Alates titaani avastamisest 1790. aastal on inimesed selle erakordseid omadusi uurinud juba üle sajandi. 1910. aastal toodeti esmakordselt titaanmetalli, kuid teekond titaanisulamite kasutamise poole oli pikk ja väljakutseid pakkuv. Alles 1951. aastal sai tööstuslik tootmine reaalsuseks.
Titaanisulamid on tuntud oma kõrge eritugevuse, korrosioonikindluse, kõrge temperatuurikindluse ja väsimuskindluse poolest. Need kaaluvad vaid 60% sama palju kui teras samas mahus, kuid on tugevamad kui legeerteras. Nende suurepäraste omaduste tõttu kasutatakse titaanisulameid üha enam erinevates valdkondades, sealhulgas lennunduses, kosmosetööstuses, energiatootmises, tuumaenergias, laevanduses, kemikaalides ja meditsiiniseadmetes.
Põhjused, miks titaanisulameid on raske töödelda
Titaanisulamite neli peamist omadust – madal soojusjuhtivus, märkimisväärne töökõvenemine, kõrge afiinsus lõikeriistade suhtes ja piiratud plastiline deformatsioon – on peamised põhjused, miks neid materjale on keeruline töödelda. Nende lõikejõudlus on vaid umbes 20% lihtsalt lõigatava terase omast.
Madal soojusjuhtivus
Titaanisulamite soojusjuhtivus on vaid umbes 16% 45# terase omast. See piiratud võime soojust töötlemise ajal ära juhtida põhjustab lõikeserva temperatuuri märkimisväärset tõusu; tegelikult võib otsa temperatuur töötlemise ajal ületada 45# terase temperatuuri rohkem kui 100%. See kõrgendatud temperatuur põhjustab kergesti lõikeriista hajusa kulumise.
Raske töökoormus
Titaanisulamil on märkimisväärne töökõvenemise nähtus, mille tulemuseks on roostevaba terasega võrreldes tugevam pinnakõvastus. See võib põhjustada probleeme järgneval töötlemisel, näiteks tööriistade suurenenud kulumist.
Suur afiinsus lõikeriistadega
Tugev nakkumine titaani sisaldava tsementeeritud karbiidiga.
Väike plastiline deformatsioon
Terase 45 elastsusmoodul on ligikaudu pool, mis toob kaasa olulise elastsuse taastumise ja tugeva hõõrdumise. Lisaks on toorik vastuvõtlik kinnitusdeformatsioonile.
Tehnoloogilised näpunäited titaanisulamite töötlemiseks
Tuginedes meie arusaamale titaanisulamite töötlemismehhanismidest ja varasematest kogemustest, on siin peamised tehnoloogilised soovitused nende materjalide töötlemiseks:
- Kasutage positiivse nurga geomeetriaga lõiketerasid, et minimeerida lõikejõude, vähendada lõikekuumust ja vähendada töödeldava detaili deformatsiooni.
- Säilitage konstantne etteandekiirus, et vältida tooriku kõvenemist. Lõikamise ajal peab tööriist alati olema ettenihkes. Freesimisel peaks radiaalne lõikesügavus (ae) olema 30% tööriista raadiusest.
- Kasutage kõrgsurve ja suure vooluga lõikevedelikke, et tagada töötlemise ajal termiline stabiilsus, vältides pinna degeneratsiooni ja tööriista kahjustusi ülemäärase temperatuuri tõttu.
- Hoidke tera serv teravana. Tuimad tööriistad võivad põhjustada kuumuse akumuleerumist ja suuremat kulumist, mis suurendab oluliselt tööriista rikke ohtu.
- Töötle titaanisulamid võimalusel nende pehmeimas olekus.CNC töötleminemuutub pärast kõvenemist raskemaks, kuna kuumtöötlus suurendab materjali tugevust ja kiirendab tera kulumist.
- Kasutage lõikamisel suurt otsaraadiust või faasi, et maksimeerida tera kontaktpinda. See strateegia võib vähendada lõikejõude ja kuumust igas punktis, aidates vältida kohalikku purunemist. Titaanisulamite freesimisel mõjutab tööriista tööiga kõige olulisemat lõikekiirus, millele järgneb radiaalne lõikesügavus.
Lahendage titaani töötlemise probleemid, alustades teraga.
Titaanisulamite töötlemisel tekkiv tera soone kulumine on lokaalne kulumine, mis toimub lõikesügavuse suunda järgides piki tera tagumist ja esiosa. Selle kulumise põhjuseks on sageli eelmistest töötlemisprotsessidest järele jäänud kõvastunud kiht. Lisaks soodustavad üle 800°C töötlemistemperatuuridel keemilised reaktsioonid ja difusioon tööriista ja tooriku materjali vahel soone kulumist.
