Miks on titaanisulam raskesti töödeldav materjal?

 

1. Titaani töötlemise füüsikalised nähtused

Titaanisulami töötlemise lõikejõud on veidi suurem kui sama kõvadusega terasel. Sellegipoolest on titaanisulami töötlemise füüsikaline nähtus palju keerulisem kui terase töötlemisel, mistõttu on titaanisulami töötlemisel tohutuid raskusi.

Enamiku titaanisulamite soojusjuhtivus on väga madal, ainult 1/7 terasest ja 1/16 alumiiniumist. Seetõttu ei kandu titaanisulamite lõikamisel tekkiv soojus kiiresti töödeldavale detailile ega võta laastud ära. Siiski koguneb see lõikepiirkonda ja tekkiv temperatuur võib olla kuni 1000 °C või rohkem, mis põhjustab tööriista lõikeserva kiiret kulumist, mõranemist ja pragunemist. Kujunenud serva moodustumine ja kulunud serva kiire ilmumine tekitavad lõikepiirkonnas rohkem soojust, lühendades veelgi tööriista eluiga.titaani töötlemine

Lõikeprotsessi käigus tekkivad kõrged temperatuurid hävitavad ka titaanisulamist detailide pinna terviklikkust, mille tulemuseks on detailide geomeetrilise täpsuse vähenemine ja töökõvenemine, mis vähendab oluliselt nende väsimustugevust.

Titaanisulamite elastsus võib olla kasulik osade toimivusele, kuid lõikamise ajal on tooriku elastne deformatsioon oluline vibratsiooni põhjus. Lõikesurve põhjustab "elastse" töödeldava detaili tööriistast eemaldumise ja põrkumise, mistõttu on tööriista ja tooriku vaheline hõõrdumine suurem kui lõiketegevus. Hõõrdeprotsess tekitab ka soojust, mis süvendab titaanisulamite halva soojusjuhtivuse probleemi.

See probleem on veelgi teravam õhukeseseinaliste või rõngakujuliste kergesti deformeeruvate detailide töötlemisel. Õhukese seinaga titaanisulamist osi ei ole lihtne soovitud mõõtmete täpsusega töödelda. Kui tööriist surub tooriku materjali eemale, ületab õhukese seina lokaalne deformatsioon elastsusvahemiku; tekib plastiline deformatsioon ning materjali tugevus ja lõikekoha kõvadus suurenevad oluliselt. Töötlemine eelnevalt määratud lõikekiirusega muutub liiga suureks, mille tulemuseks on tööriista järsk kulumine.

"Kuum" on "süüdlane", mis muudab titaanisulamite töötlemise keeruliseks!

 

2. Tehnoloogiline oskusteave titaanist CNC töötlemiseks 

Tuginedes titaanisulamite töötlemismehhanismi mõistmisele ja kogemuste lisamisele, on titaanisulamite töötlemise esmane protsessialane oskusteave järgmine:

(1) Positiivse geomeetriaga sisestusi kasutatakse tooriku lõikejõu, lõikesoojuse ja deformatsiooni vähendamiseks.

(2) Säilitage pidev etteanne, et vältida töödeldava detaili kõvenemist. Tööriist peab lõikeprotsessi ajal olema alati etteandes ja radiaalne lõikekogus peaks freesimise ajal olema 30% raadiusest.

(3) Kõrgsurve ja suure vooluga lõikevedelikku kasutatakse töötlemisprotsessi termilise stabiilsuse tagamiseks ning tooriku pinna degeneratsiooni ja tööriista kahjustamise vältimiseks ülemäärasest temperatuurist.

(4) Hoidke tera serv teravana; nürid tööriistad põhjustavad kuumuse kogunemist ja kulumist, mis viib kiiresti tööriista rikkeni.

(5) Töötlemine titaanisulami pehmeimas olekus nii palju kui võimalik, kuna pärast kõvenemist on materjali töötlemine keerulisem ning kuumtöötlus suurendab materjali tugevust ja sisetüki kulumist.

(6) Kasutage suurt nina raadiust või faasi, et võimalikult palju lõikeserva lõigata. See vähendab lõikejõudu ja kuumust igas punktis ning hoiab ära lokaalse purunemise. Titaanisulamite freesimisel on lõikeparameetrite hulgas lõikekiirusel kõige olulisem mõju tööriista elueale vc, millele järgneb radiaalne haardumine (freesimissügavus) ae.

 

3. Titaani töötlemise probleemi lahendamiseks alustage teraga

Vahetüki soone kulumine titaanisulamite töötlemisel on tagumise ja esiosa lokaalne kulumine lõikesügavuse suunas, mis on sageli tingitud eelnevast töötlusest jäänud kivistunud kihist. Tööriista ja tooriku materjali keemiline reaktsioon ja difusioon töötlemistemperatuuril üle 800 °C on samuti põhjused soone kulumiseks. Sest töötlemisprotsessi käigus kogunevad töödeldava detaili titaanmolekulid tera esiossa ja "keevitatakse" kõrge rõhu ja kõrge temperatuuri all tera serva külge, moodustades ülesehitatud serva. Kui ülesehitatud serv koorub lõikeserva küljest lahti, eemaldab see sisetüki karbiidkatte, nii et titaani töötlemine nõuab ainulaadseid sisestusmaterjale ja geomeetriat.c Kohandatud täppistöötlus

 

4. Titaani töötlemiseks sobiv tööriista struktuur

Titaanisulami töötlemisel keskendutakse kuumusele ning kuumuse kiireks eemaldamiseks tuleb lõikeservale kiiresti ja täpselt pihustada suur kogus kõrgsurvelõikevedelikku. Spetsiaalselt titaani töötlemiseks on olemas ainulaadsed freeside konfiguratsioonid.