Титановата сплав е трудна за обработка поради 4 основни причини и 6 основни противодействия
Първо, температурна концентрация
Топлинната проводимост на повечето титанови сплави е много ниска, само 1/7 от стоманата, 1/16 от алуминия и 1/25 от медта. Следователно топлината, генерирана по време на рязане на титаниева сплав, няма да бъде бързо прехвърлена към детайла или отнета от стружките, а ще бъде концентрирана в зоната на рязане.
Температурата, генерирана на върха на инструмента, може да достигне до 1000 градуса, което води до бързо износване на режещия ръб на инструмента, напукване и образуване на стружки, скъсявайки живота на инструмента.
Високите температури, генерирани по време на процеса на рязане, също разрушават целостта на повърхността на частите от титанова сплав, което води до намаляване на геометричната точност на частите и втвърдяване при работа, което сериозно намалява тяхната якост на умора.
Второ, еластична деформация
Еластичният модул на титановата сплав не е много висок. Например модулът на еластичност на TC4 е само 110Gpa, докато модулът на еластичност на стомана 45 е 210Gpa, а модулът на еластичност на неръждаема стомана като 303, 304, 316 също е около 200Gpa, така че при обработката на титанова сплав еластичността е лесна да се случи. Деформация.
Този проблем е още по-сериозен при обработката на тънкостенни или пръстеновидни части. Не е лесно да се обработват тънкостенни части от титанова сплав до очакваната точност на размерите. Тъй като, когато материалът на детайла се избута от инструмента, локалната деформация на тънката стена е надхвърлила еластичния диапазон, което води до пластична деформация, а здравината на материала и твърдостта на точката на рязане се увеличават значително.
Натискът при рязане кара "еластичния" детайл да напусне инструмента и да отскочи, което води до по-голямо триене между инструмента и детайла от действието на рязане. Процесът на триене генерира топлина, което изостря проблема с лошата топлопроводимост на титановите сплави.
Трето, афинитетът на титановите сплави води до образуването на дълги, непрекъснати стружки по време на процеси на струговане и пробиване, които могат да оплетат инструментите и да възпрепятстват функционалността. Когато дълбочината на рязане е твърде голяма, това ще причини залепване, изгаряне, счупване и др.
Разбира се, добрият афинитет е полезен и на други места. Например в йонните помпи се използва като титанова катодна плоча. Когато титанови атоми се разпръснат върху стената на анодната тръба, тя може да адсорбира газ, като по този начин генерира свръхвисок вакуум.
Четвърто, вибрация
Еластичността на титановите сплави може да е от полза за работата на частта, но по време на процеса на рязане еластичната деформация на детайла е важна причина за вибрации.
Вибрацията, генерирана от обработката на титанова сплав, е около 10 пъти по-голяма от тази на стоманата. Тъй като топлината при рязане се концентрира върху режещата част, се генерират зигзагообразни стърготини и причиняват колебания в мощността на рязане.
Противодействия при трудна обработка на титанови сплави
Какви са контрамерките?
Първо, охлаждане
Охлаждащата течност може да се използва за намаляване на високата температура, генерирана от процеса на рязане. Обикновено неразтворимата маслена охлаждаща течност се използва за нискоскоростно и тежко рязане и срязване, а разтворимата охлаждаща течност за рязане се използва за високоскоростно рязане или срязване.
Освен това могат да се използват методи за рязане с ниска температура, като се използва течен азот (-180 градуса) или течен CO2 (-76 градуса) като течност за рязане, което може да намали температурата на зоната на рязане. Този метод може да намали основната сила на рязане с 20% и температурата на рязане с повече от 300 градуса. В същото време изчезва натрупаният ръб, подобрява се качеството на обработената повърхност и се увеличава издръжливостта на инструмента 2 до 3 пъти.
Второ, изберете правилния инструмент
Големи подобрения могат да бъдат постигнати чрез избор на правилния режещ инструмент.
Тъй като топлината трябва да бъде отстранена през режещия ръб и охлаждащата течност, а не чрез стружки като стомана, малка част от режещия ръб трябва да издържа на изключително високи термични и механични натоварвания. Използвайте остър режещ ръб, за да намалите силата на рязане.
Освен това напрежението при рязане може да бъде намалено чрез използване на шлифовани и силно положителни индексируеми вложки с полирани канали.
Ако желаете, могат да се използват и инструменти с покритие за минимизиране на триенето по време на евакуация на стружки чрез противодействие на лепкавостта на сплавта и раздробяване на дълги стружки, като и двете помагат за предотвратяване на натрупването на топлина по време на обработка.
Трето, постоянно подаване или повишена скорост на подаване
Титанът е податлив на втвърдяване при работа, т.е. докато материалът се реже, титанът става по-твърд и следователно по-податлив на износване на инструмента, постоянното подаване гарантира, че втвърдяването при работа е сведено до минимум.
Разбира се, ако машината позволява, скоростта на подаване може да се увеличи, което означава, че инструментът прекарва по-малко време в определена зона и следователно няма повече време за натрупване на топлина и закаляване при работа.
Четвърто, намалете скоростта на рязане
Например, използвайте 1/3 от скоростта на рязане на стомана или по-малко за контрол на отделянето на топлина.
Пето, сменете инструмента според процеса
Инструменти с покритие от керамика, титанов карбид и титанов нитрид се използват за обработка на титанови сплави и техният живот ще бъде съкратен. Обикновено инструменти от твърда стомана се използват за рязане на големи количества титан, а високоскоростни карбидни инструменти се използват за рязане на малки количества титан.
В момента се разработва ултразвукова обработка с цел намаляване на времето за контакт с инструмента и удължаване на живота на инструмента.
Шесто, използвайте машини с висока твърдост
Здравите и издръжливи машинни инструменти са от съществено значение за успешната обработка на титанови сплави.
Идеалната фреза за титан трябва да е твърда и шпинделът трябва да може да работи при ниски скорости и висок въртящ момент.
Това помага за абсорбиране на вибрации и намаляване на трептене по време на рязане, често срещан проблем при обработката на титанови сплави.
И накрая, машинното оборудване и режещите инструменти трябва да се почистват редовно, за да се предотврати натрупването на отломки.
Компания: Baoji Dynamic Trading Co., Ltd
Държава: Китай
Добавяне: Baoti Road, Jintai, Baoji City, Shaanxi, Китай
Cel:+86 18391896637(WHATSAPP)
Gmail:alisa@jmyunti.com
Уебсайт: www.jm-titanium.com
