От откриването на титана през 1790 г., хората са изследвали цял век, за да получат неговите изключителни свойства. През 1910 г. хората за първи път произвеждат титанов метал, но пътят към приложението на титановите сплави е дълъг и труден. Едва 40 години по-късно през 1951 г. промишленото производство най-накрая е реализирано.
Титановите сплави имат характеристиките на висока специфична якост, устойчивост на корозия, висока температурна устойчивост и устойчивост на умора. Теглото на титановите сплави със същия размер е само 60% от това на стоманата, но е по -силна от легирана стомана. Поради добрите си свойства, титановите сплави се използват все по -широко в авиацията, аерокосмическото пространство, оборудването за производство на енергия, ядрената енергия, корабите, химикалите и медицинското оборудване.
Причини за трудността при обработката на титанови сплави
Четирите характеристики на титановите сплави, като ниска топлопроводимост, тежко втвърдяване при работа, висок афинитет към режещи инструменти и малка пластична деформация, са основните причини за трудността при обработката на титанови сплави. Неговият индекс на рязане е само еквивалентен на 20% от този на лесната за рязане стомана.
Ниска топлопроводимост
Топлинната проводимост на титановата сплав е само около 16% от тази на стоманата 45#. Топлината не може да бъде отведена навреме по време на обработката, което води до локална висока температура на режещия ръб (температурата на върха по време на обработка е повече от 1 пъти по-висока от тази на стомана 45#), което лесно причинява дифузно износване на инструмента.
Тежка работа втвърдяване
Феноменът за втвърдяване на работата на титановата сплав е очевиден, а слоят за втвърдяване на повърхността е по -сериозен от този на неръждаемата стомана, което ще доведе до определени трудности при последваща обработка, като увеличено увреждане на границата на инструмента.
Висок афинитет към инструментите
Тежка адхезия с циментиран карбид, съдържащ титан.
Малка пластмасова деформация
Това е около 1/2 от модула на еластичност на стомана 45, така че еластичното възстановяване е голямо и триенето е сериозно. В същото време детайлът също е склонен към деформация при затягане.
Технически съвети за обработка на титанова сплав
Въз основа на разбирането на механизма за обработка на титановата сплав и предишния опит, основните съвети на процеса за обработка на титанова сплав са както следва:
(1) Използвайте острие с геометрия с положителен ъгъл, за да намалите силата на рязане, рязането на топлина и деформацията на детайла.
(2) Поддържайте постоянно подаване, за да избегнете втвърдяване на детайла. Инструментът винаги трябва да е в захранването по време на процеса на рязане. Радиалната дълбочина на рязане ae по време на фрезоване трябва да бъде 30% от радиуса.
(3) Използвайте течност за рязане с високо налягане и висок поток, за да осигурите топлинната стабилност на процеса на обработка и предотвратяване на дегенерация на повърхността и увреждане на инструмента поради прекомерната температура.
(4) Дръжте ръба на острието остър. Тъпите инструменти са причина за натрупване и износване на топлина, което лесно може да доведе до повреда на инструмента.
(5) Обработвайте титановата сплав в нейното най-меко състояние, доколкото е възможно, тъй като материалът става по-труден за обработка след втвърдяване. Топлинната обработка увеличава здравината на материала и увеличава износването на острието.
(6) Използвайте голям радиус на върха на инструмента или фаска, за да изрежете и поставете възможно най-голяма част от острието в изрязването. Това може да намали силата на рязане и топлината във всяка точка и да предотврати локални повреди. При фрезоване на титанова сплав скоростта на рязане има най-голямо влияние върху живота на инструмента сред всички параметри на рязане, следвана от радиалната дълбочина на рязане.
