Από την ανακάλυψη του τιτανίου το 1790, οι άνθρωποι έχουν εξερευνήσει τις εξαιρετικές του ιδιότητες για πάνω από έναν αιώνα. Το 1910, το μέταλλο τιτανίου παρήχθη για πρώτη φορά, αλλά το ταξίδι προς τη χρήση κραμάτων τιτανίου ήταν μακρύ και προκλητικό. Μόλις το 1951 έγινε πραγματικότητα η βιομηχανική παραγωγή.
Τα κράματα τιτανίου είναι γνωστά για την υψηλή ειδική αντοχή, την αντοχή στη διάβρωση, την αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και την αντοχή στην κόπωση. Ζυγίζουν μόνο 60% όσο ο χάλυβας στον ίδιο όγκο, αλλά είναι ισχυρότεροι από τον κράμα χάλυβα. Λόγω αυτών των εξαιρετικών ιδιοτήτων, τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο σε διάφορους τομείς, όπως η αεροπορία, η αεροδιαστημική, η παραγωγή ενέργειας, η πυρηνική ενέργεια, η ναυτιλία, τα χημικά και ο ιατρικός εξοπλισμός.
Λόγοι για τους οποίους τα κράματα τιτανίου είναι δύσκολο να επεξεργαστούν
Τα τέσσερα κύρια χαρακτηριστικά των κραμάτων τιτανίου—χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, σημαντική σκλήρυνση εργασίας, υψηλή συγγένεια για εργαλεία κοπής και περιορισμένη πλαστική παραμόρφωση—είναι βασικοί λόγοι για τους οποίους αυτά τα υλικά είναι δύσκολο να επεξεργαστούν. Η απόδοση κοπής τους είναι μόνο περίπου 20% εκείνης του ευκολοκόψιμου χάλυβα.
Χαμηλή θερμική αγωγιμότητα
Τα κράματα τιτανίου έχουν θερμική αγωγιμότητα που είναι μόνο περίπου το 16% αυτής του χάλυβα 45#. Αυτή η περιορισμένη ικανότητα μεταφοράς της θερμότητας κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας οδηγεί σε σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας στην αιχμή. Στην πραγματικότητα, η θερμοκρασία του άκρου κατά την επεξεργασία μπορεί να υπερβεί αυτή του χάλυβα 45# περισσότερο από 100%. Αυτή η αυξημένη θερμοκρασία προκαλεί εύκολα διάχυτη φθορά στο κοπτικό εργαλείο.
Σοβαρή σκλήρυνση εργασίας
Το κράμα τιτανίου παρουσιάζει ένα σημαντικό φαινόμενο σκλήρυνσης εργασίας, με αποτέλεσμα ένα πιο έντονο στρώμα σκλήρυνσης της επιφάνειας σε σύγκριση με τον ανοξείδωτο χάλυβα. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε προκλήσεις στην επακόλουθη επεξεργασία, όπως αυξημένη φθορά στα εργαλεία.
Υψηλή συγγένεια με κοπτικά εργαλεία
Σοβαρή πρόσφυση με τσιμεντοκαρβίδιο που περιέχει τιτάνιο.
Μικρή πλαστική παραμόρφωση
Το μέτρο ελαστικότητας του χάλυβα 45 είναι περίπου το μισό, οδηγώντας σε σημαντική ανάκτηση ελαστικότητας και σοβαρή τριβή. Επιπλέον, το τεμάχιο εργασίας είναι επιρρεπές σε παραμόρφωση σύσφιξης.
Τεχνολογικές συμβουλές για την κατεργασία κραμάτων τιτανίου
Με βάση την κατανόησή μας για τους μηχανισμούς κατεργασίας για κράματα τιτανίου και τις προηγούμενες εμπειρίες, ακολουθούν οι κύριες τεχνολογικές συστάσεις για την κατεργασία αυτών των υλικών:
- Χρησιμοποιήστε λεπίδες με γεωμετρία θετικής γωνίας για να ελαχιστοποιήσετε τις δυνάμεις κοπής, να μειώσετε τη θερμότητα κοπής και να μειώσετε την παραμόρφωση του τεμαχίου εργασίας.
- Διατηρήστε σταθερό ρυθμό τροφοδοσίας για να αποτρέψετε τη σκλήρυνση του τεμαχίου εργασίας. Το εργαλείο πρέπει να βρίσκεται πάντα σε τροφοδοσία κατά τη διαδικασία κοπής. Για φρεζάρισμα, το ακτινωτό βάθος κοπής (ae) πρέπει να είναι 30% της ακτίνας του εργαλείου.
