Per què el titani és difícil de mecanitzar?

Les quatre característiques dels aliatges de titani, com ara la baixa conductivitat tèrmica, l'enduriment sever, l'alta afinitat amb les eines de tall i la petita deformació plàstica, són les raons essencials per les quals els aliatges de titani són difícils de processar. El seu índex de tall només equival al 20% de l'acer de tall lliure.

Baixa conductivitat tèrmica

La conductivitat tèrmica de l'aliatge de titani és només al voltant del 16% de la de l'acer 45 #. La calor no es pot conduir a temps durant el processament, provocant altes temperatures locals a la vora de tall (la temperatura de la punta de l'eina durant el processament és més del doble que l'acer de 45 #), cosa que pot provocar fàcilment un desgast per difusió de l'eina.

Enduriment per treball sever

El fenomen d'enduriment per treball de l'aliatge de titani és evident i la capa d'enduriment superficial és més severa que la de l'acer inoxidable, cosa que provocarà certes dificultats en el processament posterior, com ara un augment del dany al límit de l'eina.

Alta afinitat amb els ganivets

Unió severa amb carbur que conté titani.

Petita deformació plàstica

És aproximadament 1/2 del mòdul elàstic de l'acer 45, de manera que la recuperació elàstica és gran i la fricció és greu. Al mateix temps, la peça de treball també és propensa a la deformació de subjecció.

Coneixement del procés per processar aliatges de titani

A partir de la comprensió del mecanisme de processament dels aliatges de titani i l'addició d'experiència passada, el coneixement del procés principal per processar els aliatges de titani és el següent:

(1) Utilitzeu insercions amb geometria d'angle positiu per reduir la força de tall, la calor de tall i la deformació de la peça.

(2) Mantenir una alimentació constant per evitar l'enduriment de la peça. L'eina ha d'estar sempre en estat d'alimentació durant el procés de tall. La quantitat d'acoblament de l'eina radial ae durant el fresat hauria de ser del 30% del radi.

(3) Utilitzeu fluid de tall d'alta pressió i alt flux per garantir l'estabilitat tèrmica del procés de mecanitzat i evitar la degeneració de la superfície de la peça i el dany de l'eina causat per una temperatura excessiva.

(4) Mantingueu la vora de la fulla afilada. Les eines contundents són la causa de l'acumulació de calor i el desgast, que poden provocar fàcilment una fallada de l'eina.

(5) Processeu l'aliatge de titani en l'estat més suau tant com sigui possible, perquè el material es fa més difícil de processar després de l'extinció i el tractament tèrmic augmenta la resistència del material i augmenta el desgast de la fulla.

(6) Utilitzeu un radi d'arc de punta d'eina gran o xamfrà per tallar el màxim possible a la vora de tall. Això redueix la força de tall i la calor en cada punt i evita trencaments locals. Quan es fresa l'aliatge de titani, entre els paràmetres de tall, la velocitat de tall té el major impacte en la vida útil de l'eina, seguida de l'acoblament radial de l'eina (profunditat de fresat).

Comenceu amb fulles per resoldre problemes de processament de titani

El desgast del solc de la fulla que es produeix en el mecanitzat d'aliatges de titani és el desgast local de la part posterior i frontal al llarg de la direcció de la profunditat de tall. Sovint és causada per la capa endurida deixada pel processament anterior. La reacció química i la difusió entre l'eina i el material de la peça a una temperatura de processament superior als 800 graus també és una de les causes del desgast de la ranura. Perquè durant el procés de mecanitzat, les molècules de titani de la peça de treball s'acumulen davant de la fulla i es "solden" a la fulla a alta pressió i alta temperatura, formant la vora acumulada. Quan la vora acumulada es desenganxa de la vora de tall, s'emporta el recobriment de carbur de la inserció, de manera que el mecanitzat de titani requereix materials i geometries d'inserció especials.

Estructura d'eina adequada per al mecanitzat de titani

El focus del processament d'aliatge de titani és la calor. S'ha de ruixar una gran quantitat de líquid de tall a alta pressió a la vora de tall amb rapidesa i precisió per eliminar la calor ràpidament. Hi ha estructures úniques de freses al mercat específicament per al processament d'aliatges de titani.

Comenceu amb mètodes específics de processament mecànic

girant

Quan es tornen productes d'aliatge de titani, és fàcil obtenir una millor rugositat de la superfície i l'enduriment del treball no és greu, però la temperatura de tall és alta i l'eina es desgasta ràpidament. En resposta a aquestes característiques, es prenen principalment les mesures següents pel que fa a eines i paràmetres de tall:

Material de l'eina: YG6, YG8, YG10HT es seleccionen segons les condicions existents de la fàbrica.

Paràmetres geomètrics de l'eina: angles davanter i posterior de l'eina adequats i arrodoniment de la punta de l'eina.

Velocitat de tall més baixa, velocitat d'alimentació moderada, profunditat de tall més profunda, refrigeració suficient. En girar el cercle exterior, la punta de l'eina no pot ser més alta que el centre de la peça de treball, en cas contrari, és fàcil lligar l'eina. Quan s'acaba de girar i girar peces de paret primes, l'eina deflexió principal L'angle ha de ser gran, normalment de 75 a 90 graus.

Fresat

El fresat de productes d'aliatge de titani és més difícil que el tornejat, perquè el fresat és un tall intermitent i els encenalls són fàcils d'unir amb la fulla. Quan les dents que s'enganxen a l'encenall tornen a tallar la peça de treball, les encenalls es treuen i s'emporten una petita peça de material de l'eina, formant un La fulla d'encenall redueix considerablement la durabilitat de l'eina.

Mètode de fresat: generalment, s'utilitza el fresat avall.

Material de l'eina: acer d'alta velocitat M42.