Решете проблемите с обработката на титан, като започнете с острието
Износването на остриета, което се случва, когато се обработва сплав от титан, е локално износване на гърба и отпред по посоката на дълбочината на рязане. Често се причинява от втвърдения слой, оставен от предишната обработка. Химическата реакция и дифузия между инструмента и материала на детайла при температура на обработка над 800 градуса също е една от причините за образуването на износване на канала. Тъй като по време на обработката титановите молекули на детайла се натрупват пред острието и „заваряват“ до острието под високо налягане и висока температура, за да образуват вграден ръб. Когато вграденият ръб се отлепи от острието, карбидното покритие на острието се отнема. Следователно обработката на титанови сплави изисква специални материали и геометрии на острието.
Структура на инструмента, подходяща за обработка на титан
Фокусът на обработката на титановата сплав е топлината. Голямо количество течност за рязане под високо налягане трябва да се напръска върху режещия ръб своевременно и точно, за да се премахне бързо топлината. На пазара има уникални структури на фрези, специално за обработка на титанови сплави.
Започвайки от специфичния метод за обработка
Обръщане
Продуктите от титанова сплав са лесни за получаване на добра грапавост на повърхността при завъртане, а втвърдяването на работата не е сериозно, но температурата на рязане е висока и инструментът се износва бързо. С оглед на тези характеристики, следните мерки се предприемат главно по отношение на инструментите и параметрите на рязане:
Материал на инструмента: YG6, YG8 и YG10HT се избират според съществуващите условия на фабриката.
Параметрите на геометрията на инструмента: Подходящи ъгли на предната и задната част на инструмента, върха на закръгления инструмент.
Ниска скорост на рязане, умерена скорост на подаване, дълбока дълбочина на рязане, достатъчно охлаждане, върхът на инструмента не може да бъде по -висок от центъра на детайла при завъртане на външния кръг, в противен случай е лесно да се забиете. При завършване и завъртане на тънкостенни части, основният ъгъл на отклонение на инструмента трябва да бъде голям, обикновено 75 ~ 90 градуса.
Смилане
Смилането на продукти от титанова сплав е по -трудно от завъртането, тъй като фрезоването е периодично рязане, а чиповете лесно се придържат към острието. Когато лепкавите зъби на чипа отново се нарязват на детайла, лепкавите чипове се избиват и отнемат малко парче материал от инструмента, образувайки счупен ръб, което значително намалява издръжливостта на инструмента.
Метод на смилане: Обикновено използвайте смилане.
Материал на инструмента: високоскоростна стомана M42.
Като цяло обработката на стомана от сплав не използва смилане. Поради влиянието на пролуката между оловия винт на машинния инструмент и гайката, когато смилането надолу, фрезовата резачка действа върху детайла, а силата в посоката на подаване е същата като посоката на подаване, която лесно може да причини детайла Таблица, за да има периодично движение, което води до счупване на резачката. За смилането надолу зъбите на резачката ще ударят твърдата кожа, когато започнат да се врязват, което води до счупване на резачката. Въпреки това, тъй като чиповете на обратното фрезоване са от тънка до дебела, резачката е предразположена към изсъхване на триенето с детайла, когато първо се отрязва, което влошава залепването и чипирането на резачката. За да се смила гладко титановите сплави, трябва също да се отбележи, че предният ъгъл трябва да бъде намален и ъгълът на гърба трябва да се увеличи в сравнение с общия стандартен резач за фрезоване. Скоростта на смилане трябва да е ниска, а резачките за фрезоване с остри зъби трябва да се използват колкото е възможно повече, а използването на резачки за мелене на лопата трябва да се избягва.
Подслушване
При нарязване на резби на продукти от титанова сплав, тъй като стружките са малки, те лесно се залепват към острието и детайла, което води до голяма стойност на грапавостта и висок въртящ момент върху обработваната повърхност. Неправилният избор и неправилната работа на метчиците по време на нарязване могат лесно да причинят втвърдяване при работа, изключително ниска ефективност на обработка и случайно счупване на метчици.
