Siden oppdagelsen av titan i 1790, har mennesker utforsket i et århundre for å oppnå dets ekstraordinære egenskaper. I 1910 produserte mennesker først titanmetall, men veien til påføring av titanlegeringer var lang og vanskelig. Det var først 40 år senere i 1951 at industriproduksjonen endelig ble realisert.
Titanlegeringer har egenskapene til høy spesifikk styrke, korrosjonsbestandighet, høy temperaturbestandighet og utmattelsesbestandighet. Vekten av titanlegeringer av samme størrelse er bare 60 % av stålets vekt, men den er sterkere enn legert stål. På grunn av sine gode egenskaper har titanlegeringer blitt stadig mer brukt i luftfart, romfart, kraftproduksjonsutstyr, kjernekraft, skip, kjemikalier og medisinsk utstyr.
Årsaker til vanskelighetene med å behandle titanlegeringer
De fire egenskapene til titanlegeringer, som lav termisk ledningsevne, hard arbeidsherding, høy affinitet med skjæreverktøy og liten plastisk deformasjon, er de viktigste årsakene til vanskelighetene med å behandle titanlegeringer. Dens skjæreindeks tilsvarer bare 20 % av skjæreindeksen til stål som er lett å kutte.
Lav varmeledningsevne
Den termiske ledningsevnen til titanlegering er bare omtrent 16 % av den for 45 # stål. Varmen kan ikke ledes bort i tide under bearbeiding, noe som resulterer i lokal høy temperatur på skjærekanten (spisstemperaturen under bearbeiding er mer enn 1 ganger den for 45# stål), noe som lett forårsaker diffus slitasje på verktøyet.
Alvorlig arbeidsherding
Arbeidsherdingsfenomenet til titanlegering er åpenbart, og overflateherdingslaget er mer alvorlig enn rustfritt stål, noe som vil forårsake visse vanskeligheter ved etterfølgende bearbeiding, for eksempel økt skade på verktøygrensen.
Høy tilhørighet til verktøy
Sterk vedheft med titanholdig hardmetall.
Liten plastisk deformasjon
Det er omtrent 1/2 av elastisitetsmodulen til 45 stål, så elastisk utvinning er stor og friksjonen er alvorlig. Samtidig er arbeidsstykket også utsatt for klemdeformasjon.
Tekniske tips for bearbeiding av titanlegering
Basert på forståelsen av prosesseringsmekanismen til titanlegering og tidligere erfaring, er hovedprosesstipsene for behandling av titanlegering som følger:
(1) Bruk et blad med positiv vinkelgeometri for å redusere skjærekraft, skjærevarme og deformasjon av arbeidsstykket.
(2) Oppretthold en konstant mating for å unngå herding av arbeidsstykket. Verktøyet skal alltid være i mating under skjæreprosessen. Den radielle skjæredybden ae under fresing bør være 30 % av radius.
(3) Bruk skjærevæske med høy trykk og høy strømning for å sikre termisk stabilitet av maskineringsprosessen og forhindre overflatedegenerasjon og verktøyskader på grunn av for høy temperatur.
(4) Hold kniveggen skarp. Stumpe verktøy er årsaken til varmeakkumulering og slitasje, som lett kan føre til verktøysvikt.
(5) Bearbeid titanlegering i sin mykeste tilstand så mye som mulig, fordi materialet blir vanskeligere å bearbeide etter herding. Varmebehandling øker materialets styrke og øker bladslitasjen.
(6) Bruk en stor verktøyspissradius eller avfasing for å kutte inn og legg så mye av bladet inn i kuttet som mulig. Dette kan redusere skjærekraften og varmen på hvert punkt og forhindre lokal skade. Ved fresing av titanlegering har skjærehastigheten størst innvirkning på verktøyets levetid blant alle skjæreparametere, etterfulgt av radiell skjæredybde.