- Χρησιμοποιήστε υγρά κοπής υψηλής πίεσης και υψηλής ροής για να εξασφαλίσετε θερμική σταθερότητα κατά τη μηχανική κατεργασία, αποτρέποντας τον εκφυλισμό της επιφάνειας και τη ζημιά του εργαλείου λόγω υπερβολικών θερμοκρασιών.
- Διατηρήστε την άκρη της λεπίδας αιχμηρή. Τα θαμπά εργαλεία μπορεί να οδηγήσουν σε συσσώρευση θερμότητας και αυξημένη φθορά, αυξάνοντας σημαντικά τον κίνδυνο αστοχίας του εργαλείου.
- Μηχανή κράματα τιτανίου στην πιο μαλακή τους κατάσταση όποτε είναι δυνατόν.Επεξεργασία κατεργασίας CNCγίνεται πιο δύσκολο μετά τη σκλήρυνση, καθώς η θερμική επεξεργασία αυξάνει την αντοχή του υλικού και επιταχύνει τη φθορά της λεπίδας.
- Χρησιμοποιήστε μια μεγάλη ακτίνα ή λοξότμηση κατά την κοπή για να μεγιστοποιήσετε την περιοχή επαφής της λεπίδας. Αυτή η στρατηγική μπορεί να μειώσει τις δυνάμεις κοπής και τη θερμότητα σε κάθε σημείο, συμβάλλοντας στην αποφυγή τοπικών θραύσεων. Κατά την άλεση κραμάτων τιτανίου, η ταχύτητα κοπής έχει τον πιο σημαντικό αντίκτυπο στη διάρκεια ζωής του εργαλείου, ακολουθούμενη από το ακτινωτό βάθος κοπής.
Λύστε προβλήματα επεξεργασίας τιτανίου ξεκινώντας από τη λεπίδα.
Η φθορά του αυλακιού της λεπίδας που συμβαίνει κατά την επεξεργασία των κραμάτων τιτανίου είναι τοπική φθορά που συμβαίνει κατά μήκος του πίσω και του μπροστινού μέρους της λεπίδας, ακολουθώντας την κατεύθυνση του βάθους κοπής. Αυτή η φθορά προκαλείται συχνά από ένα σκληρυμένο στρώμα που έχει απομείνει από προηγούμενες διαδικασίες κατεργασίας. Επιπλέον, σε θερμοκρασίες επεξεργασίας που υπερβαίνουν τους 800°C, οι χημικές αντιδράσεις και η διάχυση μεταξύ του εργαλείου και του υλικού του τεμαχίου κατεργασίας συμβάλλουν στον σχηματισμό φθοράς των αυλακώσεων.
Κατά τη μηχανική κατεργασία, τα μόρια τιτανίου από το τεμάχιο εργασίας μπορούν να συσσωρευτούν μπροστά από τη λεπίδα λόγω υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας, οδηγώντας σε ένα φαινόμενο γνωστό ως χτισμένη άκρη. Όταν αυτό το χτισμένο άκρο αποσπαστεί από τη λεπίδα, μπορεί να αφαιρέσει την επικάλυψη καρβιδίου στη λεπίδα. Ως αποτέλεσμα, η επεξεργασία κραμάτων τιτανίου απαιτεί τη χρήση εξειδικευμένων υλικών λεπίδων και γεωμετριών.
Δομή εργαλείου κατάλληλη για επεξεργασία τιτανίου
Η επεξεργασία των κραμάτων τιτανίου περιστρέφεται κυρίως γύρω από τη διαχείριση της θερμότητας. Για την αποτελεσματική διάχυση της θερμότητας, μια σημαντική ποσότητα υγρού κοπής υψηλής πίεσης πρέπει να εφαρμοστεί με ακρίβεια και έγκαιρα στην κοπτική άκρη. Επιπλέον, υπάρχουν διαθέσιμα εξειδικευμένα σχέδια φρέζας που είναι ειδικά προσαρμοσμένα για την επεξεργασία κράματος τιτανίου.
