Hvorfor tror vi titanlegering er et vanskelig materiale å bearbeide? Fordi det er mangel på dyp forståelse av dens prosesseringsmekanisme og fenomener.
1. Fysiske fenomener av titanbehandling
Skjærekraften ved bearbeiding av titanlegeringer er bare litt høyere enn for stål med samme hardhet, men de fysiske fenomenene ved bearbeiding av titanlegeringer er mye mer komplekse enn bearbeiding av stål, noe som gjør bearbeiding av titanlegeringer overfor store vanskeligheter.
Den termiske ledningsevnen til de fleste titanlegeringer er svært lav, bare 1/7 av stål og 1/16 av aluminium. Derfor vil varmen som genereres under kutting av titanlegering ikke raskt bli overført til arbeidsstykket eller tatt bort av sponene. I stedet vil det samle seg i skjæreområdet, og temperaturen som genereres kan nå mer enn 1000 grader, noe som fører til at skjærekanten på verktøyet slites, sprekker, og oppbygde kanter genereres og skjærekanten slites raskt ut, noe som genererer mer varme i skjæreområdet og forkorter verktøyets levetid ytterligere.
De høye temperaturene som genereres under skjæreprosessen ødelegger også overflateintegriteten til titanlegeringsdeler, noe som fører til en reduksjon i den geometriske nøyaktigheten til delene og et arbeidsherdingsfenomen som alvorlig reduserer deres utmattelsesstyrke.
Elastisiteten til titanlegeringer kan være gunstig for delens ytelse, men under skjæreprosessen er den elastiske deformasjonen av arbeidsstykket en viktig årsak til vibrasjoner. Kuttetrykk får det "elastiske" arbeidsstykket til å bevege seg bort fra verktøyet og sprette tilbake, noe som får friksjonen mellom verktøyet og arbeidsstykket til å oppveie skjærehandlingen. Friksjonsprosessen genererer også varme, noe som forverrer problemet med dårlig termisk ledningsevne til titanlegeringer.
Dette problemet er enda mer alvorlig når du behandler tynnveggede eller ringformede deler som lett deformeres. Det er ikke lett å behandle tynnveggede deler av titanlegering til forventet dimensjonsnøyaktighet. Fordi når arbeidsstykkematerialet skyves bort av verktøyet, har den lokale deformasjonen av den tynne veggen overskredet det elastiske området og gir plastisk deformasjon, øker materialstyrken og hardheten til skjærepunktet betydelig. På dette tidspunktet blir den opprinnelig bestemte skjærehastigheten for høy, noe som ytterligere forårsaker rask verktøyslitasje.
"Heat" er "synderen" som gjør titanlegeringer vanskelig å behandle!
2. Prosesskunnskap for prosessering av titanlegeringer
På grunnlag av å forstå prosesseringsmekanismen til titanlegeringer og legge til tidligere erfaring, er hovedprosesskunnskapen for behandling av titanlegeringer som følger:
(1) Bruk innsatser med positiv vinkelgeometri for å redusere skjærekraft, skjærevarme og deformasjon av arbeidsstykket.
(2) Oppretthold en konstant mating for å unngå herding av arbeidsstykket. Verktøyet må alltid være i matetilstand under skjæreprosessen. Den radielle skjæremengden ae bør være 30 % av radius under fresing.
(3) Bruk skjærevæske med høyt trykk og høy strømning for å sikre termisk stabilitet av maskineringsprosessen og forhindre degenerasjon av arbeidsstykkets overflate og verktøyskader forårsaket av for høy temperatur.
(4) Hold kniveggen skarp. Stumpe verktøy er årsaken til varmeakkumulering og slitasje, som lett kan føre til verktøysvikt.
(5) Bearbeid titanlegeringer i mykest mulig tilstand, fordi materialet blir vanskeligere å bearbeide etter bråkjøling, og varmebehandling øker materialets styrke og øker bladslitasjen.
(6) Bruk en stor verktøyspiss bueradius eller avfasing for å sette inn så mye av verktøykanten som mulig i skjæringen. Dette reduserer skjærekraft og varme på hvert punkt og forhindrer lokal brudd. Ved fresing av titanlegering, blant skjæreparametrene, har skjærehastigheten størst innvirkning på verktøyets levetid vc, etterfulgt av radiell verktøyinngrep (fresedybde) ae.
3. Start med blader for å løse titanbehandlingsproblemer
Bladsporslitasjen som oppstår ved bearbeiding av titanlegeringer, er den lokale slitasjen bak og foran langs skjæredybderetningen. Det er ofte forårsaket av det herdede laget etter den forrige behandlingen. Den kjemiske reaksjonen og diffusjonen mellom verktøyet og arbeidsstykkematerialet ved behandlingstemperaturer over 800 grader er også en av årsakene til sporslitasje. Fordi under bearbeidingsprosessen samler titanmolekylene til arbeidsstykket seg foran bladet og "sveises" til bladet under høyt trykk og høy temperatur, og danner oppbygd kant. Når oppbygd egg flasses av skjæret, tar den med seg skjærets karbidbelegg, så titanbearbeiding krever spesielle skjærmaterialer og geometrier.
4. Verktøystruktur egnet for titanbehandling
Fokuset for behandling av titanlegering er varme. En stor mengde høytrykksskjærevæske må sprayes på skjærekanten raskt og nøyaktig for å fjerne varmen raskt. Det er unike strukturer av freser på markedet spesielt for behandling av titanlegering.
