Per què l'aliatge de titani és un material difícil de mecanitzar?

 

1. Fenòmens físics del mecanitzat del titani

La força de tall del processament d'aliatge de titani és lleugerament superior a la de l'acer amb la mateixa duresa. Tot i així, el fenomen físic del processament d'aliatge de titani és molt més complicat que el del processament de l'acer, la qual cosa fa que el processament d'aliatge de titani s'enfronti a enormes dificultats.

La conductivitat tèrmica de la majoria d'aliatges de titani és molt baixa, només 1/7 d'acer i 1/16 d'alumini. Per tant, la calor generada en tallar aliatges de titani no es transferirà ràpidament a la peça de treball ni es traurà amb les fitxes. Tot i així, s'acumularà a la zona de tall i la temperatura generada pot arribar als 1.000 °C o més, la qual cosa farà que la vora de tall de l'eina es desgasti, es trenqui i s'esquerde ràpidament. La formació d'una vora acumulada i l'aparició ràpida d'una vora desgastada generen més calor a la zona de tall, escurçant encara més la vida útil de l'eina.mecanitzat de titani

Les altes temperatures generades durant el procés de tall també destrueixen la integritat superficial de les peces d'aliatge de titani, donant lloc a una disminució de la precisió geomètrica de les peces i un enduriment per treball que redueix severament la seva resistència a la fatiga.

L'elasticitat dels aliatges de titani pot ser beneficiosa per al rendiment de la peça, però durant el tall, la deformació elàstica de la peça de treball és una causa essencial de la vibració. La pressió de tall fa que la peça "elàstica" s'allunyi de l'eina i reboti, de manera que la fricció entre l'eina i la peça és més gran que l'acció de tall. El procés de fricció també genera calor, agreujant el problema de la mala conductivitat tèrmica dels aliatges de titani.

Aquest problema és encara més greu quan es mecanitzen peces de parets primes o en forma d'anell i fàcilment deformables. No és fàcil mecanitzar peces d'aliatge de titani de parets primes amb la precisió dimensional esperada. Quan l'eina allunya el material de la peça, la deformació local de la paret prima supera el rang elàstic; es produeix una deformació plàstica i la resistència del material i la duresa del punt de tall augmenten significativament. El mecanitzat a la velocitat de tall prèviament determinada es fa massa alta, donant lloc a un desgast agut de l'eina.

"Hot" és el "culpable" que fa que sigui difícil processar aliatges de titani!

 

2. Coneixement tecnològic per al mecanitzat CNC de titani 

A partir d'entendre el mecanisme de processament dels aliatges de titani i afegir experiència, el coneixement del procés principal per processar aliatges de titani és el següent:

(1) Les insercions amb geometria positiva s'utilitzen per reduir la força de tall, la calor de tall i la deformació de la peça.

(2) Mantenir una alimentació constant per evitar l'enduriment de la peça. L'eina ha d'estar sempre en estat d'alimentació durant el procés de tall i la quantitat de tall radial ha de ser el 30% del radi durant el fresat.

(3) El fluid de tall d'alta pressió i gran flux s'utilitza per garantir l'estabilitat tèrmica del procés de mecanitzat i evitar la degeneració de la superfície de la peça i el dany de l'eina a causa d'una temperatura excessiva.

(4) Mantingueu la vora de la fulla afilada; les eines contundents provoquen l'acumulació de calor i el desgast, la qual cosa condueix ràpidament a la fallada de l'eina.

(5) Mecanitzat en l'estat més suau de l'aliatge de titani tant com sigui possible perquè el material es fa més difícil de mecanitzar després de l'enduriment i el tractament tèrmic augmenta la resistència del material i el desgast de la inserció.

(6) Utilitzeu un radi de morro gran o xamfrà per tallar el màxim possible a la vora de tall. Això redueix la força de tall i la calor en cada punt i evita trencaments locals. En fresar aliatges de titani, entre els paràmetres de tall, la velocitat de tall té la influència més significativa en la vida útil de l'eina vc, seguida de l'acoblament radial (profunditat de fresat) ae.

 

3. Comenceu amb la fulla per resoldre el problema de processament de titani

El desgast de la ranura d'inserció durant el mecanitzat d'aliatges de titani és el desgast local de la part posterior i frontal en la direcció de la profunditat de tall, que sovint és causat per la capa endurida deixada pel processament anterior. La reacció química i la difusió de l'eina i el material de la peça a una temperatura de processament de més de 800 °C també són motius per a la formació de desgast de la ranura. Com que durant el procés de mecanitzat, les molècules de titani de la peça de treball s'acumulen a la part davantera de la fulla i es "solden" a la vora de la fulla a alta pressió i alta temperatura, formant una vora acumulada. Quan la vora acumulada es desprèn de la vora de tall, elimina el recobriment de carbur de la plaquita, de manera que el mecanitzat de titani requereix materials i geometries d'inserció únics.c Mecanitzat de precisió personalitzat

 

4. Estructura de l'eina adequada per al mecanitzat de titani

El focus del processament d'aliatge de titani és la calor, i una gran quantitat de fluid de tall d'alta pressió s'ha de ruixar a la vora de tall amb rapidesa i precisió per eliminar la calor ràpidament. Hi ha configuracions úniques de freses específiques per mecanitzar titani.