Необходимо е да се даде предимство на използването на кран с една резба на място. Броят на зъбите трябва да е по-малък от този на стандартен кран, обикновено 2 до 3 зъба. Ъгълът на режещия конус трябва да е голям, а конусната част обикновено е с дължина от 3 до 4 нишки. За да се улесни отстраняването на стружките, върху режещата конусна част може да се шлайфа и отрицателен ъгъл. Опитайте се да използвате къси кранове, за да увеличите твърдостта на конуса. Обратната конусна част на конуса трябва да бъде подходящо по-голяма от стандартната, за да се намали триенето между метчика и детайла.
Разширяване
Износването на инструмента не е сериозно при разстъргване на титанови сплави и могат да се използват както карбидни, така и високоскоростни стоманени райбери. Когато се използват твърдосплавни райбери, трябва да се приеме твърдостта на технологичната система, подобна на пробиването, за да се предотврати отчупването на райбера. Основният проблем при разстъргване на титанови сплави е, че покритието на разстъргването не е добро. Ширината на острието на райбера трябва да бъде стеснена с маслен камък, за да се предотврати залепването на острието за стената на отвора, но трябва да се осигури достатъчна здравина. Обикновено ширината на острието е 0.1 до 0.15 mm.
Преходът между режещия ръб и калибриращата част трябва да бъде гладка дъга. След износване трябва да се ремонтира навреме и размерът на дъгата на всеки зъб трябва да бъде последователен; ако е необходимо, частта за калибриране на задния конус може да бъде увеличена.
Пробиване
Пробиването на титанови сплави е трудно и феноменът на изгаряне и счупване на свредлото често се случва по време на обработката. Това се дължи главно на няколко причини, като лошо шлайфане на свредлото, ненавременно отстраняване на стружки, лошо охлаждане и лоша твърдост на технологичната система. Следователно при пробиване на титанови сплави трябва да се обърне внимание на разумното шлайфане на свредлата, голям горен ъгъл, намален преден ъгъл на външния ръб, увеличен заден ъгъл на външния ръб и задната конусност трябва да се увеличи до 2 до 3 пъти по-голяма от тази на стандартно свредло. Често прибирайте инструмента и отстранявайте стружките навреме, като обръщате внимание на формата и цвета на стружките. Ако стружките изглеждат пернати или променят цвета си по време на пробиване, това означава, че свредлото е тъп и инструментът трябва да се смени и заточи навреме.
Приспособлението за бормашина трябва да бъде фиксирано върху работната маса, повърхността на водача на ножа трябва да е близо до обработваната повърхност и се опитайте да използвате късо свредло. Друг проблем, който си струва да се отбележи, е, че когато се приеме ръчно подаване, свредлото не трябва да се движи напред или назад в отвора, в противен случай острието на свредлото ще се трие в обработваната повърхност, причинявайки втвърдяване при работа и затъпяване на свредлото.
Смилане
Често срещан проблем при смилането на части от титанов сплав е, че лепкавите чипове причиняват запушване на шлайфане на колелата и изгаряне на повърхността на части. Причината е, че топлинната проводимост на титановата сплав е лоша, което причинява висока температура в зоната на смилане, така че титановата сплав и абразивната се свързват, дифузират и реагират силно химически. Лепкавите чипове и блокирането на шлифовъчните колела водят до значително намаляване на коефициента на смилане. В резултат на дифузия и химична реакция повърхността на детайла се изгаря, което води до намаляване на якостта на умората на частите, което е по -очевидно при смилане на отливки от титан сплави.
За да се реши този проблем, предприетите мерки са:
Изберете подходящ материал за шлифовъчно колело: Зелен силиконов карбид TL. Малко по -ниска твърдост на смилането на колелото: ZR1.
Обработката на рязане на титанови сплавски материали трябва да се контролира от аспектите на инструменталните материали, режещите течности и параметрите за обработка, за да се подобри цялостната ефективност на обработката на титанов сплав.
Препоръчано видео Следете видео акаунта за обработка на метали и обръщайте внимание на индустриалните медии с отношение
