Stop tytanu jest trudny w obróbce z 4 głównych powodów i 6 głównych środków zaradczych
Po pierwsze, stężenie temperatury
Przewodność cieplna większości stopów tytanu jest bardzo niska, tylko 1/7 stali, 1/16 aluminium i 1/25 miedzi. Dlatego też ciepło powstające podczas skrawania stopu tytanu nie będzie szybko przekazywane na obrabiany przedmiot ani odbierane przez wióry, ale będzie skupiane w obszarze cięcia.
Temperatura generowana na końcówce narzędzia może sięgać nawet 1000 stopni, powodując szybkie zużycie krawędzi tnącej narzędzia, pękanie i powstawanie wiórów, skracając żywotność narzędzia.
Wysokie temperatury powstające podczas procesu cięcia niszczą również integralność powierzchni części ze stopu tytanu, powodując zmniejszenie dokładności geometrycznej części i utwardzenia przez zgniot, poważnie zmniejszając ich wytrzymałość zmęczeniową.
Po drugie, odkształcenie sprężyste
Moduł sprężystości stopu tytanu nie jest bardzo wysoki. Na przykład moduł sprężystości TC4 wynosi tylko 110Gpa, podczas gdy moduł sprężystości stali 45 wynosi 210Gpa, a moduł sprężystości stali nierdzewnej, takiej jak 303, 304, 316, również wynosi około 200Gpa, więc podczas obróbki stopu tytanu elastyczność jest łatwa wystąpić. Odkształcenie.
Problem ten staje się jeszcze poważniejszy w przypadku obróbki części cienkościennych lub pierścieniowych. Obróbka cienkościennych części ze stopów tytanu z oczekiwaną dokładnością wymiarową nie jest łatwa. Ponieważ gdy materiał przedmiotu obrabianego jest odpychany przez narzędzie, lokalne odkształcenie cienkiej ścianki przekroczyło zakres sprężystości, co powoduje odkształcenie plastyczne, a wytrzymałość materiału i twardość punktu skrawania znacznie wzrastają.
Nacisk skrawania powoduje, że „elastyczny” przedmiot obrabiany opuszcza narzędzie i odbija się, powodując, że tarcie pomiędzy narzędziem a przedmiotem obrabianym jest większe niż siła skrawania. W procesie tarcia wytwarza się ciepło, co pogłębia problem słabej przewodności cieplnej stopów tytanu.
Po trzecie, powinowactwo stopów tytanu powoduje powstawanie długich, ciągłych wiórów podczas procesów toczenia i wiercenia, które mogą splątać narzędzia i utrudniać ich działanie. Zbyt duża głębokość cięcia może spowodować przywieranie, przypalanie, pękanie itp.
Oczywiście dobre powinowactwo przydaje się także w innych miejscach. Na przykład w pompach jonowych stosuje się go jako tytanową płytkę katodową. Kiedy atomy tytanu są napylane na ściankę rurki anodowej, może ona adsorbować gaz, wytwarzając w ten sposób ultrawysoką próżnię.
Po czwarte, wibracje
Elastyczność stopów tytanu może być korzystna dla wydajności części, ale podczas procesu cięcia odkształcenie sprężyste przedmiotu obrabianego jest ważną przyczyną wibracji.
Wibracje generowane podczas obróbki stopu tytanu są około 10 razy większe niż w przypadku stali. Ponieważ ciepło skrawania koncentruje się na części skrawającej, powstają zygzakowate wióry, które powodują wahania mocy skrawania.
Środki zaradcze w przypadku trudnej obróbki stopów tytanu
Jakie są środki zaradcze?
Po pierwsze, chłodzenie
Chłodziwo można zastosować w celu obniżenia wysokiej temperatury generowanej w procesie cięcia. Ogólnie rzecz biorąc, do cięcia i ścinania z małą prędkością i dużym obciążeniem stosuje się nierozpuszczalne chłodziwo olejowe, a do cięcia lub ścinania z dużą prędkością używa się rozpuszczalnego chłodziwa.
