Zašto je titanijum teško obrađivati?

Četiri karakteristike titanijumskih legura, uključujući nisku toplotnu provodljivost, teško očvršćavanje, visok afinitet sa reznim alatima i malu plastičnu deformaciju, su osnovni razlozi zašto je legure titana teško obrađivati. Njegov indeks rezanja je ekvivalentan samo 20% čelika za slobodno sečenje.

Niska toplotna provodljivost

Toplotna provodljivost legure titanijuma je samo oko 16% od 45# čelika. Toplina se ne može na vrijeme odvesti tijekom obrade, uzrokujući lokalne visoke temperature na oštrici (temperatura vrha alata tokom obrade je više od dva puta veća od 45# čelika), što može lako uzrokovati difuzijsko trošenje alata.

Teško radno kaljenje

Fenomen otvrdnjavanja titanijumske legure je očigledan, a površinski očvrsni sloj je teži od sloja nerđajućeg čelika, što će uzrokovati određene poteškoće u naknadnoj obradi, kao što je povećano oštećenje ruba alata.

Visok afinitet prema noževima

Jaka veza sa karbidom koji sadrži titanijum.

Mala plastična deformacija

To je oko 1/2 modula elastičnosti čelika 45, tako da je elastični oporavak velik, a trenje ozbiljno. U isto vrijeme, radni komad je također sklon deformaciji stezanja.

Procesni know-how za obradu titanijumskih legura

Na osnovu razumijevanja mehanizma obrade titanijumskih legura i dodavanja prethodnog iskustva, glavni procesni know-how za obradu titanijumskih legura je sljedeći:

(1) Koristite umetke sa geometrijom pozitivnog ugla da biste smanjili silu rezanja, toplotu rezanja i deformaciju radnog komada.

(2) Održavajte konstantan dovod kako biste izbjegli stvrdnjavanje radnog komada. Alat mora uvijek biti u stanju uvlačenja tokom procesa rezanja. Količina radijalnog zahvata alata ae tokom glodanja treba biti 30% polumjera.

(3) Koristite tekućinu za rezanje pod visokim pritiskom i visokim protokom kako biste osigurali termičku stabilnost procesa obrade i spriječili degeneraciju površine radnog komada i oštećenje alata uzrokovano previsokom temperaturom.

(4) Držite oštricu oštrice. Tupi alati uzrok su akumulacije topline i habanja, što lako može dovesti do kvara alata.

(5) Obraditi leguru titanijuma u najmekšem stanju što je više moguće, jer materijal postaje teži za obradu nakon gašenja, a termička obrada povećava čvrstoću materijala i povećava habanje oštrice.

(6) Koristite veliki radijus luka vrha alata ili zakošenje da biste što više zarezali u reznu ivicu. Ovo smanjuje silu rezanja i toplinu na svakoj točki i sprječava lokalni lom. Prilikom glodanja titanijumske legure, među parametrima rezanja, brzina rezanja ima najveći utjecaj na vijek trajanja alata, a zatim radijalno zahvatanje alata (dubina glodanja).

Počnite s oštricama kako biste riješili probleme obrade titana

Habanje sečiva u žljebovima koje nastaje prilikom obrade titanijumskih legura je lokalno trošenje stražnje i prednje strane duž smjera dubine rezanja. Često je uzrokovan stvrdnutim slojem koji je ostao nakon prethodne obrade. Hemijska reakcija i difuzija između alata i materijala obratka na temperaturi obrade većoj od 800 stepeni je takođe jedan od uzroka habanja žlebova. Zato što se tokom procesa obrade molekuli titanijuma radnog komada akumuliraju ispred sečiva i "zavaruju" se za sečivo pod visokim pritiskom i visokom temperaturom, formirajući izgrađenu ivicu. Kada se izgrađena ivica odlijepi od rezne ivice, ona sa sobom nosi karbidni premaz pločice, tako da obrada titana zahtijeva posebne materijale i geometrije umetka.

Struktura alata pogodna za mašinsku obradu titanijuma

Fokus obrade legure titanijuma je toplota. Velika količina tekućine za rezanje pod visokim pritiskom mora se brzo i precizno raspršiti na oštricu kako bi se brzo uklonila toplina. Na tržištu postoje jedinstvene strukture glodala posebno za obradu legure titanijuma.

Počnite sa specifičnim mehaničkim metodama obrade

okretanje

Prilikom tokarenja proizvoda od legure titanijuma, lako je postići bolju hrapavost površine i radno očvršćavanje nije ozbiljno, ali je temperatura rezanja visoka i alat se brzo troši. Kao odgovor na ove karakteristike, uglavnom se poduzimaju sljedeće mjere u smislu alata i parametara rezanja:

Materijal alata: YG6, YG8, YG10HT se bira prema postojećim uslovima fabrike.

Geometrijski parametri alata: pogodni prednji i zadnji uglovi alata i zaokruživanje vrha alata.

Manja brzina rezanja, umjereni pomak, dublja dubina rezanja, dovoljno hlađenje. Prilikom okretanja vanjskog kruga vrh alata ne može biti viši od središta obratka, inače je lako vezati alat. Prilikom završne obrade i tokarenja tankozidnih delova, glavni otklon alata Ugao treba da bude veliki, obično 75 do 90 stepeni.

Glodanje

Glodanje proizvoda od legure titana je teže od struganja, jer je glodanje povremeno sečenje, a strugotine se lako spajaju sa oštricom. Kada se zupci koji se zalijepe za strugotine ponovo zarežu u radni predmet, strugotine se odvajaju i oduzimaju mali komad alatnog materijala, formirajući oštricu za strugotine uvelike smanjujući trajnost alata.

Metoda glodanja: Općenito se koristi glodanje.