En general, el fresat avall no s'utilitza en el processament d'acers aliats. A causa de la influència de l'espai lliure entre el cargol de la màquina-eina i la femella, durant el fresat cap avall, la fresa actua sobre la peça de treball i la força del component en la direcció d'alimentació és la mateixa que la direcció d'alimentació, cosa que fa que la taula de peça es faci fàcilment. col·lapse. Es produeix un moviment intermitent, donant lloc a cops de ganivet. Per al fresat cap avall, les dents del tallador toquen la pell dura quan comencen a tallar, fent que el tallador es trenqui. Tanmateix, com que les encenalls de fresat amunt canvien de prims a gruixuts, l'eina és propensa a la fricció seca amb la peça de treball durant el tall inicial, cosa que agreuja l'enganxament de l'encenall i l'estella de les vores de l'eina. Per tal de fresar l'aliatge de titani sense problemes, també cal tenir en compte que, en comparació amb les freses estàndard generals, s'ha de reduir l'angle de rasclet i augmentar l'angle de relleu. La velocitat de fresat ha de ser baixa. Intenteu utilitzar freses de dents afilades i eviteu utilitzar freses de dents de pala.

Tocant

Quan es toquen productes d'aliatge de titani, els xips són petits i fàcils d'unir amb la fulla i la peça de treball, donant lloc a una gran rugositat superficial i un parell elevat. La selecció inadequada de l'aixeta i el funcionament inadequat durant l'aixeta poden provocar fàcilment l'enduriment del treball, l'eficiència de processament extremadament baixa i el trencament ocasional de l'aixeta.

Cal donar prioritat a l'aixeta de fil de salt amb el fil adequat. El nombre de dents ha de ser inferior al de l'aixeta estàndard, normalment de 2 a 3 dents. L'angle cònic de tall ha de ser gran i la part cónica és generalment de 3 a 4 longituds de fil. Per facilitar l'eliminació d'encenalls, també es pot rectificar un angle d'inclinació negatiu al con de tall. Intenta fer servir aixetes curtes per augmentar la rigidesa de l'aixeta. La part conica inversa de l'aixeta ha de ser adequadament més gran que l'estàndard per reduir la fricció entre l'aixeta i la peça de treball.

escariant

El desgast de l'eina no és greu quan s'escaria l'aliatge de titani, i es poden utilitzar escariadors tant de carbur com d'acer d'alta velocitat. Quan s'utilitzen escariadors de carbur, s'ha d'adoptar una rigidesa del sistema de procés similar a la de la perforació per evitar que l'escariador s'espatlli. El principal problema que es produeix a l'hora de fresar aliatges de titani és que l'acabat de l'escariat no és bo. L'amplada de la fulla de l'escariador s'ha de reduir amb una pedra d'escar per evitar que la fulla s'uneixi a la paret del forat. Tanmateix, s'ha de garantir una força suficient. En general, l'amplada de la fulla és de 0,1~0,15 mm. també.

El punt de transició entre la vora de tall i la part de calibratge hauria de ser un arc suau. S'ha de tallar a temps després del desgast i la mida de l'arc de cada dent ha de ser consistent; si cal, es pot augmentar la conicitat posterior de la part de calibratge.

Perforació

La perforació d'aliatges de titani és difícil, i sovint es produeixen desgastes i trencaments del trepant durant el procés de mecanitzat. Això es deu principalment a diverses raons, com ara una mala esmolada de la broca, l'eliminació intempestiva d'encenalls, una mala refrigeració i una poca rigidesa del sistema de procés. Per tant, quan es trepan aliatges de titani, s'ha de prestar atenció a l'afilat raonable de la broca, a l'angle de vèrtex gran, a l'angle de rastell de la vora exterior reduït, a l'augment de l'angle de relleu de la vora exterior i a l'augment de la conicitat posterior fins a 2 o 3 vegades la de les broques estàndard. Retireu l'eina amb freqüència i traieu les fitxes ràpidament, prestant atenció a la forma i el color de les fitxes. Si les estelles semblen plomes o canvien de color durant la perforació, indica que la broca està apagada i l'eina s'ha de canviar i esmolar a temps.

La matriu de perforació s'ha de fixar al banc de treball, la superfície de guia de la matriu de perforació ha d'estar a prop de la superfície de processament i s'ha d'utilitzar una broca curta tant com sigui possible. Un altre problema que cal destacar és que quan s'utilitza l'alimentació manual, la broca no ha d'avançar ni retrocedir al forat, en cas contrari, la vora de la broca es fregarà contra la superfície mecanitzada, provocant un enduriment del treball i fent que la broca es roma.

mòlta

Els problemes habituals en la mòlta de peces d'aliatge de titani són l'obstrucció de la mola a causa de les estelles enganxades i les cremades a la superfície de les peces. El motiu és que la conductivitat tèrmica de l'aliatge de titani és deficient, la qual cosa provoca una alta temperatura a la zona de mòlta, provocant unió, difusió i una forta reacció química entre l'aliatge de titani i l'abrasiu. Les estelles enganxosos i l'obstrucció de la mola condueixen a una disminució significativa de la relació de mòlta. Com a resultat de la difusió i les reaccions químiques, la peça de treball es crema a la superfície de mòlta, el que resulta en una reducció de la resistència a la fatiga de la peça. Això és més evident quan es triten peces d'aliatge de titani.

Per solucionar aquest problema, les mesures adoptades són:

Trieu el material de la mola adequada: carbur de silici verd TL. Duresa lleugerament més baixa de la mola: ZR1.

El tall de materials d'aliatge de titani s'ha de controlar des dels aspectes dels materials d'eines, els fluids de tall i els paràmetres del procés de processament per tal de millorar l'eficiència global del processament de materials d'aliatge de titani.