Töötlemise ajal võivad töödeldava detaili titaanimolekulid kõrge rõhu ja temperatuuri mõjul tera ette koguneda, mis toob kaasa nähtuse, mida tuntakse kuhjunud servana. Kui see kogunenud serv tera küljest lahti lööb, võib see eemaldada tera karbiidkatte. Seetõttu on titaanisulamite töötlemisel vaja kasutada spetsiaalseid tera materjale ja geomeetriat.
Titaani töötlemiseks sobiv tööriista struktuur
Titaanisulamite töötlemine on peamiselt seotud soojuse juhtimisega. Soojuse tõhusaks hajutamiseks tuleb lõikeservale täpselt ja viivitamatult kanda märkimisväärne kogus kõrgsurvelõikevedelikku. Lisaks on saadaval spetsiaalsed freesi konstruktsioonid, mis on spetsiaalselt kohandatud titaanisulami töötlemiseks.
Alustades konkreetsest töötlemismeetodist
Pööramine
Titaanisulamist tooted võivad treimisel saavutada hea pinnakareduse ja töökõvenemine ei ole tõsine. Kuid lõiketemperatuur on kõrge, mis põhjustab tööriista kiiret kulumist. Nende omaduste käsitlemiseks keskendume peamiselt järgmistele tööriistade ja lõikeparameetrite meetmetele:
Tööriista materjalid:Tehase olemasolevate tingimuste alusel valitakse YG6, YG8 ja YG10HT tööriistamaterjalid.
Tööriista geomeetria parameetrid:sobivad tööriista esi- ja taganurgad, tööriistaotsiku ümardamine.
Välisringi pööramisel on oluline säilitada madal lõikekiirus, mõõdukas etteandekiirus, sügavam lõikesügavus ja piisav jahutus. Tööriista ots ei tohiks olla tooriku keskpunktist kõrgemal, kuna see võib põhjustada selle kinnijäämist. Lisaks peaks õhukeseseinaliste detailide viimistlemisel ja treimisel tööriista peamine läbipaindenurk olema üldjuhul 75–90 kraadi.
Freesimine
Titaanisulamist toodete freesimine on keerulisem kui treimine, kuna freesimine on katkendlik lõikamine ja laastud kleepuvad kergesti tera külge. Kui kleepuvad hambad uuesti töödeldavasse detaili lõikavad, löövad kleepuvad laastud maha ja eemaldatakse väike tükk tööriista materjalist, mille tulemuseks on killustumine, mis vähendab oluliselt tööriista vastupidavust.
Jahvatusmeetod:üldiselt kasutada freesimist.
Tööriista materjal:kiirterasest M42.
Allfreesimist ei kasutata tavaliselt legeeritud terase töötlemiseks. See on peamiselt tingitud tööpingi juhtkruvi ja mutri vahelise pilu mõjust. Allafreesimise ajal, kui frees haakub toorikuga, ühtlustub etteandesuunaline komponendi jõud ettenihkesuunaga. Selline joondamine võib põhjustada tooriku laua katkendliku liikumise, suurendades tööriista purunemise ohtu.
Lisaks puutuvad freesimisel lõikuri hambad lõikeservas kõva kihiga, mis võib tööriista kahjustada. Pöördfreesimisel muutuvad laastud õhukest paksuks, muutes esialgses lõikefaasis altid kuivhõõrdumisele tööriista ja tooriku vahel. See võib teravdada laastude kleepumist ja tööriista lõhenemist.
Titaanisulamite sujuvama freesimise saavutamiseks tuleks arvesse võtta mitmeid kaalutlusi: esinurga vähendamine ja tagumise nurga suurendamine võrreldes tavaliste freesidega. Soovitatav on kasutada väiksemaid freesimiskiirusi ja valida teravate hammastega freesid, vältides samal ajal labidahammastega freese.
Koputamine
Titaanisulamist toodete koputamisel võivad väikesed laastud kergesti tera ja tooriku külge kleepuda. See suurendab pinna karedust ja pöördemomenti. Vale kraanide valik ja kasutamine võib põhjustada töö kõvastumist, põhjustada väga madalat töötlemise efektiivsust ja mõnikord põhjustada kraanide purunemist.
Koputamise optimeerimiseks on soovitatav eelistada ühe lõimega vahelejäetud koputamist. Hammaste arv kraanil peaks olema väiksem kui tavalisel kraanil, tavaliselt umbes 2–3 hammast. Eelistatakse suuremat lõikekoonuse nurka, kusjuures koonuselõik on üldiselt 3–4 keermepikkust. Laastude eemaldamise hõlbustamiseks võib lõikekoonusele lihvida ka negatiivse kaldenurga. Lühemate kraanide kasutamine võib suurendada koonuse jäikust. Lisaks peaks tagurpidi koonus olema pisut suurem kui standard, et vähendada hõõrdumist koonuse ja tooriku vahel.