Løs problemer med titanbehandling ved å begynne med bladet
Bladsporslitasjen som oppstår når titanlegering behandles, er lokal slitasje på baksiden og forsiden langs skjæredybderetningen. Det er ofte forårsaket av det herdede laget etter den forrige behandlingen. Den kjemiske reaksjonen og diffusjonen mellom verktøyet og arbeidsstykkematerialet ved en prosesstemperatur på mer enn 800 grader er også en av årsakene til dannelsen av sporslitasje. For under behandlingen samler titanmolekylene til arbeidsstykket seg foran bladet og "sveises" til bladet under høyt trykk og høy temperatur for å danne en oppbygd kant. Når den oppbygde eggen skrelles av bladet, fjernes karbidbelegget på bladet. Derfor krever behandling av titanlegering spesielle bladmaterialer og geometrier.
Verktøystruktur egnet for titanbehandling
Fokus for behandling av titanlegering er varme. En stor mengde høytrykksskjærevæske må sprayes på skjærekanten på en rettidig og nøyaktig måte for raskt å fjerne varmen. Det er unike freserstrukturer spesielt for titanlegeringsbehandling på markedet.
Med utgangspunkt i den spesifikke bearbeidingsmetoden
Snuing
Titanlegeringsprodukter er enkle å oppnå god overflateruhet ved dreiing, og arbeidsherdingen er ikke alvorlig, men skjæretemperaturen er høy og verktøyet slites raskt. I lys av disse egenskapene blir følgende tiltak hovedsakelig tatt når det gjelder verktøy og skjæreparametere:
Verktøymateriale: YG6, YG8 og YG10HT velges i henhold til de eksisterende forholdene på fabrikken.
Verktøygeometriparametere: passende verktøyvinkler foran og bak, avrundet verktøyspiss.
Lav skjærehastighet, moderat matehastighet, dyp skjæredybde, tilstrekkelig kjøling, verktøyspissen kan ikke være høyere enn midten av arbeidsstykket ved dreiing av yttersirkelen, ellers er det lett å sette seg fast. Ved etterbehandling og dreiing av tynnveggede deler bør verktøyets hovedavbøyningsvinkel være stor, vanligvis 75~90 grader.
Fresing
Fresing av titanlegeringsprodukter er vanskeligere enn å dreie, fordi fresing er intermitterende skjæring, og sponene er enkle å feste til bladet. Når de klebrige spontennene skjærer inn i arbeidsstykket igjen, blir de klebrige sponene slått av og tar bort et lite stykke verktøymateriale, og danner en knekt kant, noe som i stor grad reduserer verktøyets holdbarhet.
Fresemetode: bruk generelt nedfresing.
Verktøymateriale: høyhastighetsstål M42.
Generelt bruker bearbeiding av legert stål ikke dunfresing. På grunn av påvirkningen av gapet mellom maskinverktøyets blyskrue og mutteren, ved nedfresing, virker freseren på arbeidsstykket, og kraften i materetningen er den samme som materetningen, noe som lett kan forårsake arbeidsstykket bordet har periodisk bevegelse, noe som får kutteren til å brekke. Ved nedfresing vil kuttertennene treffe den harde huden når de begynner å skjære inn, noe som får kutteren til å brekke. Men siden sponene ved omvendt fresing er fra tynne til tykke, er kutteren utsatt for tørrfriksjon med arbeidsstykket når den først skjærer inn, noe som forverrer fastklebingen og flisingen av kutteren. For jevn fresing av titanlegeringer bør det også bemerkes at frontvinkelen bør reduseres og ryggvinkelen bør økes sammenlignet med den generelle standardfreseren. Fresehastigheten bør være lav, og freser med skarpe tenner bør brukes så mye som mulig, og bruk av spade-tann freser bør unngås.
Tapping
Ved tapping av titanlegeringsprodukter, fordi sponene er små, er de lette å feste til bladet og arbeidsstykket, noe som resulterer i en stor ruhetsverdi og høyt dreiemoment på den maskinerte overflaten. Feil valg og feil bruk av kraner under tapping kan lett føre til arbeidsherding, ekstremt lav prosesseringseffektivitet og sporadiske kranbrudd.
