيتانيوم وسبائك التيتانيوم. تنعكس احترافيتها وجودة منتجها في الجوانب التالية:

1. معدات الإنتاج والفريق الفني. شركتنا لديها معدات الإنتاج المهنية والفريق الفني، مع التركيز على معالجة التيتانيوم وألواح سبائك التيتانيوموالقضبان والأسلاك والكعك والخواتم وغيرها من المنتجات.
يتكون الفريق الفني من أعضاء شباب ومبتكرين وذوي خبرة يتمتعون بقدرات معالجة المواد والبحث والتطوير، ويقدمون الدعم الفني للمواد الكيميائية والطيران والفضاء وغيرها من المجالات.

2. منتجاتنا الرئيسية تشمل المنتجات الحرفية المصنوعة من التيتانيوم، الأجزاء القياسية، غرسات التيتانيوم الجراحية، وما إلى ذلك، والتي تغطي مجالات صناعية متعددة.
تأخذ الشركة "جودة المنتج أولاً" كفلسفة أعمالها، وتركز على رضا العملاء وتسعى للحصول على فوائد العلامة التجارية.
توفر شركتنا منتجات تيتانيوم عالية الجودة- وحلول صناعية من خلال معدات احترافية وفريق فني وإدارة صارمة للجودة.