Ξεκινώντας από τη συγκεκριμένη μέθοδο κατεργασίας
Στροφή
Τα προϊόντα από κράμα τιτανίου μπορούν να επιτύχουν καλή τραχύτητα επιφάνειας κατά τη διάρκεια της στροφής και η σκλήρυνση της εργασίας δεν είναι σοβαρή. Ωστόσο, η θερμοκρασία κοπής είναι υψηλή, γεγονός που οδηγεί σε γρήγορη φθορά του εργαλείου. Για να αντιμετωπίσουμε αυτά τα χαρακτηριστικά, εστιάζουμε κυρίως στα ακόλουθα μέτρα σχετικά με τα εργαλεία και τις παραμέτρους κοπής:
Υλικά εργαλείων:Με βάση τις υπάρχουσες συνθήκες του εργοστασίου, επιλέγονται τα υλικά εργαλείων YG6, YG8 και YG10HT.
Παράμετροι γεωμετρίας εργαλείου:κατάλληλες γωνίες εμπρός και πίσω εργαλείου, στρογγυλοποίηση άκρης εργαλείου.
Όταν περιστρέφετε τον εξωτερικό κύκλο, είναι σημαντικό να διατηρείτε χαμηλή ταχύτητα κοπής, μέτριο ρυθμό τροφοδοσίας, μεγαλύτερο βάθος κοπής και επαρκή ψύξη. Το άκρο του εργαλείου δεν πρέπει να βρίσκεται ψηλότερα από το κέντρο του τεμαχίου εργασίας, καθώς αυτό μπορεί να οδηγήσει σε κολλήσει. Επιπλέον, κατά το φινίρισμα και την περιστροφή εξαρτημάτων με λεπτά τοιχώματα, η κύρια γωνία παραμόρφωσης του εργαλείου πρέπει γενικά να είναι μεταξύ 75 και 90 μοιρών.
Αλεσμα
Το φρεζάρισμα των προϊόντων από κράμα τιτανίου είναι πιο δύσκολο από το γύρισμα, επειδή το φρεζάρισμα είναι διακοπτόμενη κοπή και τα τσιπ κολλάνε εύκολα στη λεπίδα. Όταν τα κολλώδη δόντια κόβονται ξανά στο τεμάχιο εργασίας, τα κολλώδη ροκανίδια κόβονται και αφαιρείται ένα μικρό κομμάτι υλικού εργαλείου, με αποτέλεσμα να θρυμματίζεται, το οποίο μειώνει σημαντικά την ανθεκτικότητα του εργαλείου.
Μέθοδος άλεσης:γενικά χρησιμοποιούν φρεζάρισμα.
Υλικό εργαλείου:χάλυβας υψηλής ταχύτητας M42.
Το φρεζάρισμα δεν χρησιμοποιείται συνήθως για την επεξεργασία κραματοποιημένου χάλυβα. Αυτό οφείλεται κυρίως στην επίδραση του κενού μεταξύ της βίδας οδηγού της εργαλειομηχανής και του παξιμαδιού. Κατά τη διάρκεια του φρεζαρίσματος, καθώς ο φρέζας εμπλέκεται με το τεμάχιο εργασίας, η δύναμη των συστατικών στην κατεύθυνση τροφοδοσίας ευθυγραμμίζεται με την ίδια την κατεύθυνση τροφοδοσίας. Αυτή η ευθυγράμμιση μπορεί να οδηγήσει σε διακοπτόμενη κίνηση του τραπεζιού του τεμαχίου εργασίας, αυξάνοντας τον κίνδυνο θραύσης του εργαλείου.
Επιπλέον, στο φρεζάρισμα, τα δόντια κοπής συναντούν ένα σκληρό στρώμα στην κοπτική άκρη, το οποίο μπορεί να προκαλέσει ζημιά στο εργαλείο. Στην αντίστροφη άλεση, τα τσιπ μετατρέπονται από λεπτό σε παχύ, καθιστώντας την αρχική φάση κοπής επιρρεπή σε ξηρή τριβή μεταξύ του εργαλείου και του τεμαχίου εργασίας. Αυτό μπορεί να επιδεινώσει την πρόσφυση και το θρυμματισμό του εργαλείου.
Για να επιτευχθεί ομαλότερη άλεση κραμάτων τιτανίου, θα πρέπει να ληφθούν υπόψη διάφορες σκέψεις: μείωση της μπροστινής γωνίας και αύξηση της γωνίας πίσω σε σύγκριση με τους τυπικούς φρέζες. Συνιστάται να χρησιμοποιείτε χαμηλότερες ταχύτητες φρεζαρίσματος και να προτιμάτε φρέζες με αιχμηρά δόντια, αποφεύγοντας ταυτόχρονα φρέζες με δόντια φτυαριού.
