De ce credem că aliajul de titan este un material dificil de prelucrat? Din cauza lipsei de înțelegere profundă a mecanismului și fenomenului său de procesare.
1. Fenomene fizice ale prelucrării cu titan
Forța de tăiere a prelucrării aliajului de titan este doar puțin mai mare decât cea a oțelului cu aceeași duritate, dar fenomenul fizic de prelucrare a aliajului de titan este mult mai complicat decât cel de prelucrare a oțelului, ceea ce face ca prelucrarea aliajului de titan să se confrunte cu mari dificultăți.
Conductivitatea termică a majorității aliajelor de titan este foarte scăzută, doar 1/7 din oțel și 1/16 din aluminiu. Prin urmare, căldura generată în procesul de tăiere a aliajului de titan nu va fi transferată rapid pe piesa de prelucrat sau îndepărtată de așchii, ci va fi acumulată în zona de tăiere, iar temperatura generată poate fi de până la 1000 ° C, provocând marginea tăietoare a sculei să se uzeze, să crape și să moară rapid. Acumularea marginilor acumulate, apariția rapidă a marginilor uzate, generează, la rândul său, mai multă căldură în zona de tăiere, scurtând și mai mult durata de viață a sculei.
Temperatura ridicată generată în timpul procesului de tăiere distruge, de asemenea, integritatea suprafeței pieselor din aliaj de titan, rezultând o scădere a preciziei geometrice a piesei și un fenomen de întărire prin lucru care îi reduce serios rezistența la oboseală.
Elasticitatea aliajelor de titan poate fi benefică pentru performanța pieselor, dar în timpul tăierii, deformarea elastică a piesei de prelucrat este o cauză importantă a vibrațiilor. Presiunea de tăiere face ca piesa de prelucrat „elastică” să părăsească unealta și să revină, astfel încât frecarea dintre unealtă și piesa de prelucrat este mai mare decât acțiunea de tăiere. Procesul de frecare generează și căldură, ceea ce agravează problema conductibilității termice slabe a aliajelor de titan.
Această problemă este și mai gravă atunci când se prelucrează piese cu pereți subțiri sau în formă de inel care se deformează ușor. Nu este o sarcină ușoară să procesezi piesele cu pereți subțiri din aliaj de titan cu precizia dimensională așteptată. Deoarece atunci când materialul piesei de prelucrat este împins de unealtă, deformarea locală a peretelui subțire a depășit intervalul elastic pentru a produce deformare plastică, iar rezistența și duritatea materialului la punctul de tăiere cresc semnificativ. În acest moment, prelucrarea la viteza de tăiere determinată inițial devine prea mare, ceea ce duce în continuare la uzura accentuată a sculei.
„Căldura” este „vinovat” pentru dificultatea procesării aliajelor de titan!
2. Know-how tehnologic pentru prelucrarea aliajelor de titan
Pe baza înțelegerii mecanismului de procesare a aliajelor de titan, împreună cu experiența anterioară, principalul know-how de proces pentru prelucrarea aliajelor de titan este următorul:
(1) Inserții cu geometrie unghiulară pozitivă pentru a reduce forța de tăiere, căldura de tăiere și deformarea piesei de prelucrat.
(2) Păstrați o alimentare constantă pentru a evita întărirea piesei de prelucrat. Scula trebuie să fie întotdeauna în starea de avans în timpul procesului de tăiere. Cantitatea de tăiere radială ae ar trebui să fie de 30% din raza în timpul frezării.
(3) Fluidul de tăiere de înaltă presiune și debit mare este utilizat pentru a asigura stabilitatea termică a procesului de prelucrare și pentru a preveni degenerarea suprafeței piesei de prelucrat și deteriorarea sculei din cauza temperaturii excesive.
(4) Păstrați muchia tăietoare a lamei ascuțite, cuțitele contondente sunt cauza acumulării de căldură și a uzurii, ceea ce poate duce cu ușurință la defectarea cuțitelor.
(5) Prelucrare în cea mai moale stare de aliaj de titan posibil, deoarece materialul devine mai dificil de prelucrat după întărire, tratamentul termic îmbunătățește rezistența materialului și crește uzura lamei.
(6) Folosiți o rază mare sau teșit pentru a tăia cât mai mult posibil în muchia de tăiere. Acest lucru poate reduce forța de tăiere și căldura în fiecare punct și poate preveni spargerea locală. La frezarea aliajelor de titan, dintre parametrii de așchiere, viteza de așchiere are cea mai mare influență asupra duratei de viață a sculei vc, urmată de cantitatea de tăiere radială (adâncimea de frezare) ae.
Uneltele CNC Xinfa au caracteristicile de bună calitate și preț scăzut. Pentru detalii, vă rugăm să vizitați:
Producători de scule CNC - Fabrica și furnizori de scule CNC din China (xinfatools.com)
3. Rezolvarea problemelor de prelucrare a titanului pornind de la lama
Uzura canelurii lamei care apare în timpul prelucrării aliajului de titan este uzura locală a spatelui și față de-a lungul direcției adâncimii tăierii, care este adesea cauzată de stratul întărit lăsat de prelucrarea anterioară. Reacția chimică și difuzia dintre sculă și materialul piesei de prelucrat la o temperatură de prelucrare care depășește 800°C este, de asemenea, unul dintre motivele formării uzurii canelurilor. Deoarece în timpul procesării, moleculele de titan ale piesei de prelucrat se acumulează în partea din față a lamei și sunt „sudate” la lamă la presiune ridicată și temperatură ridicată, formând marginea construită. Când muchia construită se dezlipește de muchia de tăiere, se îndepărtează stratul de carbură al plăcuței, astfel încât prelucrarea titanului necesită materiale și geometrii speciale pentru plăcuțe.
4. Structura sculei potrivită pentru prelucrarea titanului
Accentul prelucrării aliajului de titan este căldura. O cantitate mare de lichid de tăiere de înaltă presiune trebuie pulverizată pe muchia de tăiere în timp util și în mod precis pentru a elimina rapid căldura. Există structuri unice de freze special utilizate pentru prelucrarea aliajelor de titan pe piață.
Ora postării: Aug-09-2023