Hõõritamine
Titaanisulami hõõritsemisel ei ole tööriistade kulumine üldiselt tõsine, mis võimaldab kasutada nii karbiidist kui ka kiirterasest hõõritsaid. Karbiidhõõritsuste kasutamisel on oluline tagada protsessisüsteemi jäikus, mis on sarnane puurimisel kasutatavale, vältimaks hõõritsa killustumist.
Peamine väljakutse titaanisulamist aukude hõõritsemisel on sileda viimistluse saavutamine. Et vältida tera kleepumist augu seina külge, tuleks hõõritsa tera laiust õlikivi abil hoolikalt kitsendada, tagades samas piisava tugevuse. Tavaliselt peaks tera laius olema 0,1–0,15 mm.
Üleminek lõikeserva ja kalibreerimissektsiooni vahel peaks olema sile kaarega. Pärast kulumist on vajalik korrapärane hooldus, mis tagab, et iga hamba kaare suurus jääb ühtlaseks. Vajadusel saab parema jõudluse tagamiseks kalibreerimissektsiooni suurendada.
Puurimine
Titaanisulamite puurimine kujutab endast olulisi väljakutseid, põhjustades sageli puuriterade põlemist või purunemist töötlemise ajal. See tuleneb peamiselt sellistest probleemidest nagu puuriterade ebaõige lihvimine, ebapiisav laastu eemaldamine, ebapiisav jahutus ja süsteemi halb jäikus.
Titaanisulamite tõhusaks puurimiseks on oluline keskenduda järgmistele teguritele: tagage puuri õige lihvimine, kasutage suuremat ülanurka, vähendage välisserva esinurka, suurendage välisserva taganurka ja reguleerige tagakülje koonust sobivaks. 2 kuni 3 korda suurem kui tavalisel puuril. Laastude kiireks eemaldamiseks on oluline tööriista sageli tagasi tõmmata, jälgides samal ajal laastude kuju ja värvi. Kui laastud tunduvad sulgjas või kui nende värvus puurimisel muutub, näitab see, et puur muutub nüriks ja see tuleks välja vahetada või teritada.
Lisaks peab puurimisseade olema kindlalt töölaua külge kinnitatud, juhttera töötlemispinna lähedal. Võimaluse korral on soovitatav kasutada lühikest puuri. Kui kasutatakse käsitsi söötmist, tuleb olla ettevaatlik, et puur ei liiguks ette ega tõmbuks tagasi augu sees. See võib põhjustada puuritera hõõrdumise vastu töötlemispinda, mis toob kaasa puuri kõvastumise ja tuhmumise.
Lihvimine
Lihvimisel esinevad tavalised probleemidCNC titaanisulamist osadhõlmavad lihvketta ummistumist kinnijäänud laastude ja osade pinnapõletuste tõttu. Selle põhjuseks on asjaolu, et titaanisulamitel on halb soojusjuhtivus, mis põhjustab lihvimistsoonis kõrgeid temperatuure. See omakorda põhjustab sidumist, difusiooni ja tugevaid keemilisi reaktsioone titaanisulami ja abrasiivse materjali vahel.
Kleepuvate laastude ja ummistunud lihvketaste olemasolu vähendab oluliselt lihvimisastet. Lisaks võivad difusiooni- ja keemilised reaktsioonid põhjustada tooriku pinnapõletust, mis lõppkokkuvõttes vähendab detaili väsimustugevust. See probleem on eriti ilmne titaanisulamist valandite lihvimisel.
Selle probleemi lahendamiseks on võetud järgmised meetmed:
Valige sobiv lihvketta materjal: roheline ränikarbiid TL. Veidi madalam lihvketta kõvadus: ZR1.
Titaanisulamist materjalide lõikamist tuleb kontrollida tööriistamaterjalide, lõikevedelike ja töötlemisparameetrite abil, et parandada üldist töötlemistõhusust.
Kui soovite rohkem teada või päringut, võtke julgelt ühendustinfo@anebon.com
Kuum müük: Hiinas asuv tehas toodabCNC treikomponendidja väike CNCKomponentide freesimine.
Anebon keskendub laienemisele rahvusvahelisel turul ning on loonud tugeva kliendibaasi Euroopa riikides, USA-s, Lähis-Idas ja Aafrikas. Ettevõte seab oma alusena esikohale kvaliteeti ja tagab suurepärase teeninduse, mis vastab kõigi klientide vajadustele.
Postitusaeg: 29.10.2024