Des del descobriment del titani l'any 1790, els humans han estat explorant les seves extraordinàries propietats durant més d'un segle. L'any 1910 es va produir per primera vegada el metall de titani, però el viatge cap a l'ús d'aliatges de titani va ser llarg i difícil. No va ser fins al 1951 que la producció industrial es va fer realitat.
Els aliatges de titani són coneguts per la seva alta resistència específica, resistència a la corrosió, resistència a alta temperatura i resistència a la fatiga. Pesen només el 60% de l'acer al mateix volum, però són més resistents que l'acer aliat. A causa d'aquestes excel·lents propietats, els aliatges de titani s'utilitzen cada cop més en diversos camps, com ara l'aviació, l'aeroespacial, la generació d'energia, l'energia nuclear, el transport marítim, els productes químics i els equips mèdics.
Raons per les quals els aliatges de titani són difícils de processar
Les quatre característiques principals dels aliatges de titani: baixa conductivitat tèrmica, enduriment per treball important, alta afinitat per les eines de tall i deformació plàstica limitada, són motius clau per què aquests materials són difícils de processar. El seu rendiment de tall és només al voltant del 20% del de l'acer fàcil de tallar.
Baixa conductivitat tèrmica
Els aliatges de titani tenen una conductivitat tèrmica que és només al voltant del 16% de la de l'acer 45#. Aquesta capacitat limitada d'allunyar la calor durant el processament condueix a un augment significatiu de la temperatura a l'avantguarda; de fet, la temperatura de la punta durant el processament pot superar la de l'acer 45 # en més d'un 100%. Aquesta temperatura elevada provoca fàcilment un desgast difús de l'eina de tall.
Enduriment per treball sever
L'aliatge de titani presenta un fenomen d'enduriment per treball important, donant lloc a una capa d'enduriment superficial més pronunciada en comparació amb l'acer inoxidable. Això pot comportar reptes en el processament posterior, com ara un major desgast de les eines.
Alta afinitat amb les eines de tall
Adhesió severa amb carbur cimentat que conté titani.
Petita deformació plàstica
El mòdul elàstic de l'acer 45 és aproximadament la meitat, cosa que condueix a una recuperació elàstica significativa i una fricció severa. A més, la peça de treball és susceptible a la deformació de subjecció.
Consells tecnològics per mecanitzar aliatges de titani
A partir de la nostra comprensió dels mecanismes de mecanitzat dels aliatges de titani i de les experiències prèvies, aquí teniu les principals recomanacions tecnològiques per a la mecanització d'aquests materials:
- Utilitzeu fulles amb una geometria d'angle positiu per minimitzar les forces de tall, reduir la calor de tall i disminuir la deformació de la peça.
- Mantenir una velocitat d'alimentació constant per evitar l'enduriment de la peça. L'eina ha d'estar sempre en alimentació durant el procés de tall. Per al fresat, la profunditat de tall radial (ae) ha de ser el 30% del radi de l'eina.
- Utilitzeu fluids de tall d'alta pressió i gran flux per garantir l'estabilitat tèrmica durant el mecanitzat, evitant la degeneració de la superfície i el dany de les eines a causa de temperatures excessives.
- Mantingueu la vora de la fulla afilada. Les eines mates poden provocar una acumulació de calor i un augment del desgast, augmentant significativament el risc de fallada de l'eina.
- Mecanitzar aliatges de titani en el seu estat més suau sempre que sigui possible.Processament de mecanitzat CNCes torna més difícil després de l'enduriment, ja que el tractament tèrmic augmenta la resistència del material i accelera el desgast de la fulla.
- Utilitzeu un radi de punta o xamfrà gran quan talleu per maximitzar l'àrea de contacte de la fulla. Aquesta estratègia pot reduir les forces de tall i la calor en cada punt, ajudant a evitar trencaments locals. En fresar aliatges de titani, la velocitat de tall té l'impacte més significatiu en la vida útil de l'eina, seguida de la profunditat de tall radial.
Resoldre problemes de processament de titani començant per la fulla.
El desgast de la ranura de la fulla que es produeix durant el processament d'aliatges de titani és un desgast localitzat que es produeix al llarg de la part posterior i davantera de la fulla, seguint la direcció de la profunditat de tall. Aquest desgast és sovint causat per una capa endurida que queda dels processos de mecanitzat anteriors. A més, a temperatures de processament superiors als 800 °C, les reaccions químiques i la difusió entre l'eina i el material de la peça contribueixen a la formació de desgast de la ranura.