Det er nødvendig å prioritere bruken av en kran med en tråd på plass. Antall tenner bør være mindre enn for en standard tap, vanligvis 2 til 3 tenner. Avskjæringsvinkelen skal være stor, og den koniske delen er vanligvis 3 til 4 tråder lang. For å lette sponfjerning kan en negativ vinkel også slipes på den skjærende koniske delen. Prøv å bruke korte trykk for å øke stivheten til avsmalningen. Den omvendte koniske delen av avsmalningen bør være passende større enn standarddelen for å redusere friksjonen mellom kranen og arbeidsstykket.
Rømming
Verktøyslitasjen er ikke alvorlig ved rømming av titanlegeringer, og både karbid- og høyhastighetsrømmere av stål kan brukes. Når du bruker karbidrømmere, bør prosesssystemets stivhet lik boring brukes for å forhindre at rømmeren fliser. Hovedproblemet når man rømmer titanlegeringer er at rømmefinishen ikke er god. Bredden på rømmerbladet må innsnevres med en oljestein for å hindre at bladet fester seg til hullveggen, men det må sikres tilstrekkelig styrke. Generelt er bladets bredde 0,1 til 0,15 mm.
Overgangen mellom skjærekanten og kalibreringsdelen skal være en jevn bue. Etter slitasje bør den repareres i tide, og størrelsen på buen til hver tann bør være konsistent; om nødvendig kan kalibreringsdelen av ryggavsmalningen økes.
Boring
Titanlegeringsboring er vanskelig, og fenomenet med å brenne og bryte boret oppstår ofte under behandlingen. Dette skyldes hovedsakelig flere årsaker som dårlig sliping av borkroner, fjerning av spon i tide, dårlig kjøling og dårlig stivhet i prosesssystemet. Ved boring av titanlegeringer bør det derfor tas hensyn til rimelig borkronesliping, stor toppvinkel, redusert ytre kantfrontvinkel, økt ytterkantsryggvinkel, og ryggavsmalningen bør økes til 2 til 3 ganger den av standard bor. Trekk ofte verktøyet tilbake og fjern brikkene i tide, og vær oppmerksom på formen og fargen på brikkene. Hvis sponene virker fjæraktige eller endrer farge under boring, betyr det at borkronen er sløv og verktøyet bør skiftes og slipes i tide.
Borejiggen skal festes på arbeidsbenken, overflaten av borejiggen skal være nær prosessoverflaten, og prøv å bruke en kort borkrone. Et annet problem som er verdt å merke seg, er at når manuell mating er tatt i bruk, bør ikke borkronen bevege seg fremover eller bakover i hullet, ellers vil borebladet gni mot prosessoverflaten, noe som fører til at arbeidet herder og gjør boret sløvt.
Sliping
Et vanlig problem ved sliping av titanlegeringsdeler er at klebrige spon forårsaker blokkering av slipeskiven og forbrenninger på overflaten. Årsaken er at den termiske ledningsevnen til titanlegering er dårlig, noe som forårsaker høy temperatur i slipeområdet, slik at titanlegeringen og slipemidlet bindes, diffunderes og reagerer sterkt kjemisk. Klistrete spon og blokkering av slipeskiven fører til en betydelig reduksjon i slipeforholdet. Som et resultat av diffusjon og kjemisk reaksjon blir overflaten av arbeidsstykket brent, noe som resulterer i en reduksjon i utmattelsesstyrken til delene, noe som er mer åpenbart ved sliping av titanlegeringsstøpegods.
For å løse dette problemet er tiltakene som er tatt:
Velg passende slipeskivemateriale: grønn silisiumkarbid TL. Noe lavere slipeskivehardhet: ZR1.
Skjærebehandlingen av titanlegeringsmaterialer må kontrolleres fra aspektene ved verktøymaterialer, skjærevæsker og prosessparametere for å forbedre den omfattende effektiviteten til behandling av titanlegeringsmateriale.
Anbefalt video Følg videokontoen for metallbearbeiding og ta hensyn til industrielle medier med holdning
