Защо титановата сплав е труден материал за обработка?

 

1. Физични явления при обработка на титан

Силата на рязане при обработката на титанова сплав е малко по-висока от тази на стомана със същата твърдост. И все пак физическият феномен на обработката на титанова сплав е много по-сложен от този на обработката на стомана, което прави обработката на титанова сплав изправена пред огромни трудности.

Топлинната проводимост на повечето титанови сплави е много ниска, само 1/7 от стоманата и 1/16 от алуминия. Следователно топлината, генерирана при рязане на титанови сплави, няма да бъде бързо прехвърлена към детайла или отнета от чиповете. Въпреки това, той ще се натрупа в зоната на рязане и генерираната температура може да достигне до 1000 °C или повече, което ще доведе до бързо износване, олющване и напукване на режещия ръб на инструмента. Образуването на натрупан ръб и бързото появяване на износен ръб генерират повече топлина в зоната на рязане, което допълнително съкращава живота на инструмента.обработка на титан

Високите температури, генерирани по време на процеса на рязане, също разрушават целостта на повърхността на частите от титанова сплав, което води до намаляване на геометричната точност на частите и втвърдяване при работа, което значително намалява тяхната якост на умора.

Еластичността на титановите сплави може да е от полза за производителността на детайла, но по време на рязане еластичната деформация на детайла е основна причина за вибрации. Натискът при рязане кара "еластичния" детайл да се отдалечи от инструмента и да отскочи, така че триенето между инструмента и детайла е по-голямо от действието на рязане. Процесът на триене също генерира топлина, което утежнява проблема с лошата топлопроводимост на титановите сплави.

Този проблем е още по-сериозен при обработката на тънкостенни или пръстеновидни, лесно деформиращи се части. Не е лесно да се обработват тънкостенни части от титанова сплав до очакваната точност на размерите. Когато инструментът избута материала на детайла, локалната деформация на тънката стена надвишава еластичния диапазон; възниква пластична деформация и якостта на материала и твърдостта на точката на рязане се увеличават значително. Обработката при предварително определена скорост на рязане става твърде висока, което води до рязко износване на инструмента.

„Горещо“ е „виновникът“, който прави обработката на титанови сплави предизвикателство!

 

2. Технологично ноу-хау за CNC обработка на титан 

Въз основа на разбирането на механизма за обработка на титанови сплави и добавянето на опит, основното ноу-хау за обработка на титанови сплави е както следва:

(1) Пластините с положителна геометрия се използват за намаляване на силата на рязане на детайла, топлината на рязане и деформацията.

(2) Поддържайте постоянно подаване, за да избегнете втвърдяване на детайла. Инструментът винаги трябва да е в състояние на подаване по време на процеса на рязане, а радиалното количество на рязане трябва да бъде 30% от радиуса по време на фрезоване.

(3) Използва се флуид за рязане под високо налягане и голям поток, за да се осигури термичната стабилност на процеса на обработка и да се предотврати дегенерация на повърхността на детайла и повреда на инструмента поради прекомерна температура.

(4) Дръжте ръба на острието остър; тъпите инструменти причиняват натрупване на топлина и износване, което бързо води до повреда на инструмента.

(5) Обработка в най-мекото състояние на титановата сплав, доколкото е възможно, тъй като материалът става по-труден за обработка след втвърдяване, а термичната обработка увеличава здравината на материала и износването на вложката.

(6) Използвайте голям радиус на носа или фаска, за да изрежете колкото е възможно повече в режещия ръб. Това намалява силата на рязане и топлината във всяка точка и предотвратява локално счупване. При фрезоване на титанови сплави, сред параметрите на рязане, скоростта на рязане има най-съществено влияние върху живота на инструмента vc, следвана от радиалното зацепване (дълбочина на фрезоване) ae.

 

3. Започнете с острието, за да разрешите проблема с обработката на титан

Износването на жлеба на вложката по време на обработката на титанови сплави е локалното износване на задната и предната страна по посока на дълбочината на рязане, което често се причинява от втвърдения слой, оставен от предишната обработка. Химическата реакция и дифузията на инструмента и материала на обработвания детайл при температура на обработка над 800 °C също са причини за образуването на износване на канала. Тъй като по време на процеса на обработка титановите молекули на детайла се натрупват в предната част на острието и се „заваряват“ към ръба на острието под високо налягане и висока температура, образувайки натрупан ръб. Когато натрупаният ръб се отлепи от режещия ръб, той отнема карбидното покритие на вложката, така че обработката на титан изисква уникални материали и геометрия на вложката.cПрецизна обработка по поръчка

 

4. Структура на инструмента, подходяща за обработка на титан

Фокусът на обработката на титановата сплав е топлината и голямо количество течност за рязане под високо налягане трябва да се напръска върху режещия ръб незабавно и точно, за да се премахне бързо топлината. Има уникални конфигурации на фрези специално за обработка на титан.