Durant el mecanitzat, les molècules de titani de la peça de treball es poden acumular davant de la fulla a causa de l'alta pressió i temperatura, donant lloc a un fenomen conegut com a vora acumulada. Quan aquesta vora acumulada es desprèn de la fulla, pot eliminar el recobriment de carbur de la fulla. Com a resultat, el processament d'aliatges de titani requereix l'ús de materials i geometries de fulles especialitzats.
Estructura d'eina adequada per al processament de titani
El processament dels aliatges de titani gira principalment al voltant de la gestió de la calor. Per dissipar la calor de manera eficaç, s'ha d'aplicar una quantitat significativa de fluid de tall a alta pressió amb precisió i rapidesa a la vora de tall. A més, hi ha dissenys de freses especialitzats disponibles que estan dissenyats específicament per al processament d'aliatges de titani.
A partir del mètode de mecanitzat específic
Girant
Els productes d'aliatge de titani poden aconseguir una bona rugositat superficial durant el tornejat i l'enduriment per treball no és greu. No obstant això, la temperatura de tall és alta, la qual cosa comporta un desgast ràpid de l'eina. Per abordar aquestes característiques, ens centrem principalment en les mesures següents pel que fa a les eines i els paràmetres de tall:
Material de l'eina:En funció de les condicions existents de la fàbrica, es seleccionen els materials d'eines YG6, YG8 i YG10HT.
Paràmetres de geometria de l'eina:angles davanter i posterior de l'eina adequats, arrodoniment de la informació sobre eines.
En girar el cercle exterior, és important mantenir una velocitat de tall baixa, una velocitat d'alimentació moderada, una profunditat de tall més profunda i un refredament adequat. La punta de l'eina no ha de ser més alta que el centre de la peça, ja que això pot provocar que s'enganxi. A més, quan s'acaben i tornen peces de paret primes, l'angle de deflexió principal de l'eina generalment hauria d'estar entre 75 i 90 graus.
Fresat
El fresat de productes d'aliatge de titani és més difícil que el tornejat, perquè el fresat és un tall intermitent i les fitxes són fàcils d'enganxar a la fulla. Quan les dents enganxoses tornen a tallar la peça de treball, els encenalls enganxosos s'eliminen i s'emporta un petit tros de material de l'eina, donant lloc a estelles, cosa que redueix considerablement la durabilitat de l'eina.
Mètode de fresat:generalment s'utilitza el fresat avall.
Material de l'eina:acer d'alta velocitat M42.
El fresat avall no s'utilitza normalment per processar l'acer aliat. Això es deu principalment a la influència de l'espai entre el cargol de la màquina-eina i la femella. Durant el fresat cap avall, a mesura que la fresa s'enganxa amb la peça de treball, la força del component en la direcció d'alimentació s'alinea amb la mateixa direcció d'alimentació. Aquesta alineació pot provocar un moviment intermitent de la taula de la peça, augmentant el risc de trencament de l'eina.
A més, en el fresat cap avall, les dents del tall es troben amb una capa dura a la vora de tall, que pot causar danys a l'eina. En el fresat invers, els encenalls passen de prim a gruixut, fent que la fase inicial de tall sigui propensa a la fricció en sec entre l'eina i la peça. Això pot agreujar l'adhesió de l'encenall i l'estella de l'eina.
Per aconseguir un fresat més suau dels aliatges de titani, s'han de tenir en compte diverses consideracions: reduir l'angle frontal i augmentar l'angle posterior en comparació amb les freses estàndard. S'aconsella utilitzar velocitats de fresat més baixes i optar per freses de dents afilades evitant les freses de dents de pala.
Tocant
Quan toqueu productes d'aliatge de titani, les fitxes petites es poden enganxar fàcilment a la fulla i a la peça de treball. Això condueix a un augment de la rugositat i el parell de la superfície. La selecció i l'ús inadequats de les aixetes poden provocar un enduriment del treball, donar lloc a una eficiència de processament molt baixa i, ocasionalment, provocar el trencament de l'aixeta.
Per optimitzar el toc, s'aconsella prioritzar l'ús d'un toc saltat d'un sol fil. El nombre de dents de l'aixeta hauria de ser inferior al d'una aixeta estàndard, normalment entre 2 i 3 dents. Es prefereix un angle de conic de tall més gran, amb la secció de conicitat que mesura generalment de 3 a 4 longituds de fil. Per ajudar a l'eliminació d'encenalls, també es pot rectificar un angle d'inclinació negatiu sobre el conic de tall. L'ús d'aixetes més curtes pot millorar la rigidesa del conic. A més, el conic invers ha de ser lleugerament més gran que l'estàndard per reduir la fricció entre el conic i la peça de treball.
