Титановый сплав трудно обрабатывать: 4 основные причины и 6 основных мер противодействия.
Во-первых, температурная концентрация
Теплопроводность большинства титановых сплавов очень низкая, всего 1/7 стали, 1/16 алюминия и 1/25 меди. Поэтому тепло, выделяющееся при резке титанового сплава, не будет быстро передаваться заготовке или отводиться стружкой, а будет концентрироваться в зоне резания.
Температура, создаваемая на кончике инструмента, может достигать 1000 градусов, что приводит к быстрому износу режущей кромки инструмента, растрескиванию и образованию сколов, что сокращает срок службы инструмента.
Высокие температуры, образующиеся в процессе резки, также разрушают целостность поверхности деталей из титановых сплавов, что приводит к снижению геометрической точности деталей и наклепу, серьезно снижая их усталостную прочность.
Во-вторых, упругая деформация
Модуль упругости титанового сплава не очень высок. Например, модуль упругости TC4 составляет всего 110 ГПа, в то время как модуль упругости стали 45 составляет 210 ГПа, а модуль упругости нержавеющей стали, такой как 303, 304, 316, также составляет около 200 ГПа, поэтому при обработке титанового сплава эластичность легко достигается. происходить. Деформация.
Эта проблема становится еще более серьезной при обработке тонкостенных или кольцевых деталей. Обработать тонкостенные детали из титановых сплавов с ожидаемой точностью размеров непросто. Поскольку, когда материал заготовки отталкивается инструментом, локальная деформация тонкой стенки превышает диапазон упругости, что приводит к пластической деформации, а прочность материала и твердость точки резания значительно увеличиваются.
Давление резания заставляет «эластичную» заготовку покидать инструмент и отскакивать, в результате чего трение между инструментом и заготовкой становится больше, чем режущее действие. В процессе трения выделяется тепло, что усугубляет проблему плохой теплопроводности титановых сплавов.
В-третьих, родство титановых сплавов приводит к образованию длинной непрерывной стружки в процессе токарной обработки и сверления, которая может запутывать инструменты и нарушать их функциональность. Слишком большая глубина резания может привести к залипанию, возгоранию, поломке и т. д.
Конечно, хорошая близость полезна и в других местах. Например, в ионных насосах его используют в качестве титановой катодной пластины. Когда атомы титана распыляются на стенку анодной трубки, он может адсорбировать газ, тем самым создавая сверхвысокий вакуум.
В-четвёртых, вибрация.
Эластичность титановых сплавов может быть полезна для производительности детали, но в процессе резания упругая деформация заготовки является важной причиной вибрации.
Вибрация, возникающая при обработке титанового сплава, примерно в 10 раз выше, чем у стали. Поскольку тепло резки концентрируется на режущей части, образуется зигзагообразная стружка, вызывающая колебания мощности резки.
Меры противодействия сложной обработке титановых сплавов
Каковы меры противодействия?
Во-первых, охлаждение
Охлаждающую жидкость можно использовать для снижения высокой температуры, возникающей в процессе резки. Обычно нерастворимая масляная охлаждающая жидкость используется для низкоскоростной и тяжелой резки и резки, а растворимая охлаждающая жидкость для резки используется для высокоскоростной резки или резки.
Кроме того, можно использовать методы низкотемпературной резки с использованием жидкого азота (-180 градусов) или жидкого CO2 (-76 градусов) в качестве смазочно-охлаждающей жидкости, что может снизить температуру зоны резки. Этот метод позволяет снизить основную силу резания на 20%, а температуру резания более чем на 300 градусов. При этом исчезает нарост, улучшается качество обрабатываемой поверхности, а стойкость инструмента увеличивается в 2–3 раза.
Во-вторых, выберите правильный инструмент
Больших улучшений можно добиться, выбрав правильный режущий инструмент.
Поскольку тепло должно отводиться через режущую кромку и охлаждающую жидкость, а не через стружку, как сталь, небольшая часть режущей кромки должна выдерживать чрезвычайно высокие термические и механические нагрузки. Используйте острую режущую кромку, чтобы уменьшить силы резания.
Кроме того, напряжение резания можно снизить за счет использования шлифованных и высокопозитивных сменных пластин с полированными канавками.
При желании инструменты с покрытием также можно использовать для минимизации трения во время эвакуации стружки за счет сопротивления липкости сплава и разрушения длинной стружки, что помогает предотвратить накопление тепла во время обработки.
В-третьих, постоянная подача или увеличенная скорость подачи.
Титан подвержен наклепу, т.е. по мере резки материала титан становится более твердым и, следовательно, более склонным к изнашиванию инструмента; постоянная подача гарантирует, что наклеп сводится к минимуму.
Конечно, если станок позволяет, скорость подачи можно увеличить, а это означает, что инструмент проводит меньше времени в определенной области и, следовательно, больше не остается времени на накопление тепла и наклеп.
В-четвертых, уменьшите скорость резания.
Например, для контроля выделения тепла используйте 1/3 скорости резки стали или меньше.
В-пятых, замените инструмент в соответствии с процессом.
Инструменты с покрытием из керамики, карбида титана и нитрида титана используются для обработки титановых сплавов, и срок их службы сокращается. Обычно для резки больших объемов титана используются инструменты из твердой стали, а для резки небольших объемов титана — высокоскоростные твердосплавные инструменты.
В настоящее время ультразвуковая обработка разрабатывается с целью сокращения времени контакта инструмента и продления срока его службы.
В-шестых, используйте станки высокой жесткости.
Надежные и долговечные станки необходимы для успешной обработки титановых сплавов.
Идеальный фрезерный станок по титану должен быть жестким, а шпиндель должен работать на низких скоростях и с высоким крутящим моментом.
Это помогает поглощать вибрации и уменьшать вибрацию во время резки, что является распространенной проблемой при обработке титановых сплавов.
Наконец, механическое оборудование и режущие инструменты следует регулярно очищать, чтобы предотвратить накопление мусора.
Компания: Baoji Dynamic Trading Co., Ltd.
Страна:Китай
Добавить: Дорога Баоти, Цзиньтай, город Баоцзи, Шэньси, Китай.
Чел:+86 18391896637(WHATSAPP)
Gmail:alisa@jmyunti.com
Веб-сайт:www.jm-titanium.com.
