Hvorfor er titanlegering et svært materiale at bearbejde?

 

1. Fysiske fænomener ved titaniumbearbejdning

Skærekraften ved forarbejdning af titanlegering er lidt højere end for stål med samme hårdhed. Alligevel er det fysiske fænomen med forarbejdning af titanlegering meget mere kompliceret end forarbejdning af stål, hvilket gør, at forarbejdning af titanlegering står over for enorme vanskeligheder.

Den termiske ledningsevne af de fleste titanlegeringer er meget lav, kun 1/7 af stål og 1/16 af aluminium. Derfor vil den varme, der genereres ved skæring af titanlegeringer, ikke hurtigt blive overført til emnet eller taget væk af spånerne. Alligevel vil det akkumulere i skæreområdet, og den genererede temperatur kan være så høj som 1.000 °C eller mere, hvilket vil få værktøjets skær til at slides, flække og revne hurtigt. Dannelsen af ​​en opbygget kant og det hurtige udseende af en slidt kant genererer mere varme i skæreområdet, hvilket yderligere forkorter værktøjets levetid.titanium bearbejdning

De høje temperaturer, der genereres under skæreprocessen, ødelægger også titanlegeringsdelenes overfladeintegritet, hvilket resulterer i et fald i delenes geometriske nøjagtighed og arbejdshærdning, der i alvorlig grad reducerer deres udmattelsesstyrke.

Elasticiteten af ​​titanlegeringer kan være gavnlig for delens ydeevne, men under skæring er den elastiske deformation af emnet en væsentlig årsag til vibrationer. Skæretrykket får det "elastiske" emne til at bevæge sig væk fra værktøjet og hoppe, så friktionen mellem værktøjet og emnet er større end skærehandlingen. Friktionsprocessen genererer også varme, hvilket forværrer problemet med dårlig termisk ledningsevne af titanlegeringer.

Dette problem er endnu mere alvorligt ved bearbejdning af tyndvæggede eller ringformede, let deformerede dele. Det er ikke let at bearbejde tyndvæggede titanlegeringsdele til den forventede dimensionelle nøjagtighed. Når værktøjet skubber emnematerialet væk, overstiger den tynde vægs lokale deformation det elastiske område; plastisk deformation opstår, og skærepunktets materialestyrke og hårdhed øges betydeligt. Bearbejdning med den tidligere bestemte skærehastighed bliver for høj, hvilket resulterer i skarpt slid på værktøjet.

"Hot" er "synderen", der gør det udfordrende at behandle titanlegeringer!

 

2. Teknologisk knowhow til titanium CNC-bearbejdning 

Baseret på forståelse af behandlingsmekanismen for titanlegeringer og tilføjelse af erfaring er den primære procesknowhow til behandling af titanlegeringer som følger:

(1) Skær med positiv geometri bruges til at reducere emnets skærekraft, skærevarme og deformation.

(2) Oprethold en konstant fremføring for at undgå hærdning af emnet. Værktøjet skal altid være i fremføringstilstand under skæreprocessen, og den radiale skæremængde skal være 30 % af radius under fræsning.

(3) Højtryks- og storstrømsskærevæske bruges til at sikre den termiske stabilitet af bearbejdningsprocessen og forhindre degenerering af emneoverfladen og værktøjsskader på grund af for høj temperatur.

(4) Hold knivens kant skarp; stumpe værktøjer forårsager varmeopbygning og slid, hvilket hurtigt fører til værktøjsfejl.

(5) Bearbejdning i titanlegeringens blødeste tilstand så meget som muligt, fordi materialet bliver mere udfordrende at bearbejde efter hærdning, og varmebehandlingen øger materialets styrke og sliddet på skæret.

(6) Brug en stor næseradius eller affasning til at skære så meget som muligt ind i skærkanten. Dette reducerer skærekraft og varme på hvert punkt og forhindrer lokal brud. Ved fræsning af titanlegeringer, blandt skæreparametrene, har skærehastigheden den største indflydelse på værktøjets levetid vc, efterfulgt af det radiale indgreb (fræsedybde) ae.

 

3. Start med klingen for at løse titaniumbehandlingsproblemet

Slid på skærrillen under bearbejdning af titanlegeringer er det lokale slid på bagsiden og forsiden i retning af skæredybden, som ofte er forårsaget af det hærdede lag efterladt af den tidligere bearbejdning. Den kemiske reaktion og diffusion af værktøjet og emnematerialet ved en bearbejdningstemperatur på mere end 800 °C er også årsager til dannelsen af ​​rilleslid. For under bearbejdningsprocessen samler emnets titaniummolekyler sig foran på bladet og "svejses" til klingekanten under højt tryk og høj temperatur og danner en opbygget kant. Når den opbyggede kant skræller af skæret, fjerner det skærets hårdmetalbelægning, så titaniumbearbejdning kræver unikke skærmaterialer og geometrier.cTilpasset præcisionsbearbejdning

 

4. Værktøjsstruktur egnet til titaniumbearbejdning

Fokus for behandling af titanlegering er varme, og en stor mængde højtryksskærevæske skal sprøjtes på skærkanten hurtigt og præcist for at fjerne varmen hurtigt. Der er unikke konfigurationer af fræsere specielt til bearbejdning af titanium.