Τρύπημα
Όταν χτυπάτε προϊόντα από κράμα τιτανίου, τα μικρά τσιπς μπορούν εύκολα να κολλήσουν στη λεπίδα και στο τεμάχιο εργασίας. Αυτό οδηγεί σε αυξημένη τραχύτητα επιφάνειας και ροπή. Η ακατάλληλη επιλογή και χρήση των βρυσών μπορεί να προκαλέσει σκλήρυνση της εργασίας, να οδηγήσει σε πολύ χαμηλή απόδοση επεξεργασίας και περιστασιακά να οδηγήσει σε θραύση της βρύσης.
Για να βελτιστοποιήσετε το πάτημα, συνιστάται να δώσετε προτεραιότητα στη χρήση ενός πηδήματος με παράλειψη ενός νήματος. Ο αριθμός των δοντιών στη βρύση θα πρέπει να είναι μικρότερος από αυτόν μιας τυπικής βρύσης, συνήθως περίπου 2 έως 3 δόντια. Προτιμάται μια μεγαλύτερη γωνία κωνικότητας κοπής, με το κωνικό τμήμα να έχει γενικά μήκη 3 έως 4 νημάτων. Για να βοηθήσετε στην αφαίρεση των τσιπς, μια αρνητική γωνία κλίσης μπορεί επίσης να αλέσει πάνω στην κωνική κοπή. Η χρήση μικρότερων κρουνών μπορεί να βελτιώσει την ακαμψία του κωνικού. Επιπλέον, η ανάστροφη κωνικότητα θα πρέπει να είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από την τυπική για να μειωθεί η τριβή μεταξύ της κωνικότητας και του τεμαχίου εργασίας.
Reaming
Κατά την επεξεργασία κράματος τιτανίου, η φθορά του εργαλείου δεν είναι γενικά σοβαρή, επιτρέποντας τη χρήση τόσο καρβιδίου όσο και υψηλής ταχύτητας χαλύβδινων μηχανών. Κατά τη χρήση μηχανημάτων κοπής καρβιδίου, είναι απαραίτητο να διασφαλίζεται η ακαμψία του συστήματος διεργασίας, παρόμοια με αυτή που χρησιμοποιείται στη διάτρηση, για να αποφευχθεί το θρυμματισμό του μηχανισμού κοπής.
Η κύρια πρόκληση για την εξομάλυνση των οπών από κράμα τιτανίου είναι η επίτευξη λείου φινιρίσματος. Για να αποφευχθεί η προσκόλληση της λεπίδας στο τοίχωμα της οπής, το πλάτος της λεπίδας του ελατηρίου θα πρέπει να στενεύει προσεκτικά χρησιμοποιώντας μια λαδόπετρα, εξασφαλίζοντας ταυτόχρονα επαρκή αντοχή. Συνήθως, το πλάτος της λεπίδας πρέπει να είναι μεταξύ 0,1 mm και 0,15 mm.
Η μετάβαση μεταξύ της κοπτικής ακμής και του τμήματος βαθμονόμησης πρέπει να έχει ένα λείο τόξο. Η τακτική συντήρηση είναι απαραίτητη μετά την εμφάνιση της φθοράς, διασφαλίζοντας ότι το μέγεθος του τόξου κάθε δοντιού παραμένει σταθερό. Εάν απαιτείται, το τμήμα βαθμονόμησης μπορεί να μεγεθυνθεί για καλύτερη απόδοση.
Γεώτρηση
Η διάτρηση κραμάτων τιτανίου παρουσιάζει σημαντικές προκλήσεις, προκαλώντας συχνά την καύση ή το σπάσιμο των τρυπανιών κατά την επεξεργασία. Αυτό οφείλεται κυρίως σε ζητήματα όπως η ακατάλληλη λείανση του τρυπανιού, η ανεπαρκής αφαίρεση του τσιπ, η ανεπαρκής ψύξη και η κακή ακαμψία του συστήματος.
