Proč je titanová slitina obtížně obrobitelným materiálem?

1. Fyzikální jevy obrábění titanu

Řezná síla při zpracování titanové slitiny je jen o málo vyšší než u oceli se stejnou tvrdostí, ale fyzikální jev zpracování titanové slitiny je mnohem komplikovanější než u zpracování oceli, takže zpracování titanové slitiny čelí obrovským potížím.

Tepelná vodivost většiny slitin titanu je velmi nízká, pouze 1/7 oceli a 1/16 hliníku. Teplo generované při procesu řezání titanových slitin se proto rychle nepřenese na obrobek ani neodebere třísky, ale bude se hromadit v oblasti řezu a generovaná teplota může být až 1 000 °C nebo více , což způsobí rychlé opotřebení břitu nástroje, vylamování a praskání. Tvorba nánosů ostří, rychlý vzhled opotřebovaného břitu zase vytváří více tepla v oblasti řezu, což dále zkracuje životnost nástroje.obrábění titanu

Vysoké teploty vznikající během procesu řezání také ničí integritu povrchu dílů z titanové slitiny, což má za následek snížení geometrické přesnosti dílů a mechanické zpevnění, které výrazně snižuje jejich únavovou pevnost.

Elasticita titanových slitin může být prospěšná pro výkon součásti, ale během řezání je pružná deformace obrobku důležitou příčinou vibrací. Řezný tlak způsobí, že se „elastický“ obrobek oddálí od nástroje a odskočí, takže tření mezi nástrojem a obrobkem je větší než řezná akce. Proces tření také vytváří teplo, což zhoršuje problém špatné tepelné vodivosti titanových slitin.

Tento problém je ještě závažnější při obrábění tenkostěnných nebo prstencových dílů, které se snadno deformují. Obrábět tenkostěnné díly ze slitiny titanu na očekávanou rozměrovou přesnost není snadný úkol. Protože při odtlačování materiálu obrobku nástrojem místní deformace tenké stěny přesáhla elastický rozsah a dochází k plastické deformaci a výrazně se zvyšuje pevnost materiálu a tvrdost řezného bodu. V tomto okamžiku se obrábění při dříve stanovené řezné rychlosti příliš zrychlí, což dále vede k ostrému opotřebení nástroje.

"Horký" je "viník", který je obtížné zpracovat slitiny titanu!

2. Technologické know-how protitanové cnc obrábění

Na základě pochopení mechanismu zpracování titanových slitin a přidání minulých zkušeností je hlavní procesní know-how pro zpracování titanových slitin následující:

(1) Destičky s pozitivní geometrií se používají ke snížení řezné síly, řezného tepla a deformace obrobku.

(2) Udržujte konstantní posuv, aby nedošlo ke ztvrdnutí obrobku. Nástroj by měl být během procesu řezání vždy ve stavu posuvu a radiální řezná velikost ae by měla být při frézování 30 % poloměru.

(3) Vysokotlaká řezná kapalina s velkým průtokem se používá k zajištění tepelné stability procesu obrábění a zabránění degeneraci povrchu obrobku a poškození nástroje v důsledku nadměrné teploty.

(4) Udržujte ostří nože ostré, tupé nástroje jsou příčinou hromadění tepla a opotřebení, což může snadno vést k selhání nástroje.

(5) Obrábění v co nejměkčím stavu titanové slitiny, protože materiál se po kalení stává obtížněji obrobitelným a tepelné zpracování zvyšuje pevnost materiálu a zvyšuje opotřebení břitové destičky.

(6) Použijte velký poloměr špičky nebo zkosení, abyste co nejvíce zařízli do řezné hrany. To snižuje řeznou sílu a teplo v každém bodě a zabraňuje místnímu zlomení. Při frézování titanových slitin má z řezných parametrů největší vliv na životnost nástroje vc řezná rychlost, dále pak radiální záběr (hloubka frézování) ae.

3. Začněte s čepelí, abyste vyřešili problém se zpracováním titanu

Opotřebení drážky břitové destičky při obrábění titanových slitin je lokální opotřebení hřbetu a čela ve směru hloubky řezu, které je často způsobeno vytvrzenou vrstvou zanechanou předchozím zpracováním. Chemická reakce a difúze nástroje a materiálu obrobku při teplotě zpracování vyšší než 800 °C jsou také jednou z příčin vzniku opotřebení drážky. Protože během procesu obrábění se molekuly titanu obrobku hromadí v přední části kotouče a jsou pod vysokým tlakem a vysokou teplotou "přivařeny" k ostří kotouče a tvoří nahromaděnou hranu. Když se nahromaděný břit odloupne od břitu, odstraní karbidový povlak břitové destičky, takže obrábění titanu vyžaduje speciální materiály břitových destiček a geometrie.zakázkové přesné obrábění

4. Struktura nástroje vhodná pro obrábění titanu

Těžištěm zpracování titanové slitiny je teplo a na řeznou hranu musí být včas a přesně nastříkáno velké množství vysokotlaké řezné kapaliny, aby se rychle odstranilo teplo. Na trhu existují unikátní konfigurace fréz speciálně pro obrábění titanu.