Escariat
Quan s'escaria l'aliatge de titani, el desgast de les eines generalment no és greu, cosa que permet l'ús d'escariadors de carbur i d'acer d'alta velocitat. Quan s'utilitzen escariadors de carbur, és essencial garantir la rigidesa del sistema de procés, similar a la que s'utilitza en la perforació, per evitar l'estellament de l'escariador.
El principal repte a l'hora de fresar forats d'aliatge de titani és aconseguir un acabat suau. Per evitar que la fulla s'enganxi a la paret del forat, l'amplada de la fulla de l'escariador s'ha de reduir amb cura amb una pedra d'oli tot garantint una força suficient. Normalment, l'amplada de la fulla ha d'estar entre 0,1 mm i 0,15 mm.
La transició entre la vora de tall i la secció de calibratge hauria de tenir un arc suau. El manteniment regular és necessari després del desgast, assegurant que la mida de l'arc de cada dent es mantingui constant. Si cal, la secció de calibratge es pot ampliar per obtenir un millor rendiment.
Perforació
La perforació d'aliatges de titani presenta reptes importants, sovint fent que les broques es cremin o trenquin durant el processament. Això es deu principalment a problemes com ara la mòlta inadequada de la broca, l'eliminació insuficient d'encenalls, la refrigeració inadequada i la mala rigidesa del sistema.
Per perforar amb eficàcia els aliatges de titani, és essencial centrar-se en els factors següents: assegurar la mòlta adequada de la broca, utilitzar un angle superior més gran, reduir l'angle frontal de la vora exterior, augmentar l'angle posterior de la vora exterior i ajustar la conicitat posterior. De 2 a 3 vegades més que una broca estàndard. És important retraure l'eina amb freqüència per eliminar les fitxes ràpidament, alhora que es controla la forma i el color de les fitxes. Si les estelles semblen plomes o si el seu color canvia durant la perforació, indica que la broca s'està tornant roma i s'ha de substituir o esmolar.
A més, la plantilla de trepant s'ha de fixar de manera segura al banc de treball, amb la fulla guia a prop de la superfície de processament. És recomanable utilitzar una broca curta sempre que sigui possible. Quan s'utilitza l'alimentació manual, s'ha de tenir cura de no avançar ni retrocedir la broca dins del forat. En fer-ho, es pot fer que la fulla de trepant es fregui contra la superfície de processament, provocant l'enduriment del treball i l'enfosquiment de la broca.
Mòlta
Problemes comuns que es troben durant la mòltaPeces d'aliatge de titani CNCinclouen l'obstrucció de la mola a causa de les estelles enganxades i les cremades superficials de les peces. Això es produeix perquè els aliatges de titani tenen una conductivitat tèrmica deficient, la qual cosa condueix a altes temperatures a la zona de mòlta. Això, al seu torn, provoca unió, difusió i fortes reaccions químiques entre l'aliatge de titani i el material abrasiu.
La presència d'encenalls enganxosos i moles obstruïdes redueix significativament la relació de mòlta. A més, la difusió i les reaccions químiques poden provocar cremades superficials a la peça de treball, reduint finalment la resistència a la fatiga de la peça. Aquest problema és especialment pronunciat quan es triten peces d'aliatge de titani.
Per solucionar aquest problema, les mesures adoptades són:
Trieu el material de mola adequat: carbur de silici verd TL. Duresa lleugerament més baixa de la mola: ZR1.
El tall de materials d'aliatge de titani s'ha de controlar mitjançant materials d'eines, fluids de tall i paràmetres de processament per millorar l'eficiència global del processament.
Si voleu saber més o fer una consulta, no dubteu a contactarinfo@anebon.com
Venda calenta: producció de fàbrica a la XinaComponents de tornejat CNCi Petit CNCComponents de fresat.
Anebon se centra en l'expansió al mercat internacional i ha establert una sòlida base de clients a països europeus, EUA, Orient Mitjà i Àfrica. L'empresa prioritza la qualitat com a fonament i garanteix un servei excel·lent per satisfer les necessitats de tots els clients.
Hora de publicació: Oct-29-2024