Για να τρυπήσετε αποτελεσματικά κράματα τιτανίου, είναι απαραίτητο να εστιάσετε στους ακόλουθους παράγοντες: διασφαλίστε τη σωστή λείανση του τρυπανιού, χρησιμοποιήστε μεγαλύτερη γωνία κορυφής, μειώστε την μπροστινή γωνία του εξωτερικού άκρου, αυξήστε την πίσω γωνία του εξωτερικού άκρου και ρυθμίστε την πίσω κωνικότητα. 2 έως 3 φορές περισσότερο από ένα τυπικό τρυπάνι. Είναι σημαντικό να ανασύρετε συχνά το εργαλείο για να αφαιρείτε αμέσως τα τσιπ, ενώ παράλληλα παρακολουθείτε το σχήμα και το χρώμα των τσιπ. Εάν τα ροκανίδια φαίνονται φτερωτά ή εάν το χρώμα τους αλλάξει κατά τη διάρκεια της διάτρησης, αυτό σημαίνει ότι το τρυπάνι γίνεται αμβλύ και πρέπει να αντικατασταθεί ή να ακονιστεί.
Επιπρόσθετα, το τρυπάνι πρέπει να στερεωθεί με ασφάλεια στον πάγκο εργασίας, με τη λεπίδα οδηγό κοντά στην επιφάνεια επεξεργασίας. Συνιστάται να χρησιμοποιείτε ένα κοντό τρυπάνι όποτε είναι δυνατόν. Όταν χρησιμοποιείται χειροκίνητη τροφοδοσία, θα πρέπει να προσέχετε να μην προωθήσετε ή υποχωρήσετε το τρυπάνι μέσα στην οπή. Κάτι τέτοιο μπορεί να προκαλέσει το τρίψιμο της λεπίδας του τρυπανιού στην επιφάνεια επεξεργασίας, με αποτέλεσμα να σκληρύνει και να θαμπώσει το τρυπάνι.
Τρίψιμο
Συνήθη προβλήματα που παρουσιάζονται κατά το τρίψιμοΑνταλλακτικά από κράμα τιτανίου CNCπεριλαμβάνουν φράξιμο του τροχού λείανσης λόγω κολλημένων τσιπς και επιφανειακών εγκαυμάτων στα εξαρτήματα. Αυτό συμβαίνει επειδή τα κράματα τιτανίου έχουν κακή θερμική αγωγιμότητα, η οποία οδηγεί σε υψηλές θερμοκρασίες στη ζώνη λείανσης. Αυτό, με τη σειρά του, προκαλεί συγκόλληση, διάχυση και ισχυρές χημικές αντιδράσεις μεταξύ του κράματος τιτανίου και του λειαντικού υλικού.
Η παρουσία κολλωδών τσιπς και φραγμένων τροχών λείανσης μειώνει σημαντικά την αναλογία λείανσης. Επιπλέον, η διάχυση και οι χημικές αντιδράσεις μπορεί να οδηγήσουν σε επιφανειακά εγκαύματα στο τεμάχιο εργασίας, μειώνοντας τελικά την αντοχή σε κόπωση του εξαρτήματος. Αυτό το πρόβλημα είναι ιδιαίτερα έντονο κατά την άλεση χυτών από κράμα τιτανίου.
Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, τα μέτρα που λαμβάνονται είναι:
Επιλέξτε το κατάλληλο υλικό τροχού λείανσης: πράσινο καρβίδιο του πυριτίου TL. Ελαφρώς χαμηλότερη σκληρότητα τροχού λείανσης: ZR1.
Η κοπή υλικών από κράμα τιτανίου πρέπει να ελέγχεται μέσω των υλικών εργαλείων, των υγρών κοπής και των παραμέτρων επεξεργασίας για τη βελτίωση της συνολικής απόδοσης επεξεργασίας.
Εάν θέλετε να μάθετε περισσότερα ή να ρωτήσετε, μη διστάσετε να επικοινωνήσετεinfo@anebon.com
Hot Sale: Εργοστάσιο στην Κίνα ΠαραγωγήΕξαρτήματα τόρνευσης CNCκαι Μικρό CNCΣυστατικά φρεζαρίσματος.
Η Anebon εστιάζει στην επέκταση στη διεθνή αγορά και έχει δημιουργήσει μια ισχυρή πελατειακή βάση σε ευρωπαϊκές χώρες, ΗΠΑ, Μέση Ανατολή και Αφρική. Η εταιρεία δίνει προτεραιότητα στην ποιότητα ως θεμέλιο της και εγγυάται την άριστη εξυπηρέτηση για την κάλυψη των αναγκών όλων των πελατών.
Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-29-2024