Materijal alata: brzorezni čelik M42.

Generalno, glodanje se ne koristi u obradi legiranog čelika. Zbog uticaja zazora između vijka alatne mašine i matice, tokom glodanja, glodalo deluje na radni predmet, a sila komponente u smeru pomaka je ista kao i smer pomaka, što lako dovodi do toga da se sto obratka kolaps. Dolazi do povremenih pokreta, što dovodi do udaranja nožem. Za glodanje, zubi rezača udaraju u tvrdu kožu kada počnu da se urežu, uzrokujući lomljenje rezača. Međutim, s obzirom da se strugotine za glodanje mijenjaju iz tanke u debele, alat je sklon suhom trenju o radni komad tokom početnog rezanja, što pogoršava lijepljenje strugotine i ivica alata. Da bi se titanijumska legura glatko glodala, takođe treba imati na umu da u poređenju sa opštim standardnim glodalima treba smanjiti ugao nagiba i povećati ugao reljefa. Brzina mljevenja bi trebala biti mala. Pokušajte koristiti glodala sa oštrim zubima i izbjegavajte korištenje glodala s lopatama.

Tapkanje

Prilikom urezivanja proizvoda od legure titanijuma, strugotine su male i lako se spajaju sa oštricom i obratkom, što rezultira velikom hrapavostom površine i velikim obrtnim momentom. Nepravilan odabir slavine i nepravilan rad tokom urezivanja lako može dovesti do očvršćavanja, izuzetno niske efikasnosti obrade i povremenog loma slavine.

Neophodno je dati prednost slavini sa preskočnim navojem sa pravim navojem. Broj zuba bi trebao biti manji od broja standardne slavine, obično 2 do 3 zuba. Ugao konusa rezanja treba da bude veliki, a konusni deo obično ima 3 do 4 dužine navoja. Da bi se olakšalo uklanjanje strugotine, negativni ugao nagiba se također može brusiti na reznom konusu. Pokušajte koristiti kratke slavine za povećanje krutosti slavine. Obrnuti konusni dio slavine treba biti primjereno veći od standardnog kako bi se smanjilo trenje između slavine i radnog komada.

razvrtanje

Habanje alata nije ozbiljno prilikom razvrtanja legure titana, a mogu se koristiti i razvrtači od karbida i brzoreznog čelika. Kada se koriste razvrtači od tvrdog metala, mora se usvojiti krutost procesnog sistema slična bušenju kako bi se spriječilo pucanje razvrtača. Glavni problem koji se javlja kod razvrtanja titanijumskih legura je taj što završna obrada razvrtanja nije dobra. Širina oštrice razvrtača se mora suziti brusnim kamenom kako bi se spriječilo spajanje oštrice sa zidom rupe. Međutim, mora se osigurati dovoljna snaga. Općenito, širina oštrice je 0.1~0.15 mm. takođe.

Prelazna tačka između rezne ivice i dela za kalibraciju treba da bude glatki luk. Mora biti brušen na vrijeme nakon habanja, a veličina luka svakog zuba mora biti konzistentna; ako je potrebno, zadnji konus kalibracionog dijela može se povećati.

Bušenje

Bušenje titanijumskih legura je teško, a tokom procesa obrade često dolazi do pregorevanja i loma bušilice. To je uglavnom zbog nekoliko razloga kao što su loše oštrenje burgije, neblagovremeno uklanjanje strugotine, loše hlađenje i loša krutost procesnog sistema. Stoga, pri bušenju titanijumskih legura, pažnja se mora obratiti na razumno oštrenje burgije, veliki ugao vrha, smanjen nagibni ugao spoljne ivice, povećan ugao reljefa spoljne ivice i povećan zadnji konus na 2 do 3 puta veći od standardnih burgija. Često uvlačite alat i odmah uklanjajte strugotine, obraćajući pažnju na oblik i boju strugotina. Ako strugotine izgledaju kao perje ili promene boju tokom bušenja, to znači da je burgija tupa i da alat treba na vreme promeniti i naoštriti.

Matrica za bušenje treba da bude fiksirana na radnom stolu, površina za vođenje matrice za bušenje treba da bude blizu površine obrade, a treba koristiti kratku burgiju što je više moguće. Još jedno pitanje koje vrijedi napomenuti je da kada se koristi ručno ubacivanje, svrdlo ne bi trebalo napredovati ili povlačiti u rupi, inače će rub burgije trljati o obrađenu površinu, uzrokujući stvrdnjavanje pri radu i tupim svrdlo.

brušenje

Uobičajeni problemi pri brušenju dijelova od legure titana su začepljenje brusnog točka zbog zaglavljenih strugotina i opekotina na površini dijelova. Razlog je loša toplotna provodljivost legure titanijuma, što uzrokuje visoku temperaturu u zoni brušenja, izazivajući vezu, difuziju i jaku hemijsku reakciju između legure titana i abraziva. Ljepljivi čips i začepljenje brusnog kotača dovode do značajnog smanjenja omjera mljevenja. Kao rezultat difuzije i kemijskih reakcija, radni komad se spaljuje na površini za mljevenje, što rezultira smanjenjem zamorne čvrstoće dijela. Ovo je očiglednije pri mljevenju odljevaka od titanijumske legure.

Da bi se riješio ovaj problem, preduzete su sljedeće mjere:

Odaberite odgovarajući materijal brusne ploče: zeleni silicijum karbid TL. Nešto manja tvrdoća brusne ploče: ZR1.

Rezanje materijala od legura titanijuma mora se kontrolisati sa aspekta materijala alata, tečnosti za sečenje i parametara procesa obrade kako bi se poboljšala ukupna efikasnost obrade materijala od legure titanijuma.