Ponadto można stosować metody cięcia w niskiej temperaturze, wykorzystując jako płyn obróbkowy ciekły azot (-180 stopnia) lub ciekły CO2 (-76 stopnia), co może obniżyć temperaturę strefy skrawania. Ta metoda może zmniejszyć główną siłę skrawania o 20%, a temperaturę skrawania o ponad 300 stopni. Jednocześnie znikają narosty na krawędzi, poprawia się jakość obrabianej powierzchni, a trwałość narzędzia zwiększa się 2-3-krotnie.
Po drugie, wybierz odpowiednie narzędzie
Duże ulepszenia można osiągnąć wybierając odpowiednie narzędzie tnące.
Ponieważ ciepło musi być odprowadzane przez krawędź skrawającą i chłodziwo, a nie przez wióry takie jak stal, niewielka część krawędzi skrawającej musi wytrzymywać wyjątkowo wysokie naprężenia termiczne i mechaniczne. Aby zmniejszyć siły skrawania, należy używać ostrej krawędzi tnącej.
Dodatkowo naprężenia skrawania można zmniejszyć stosując szlifowane i wysoce dodatnie płytki wymienne z polerowanymi rowkami.
W razie potrzeby można również zastosować narzędzia powlekane, aby zminimalizować tarcie podczas odprowadzania wiórów, przeciwdziałając lepkości stopu i rozbijając długie wióry, co pomaga zapobiegać gromadzeniu się ciepła podczas obróbki.
Po trzecie, stały posuw lub zwiększony posuw
Tytan jest podatny na utwardzanie przez zgniot, tzn. w miarę skrawania tytan staje się twardszy, a przez to bardziej podatny na zużycie narzędzia. Stały posuw zapewnia, że utwardzanie przez zgniot jest ograniczone do minimum.
Oczywiście, jeśli maszyna na to pozwala, można zwiększyć posuw, co oznacza, że narzędzie spędza mniej czasu w określonym obszarze, a zatem nie ma więcej czasu na nagrzewanie się i utwardzanie przez zgniot.
Po czwarte, zmniejsz prędkość cięcia
Na przykład użyj 1/3 prędkości cięcia stali lub mniej, aby kontrolować wydzielanie ciepła.
Po piąte, wymień narzędzie zgodnie z procesem
Do obróbki stopów tytanu używa się narzędzi ceramicznych, z węglika tytanu i azotku tytanu, których żywotność ulega skróceniu. Zwykle do cięcia dużych ilości tytanu używa się narzędzi z twardej stali, a do cięcia małych ilości tytanu używa się narzędzi z węglików spiekanych o dużej prędkości.
Obecnie rozwijana jest obróbka ultradźwiękowa, której celem jest skrócenie czasu kontaktu narzędzia i wydłużenie jego żywotności.
Po szóste, używaj obrabiarek o dużej sztywności
Solidne i trwałe obrabiarki są niezbędne do pomyślnej obróbki stopów tytanu.
Idealna frezarka do tytanu musi być sztywna, a wrzeciono musi móc pracować przy niskich prędkościach i wysokim momencie obrotowym.
Pomaga to w absorpcji wibracji i zmniejszeniu drgań podczas skrawania, co jest częstym problemem podczas obróbki stopów tytanu.
Wreszcie, sprzęt do obróbki i narzędzia skrawające należy regularnie czyścić, aby zapobiec gromadzeniu się zanieczyszczeń.
Firma: Baoji Dynamic Trading Co., Ltd
Kraj: Chiny
Dodaj: droga Baoti, Jintai, miasto Baoji, Shaanxi, Chiny
Cel:+86 18391896637(WHATSAPP)
Gmail:alisa@jmyunti.com
Strona internetowa: www.jm-titanium.com
