Kopš titāna atklāšanas 1790. gadā cilvēki ir pētījuši tā neparastās īpašības vairāk nekā gadsimtu. 1910. gadā pirmo reizi tika ražots titāna metāls, taču ceļš uz titāna sakausējumu izmantošanu bija garš un sarežģīts. Tikai 1951. gadā rūpnieciskā ražošana kļuva par realitāti.
Titāna sakausējumi ir pazīstami ar savu augsto īpatnējo izturību, izturību pret koroziju, izturību pret augstu temperatūru un izturību pret nogurumu. Tie sver tikai 60% tik daudz kā tērauds tādā pašā tilpumā, tomēr ir stiprāki nekā leģētais tērauds. Pateicoties šīm lieliskajām īpašībām, titāna sakausējumi arvien vairāk tiek izmantoti dažādās jomās, tostarp aviācijā, kosmosā, elektroenerģijas ražošanā, kodolenerģijā, kuģniecībā, ķimikālijās un medicīnas iekārtās.
Iemesli, kāpēc titāna sakausējumus ir grūti apstrādāt
Četras galvenās titāna sakausējumu īpašības — zema siltumvadītspēja, ievērojama darba sacietēšana, augsta afinitāte pret griezējinstrumentiem un ierobežota plastiskā deformācija — ir galvenie iemesli, kāpēc šos materiālus ir grūti apstrādāt. To griešanas veiktspēja ir tikai aptuveni 20% no viegli griežamā tērauda.
Zema siltumvadītspēja
Titāna sakausējumu siltumvadītspēja ir tikai aptuveni 16% no 45# tērauda siltumvadītspējas. Šī ierobežotā spēja novadīt siltumu apstrādes laikā izraisa ievērojamu temperatūras paaugstināšanos griešanas malā; patiesībā gala temperatūra apstrādes laikā var pārsniegt 45# tērauda temperatūru par vairāk nekā 100%. Šī paaugstinātā temperatūra viegli izraisa griezējinstrumenta difūzu nodilumu.
Smags darba rūdījums
Titāna sakausējumam piemīt ievērojama darba sacietēšanas parādība, kā rezultātā virsmas sacietēšanas slānis ir izteiktāks salīdzinājumā ar nerūsējošo tēraudu. Tas var radīt problēmas turpmākajā apstrādē, piemēram, palielināt instrumentu nodilumu.
Augsta afinitāte ar griezējinstrumentiem
Spēcīga saķere ar titānu saturošu cementētu karbīdu.
Neliela plastiskā deformācija
Tērauda 45 elastības modulis ir aptuveni puse, kas nodrošina ievērojamu elastības atjaunošanos un spēcīgu berzi. Turklāt apstrādājamā detaļa ir pakļauta iespīlēšanas deformācijai.
Tehnoloģiskie padomi titāna sakausējumu apstrādei
Pamatojoties uz mūsu izpratni par titāna sakausējumu apstrādes mehānismiem un iepriekšējo pieredzi, šeit ir sniegti galvenie tehnoloģiskie ieteikumi šo materiālu apstrādei:
- Izmantojiet asmeņus ar pozitīvu leņķa ģeometriju, lai samazinātu griešanas spēkus, samazinātu griešanas siltumu un samazinātu sagataves deformāciju.
- Uzturiet nemainīgu padeves ātrumu, lai novērstu sagataves sacietēšanu. Griešanas procesa laikā instrumentam vienmēr jābūt padevē. Frēzēšanai radiālajam griešanas dziļumam (ae) jābūt 30% no instrumenta rādiusa.
- Izmantojiet augstspiediena un augstas plūsmas griešanas šķidrumus, lai nodrošinātu termisko stabilitāti apstrādes laikā, novēršot virsmas deģenerāciju un instrumentu bojājumus pārmērīgas temperatūras dēļ.
- Turiet asmeņu malu asu. Blāvi instrumenti var izraisīt siltuma uzkrāšanos un palielinātu nodilumu, ievērojami palielinot instrumenta atteices risku.
- Kad vien iespējams, apstrādājiet titāna sakausējumus to mīkstākajā stāvoklī.CNC apstrādes apstrādepēc sacietēšanas kļūst grūtāk, jo termiskā apstrāde palielina materiāla izturību un paātrina asmeņu nodilumu.
- Griešanas laikā izmantojiet lielu gala rādiusu vai slīpumu, lai maksimāli palielinātu asmens saskares laukumu. Šī stratēģija var samazināt griešanas spēkus un karstumu katrā punktā, palīdzot novērst lokālu lūzumu. Frēzējot titāna sakausējumus, instrumenta kalpošanas laiku visbūtiskāk ietekmē griešanas ātrums, kam seko radiālais griešanas dziļums.
Atrisiniet titāna apstrādes problēmas, sākot ar asmeni.
Asmens rievas nodilums, kas rodas titāna sakausējumu apstrādes laikā, ir lokāls nodilums, kas notiek gar asmens aizmuguri un priekšpusi, ievērojot griešanas dziļuma virzienu. Šo nodilumu bieži izraisa sacietējis slānis, kas palicis pāri no iepriekšējiem apstrādes procesiem. Turklāt apstrādes temperatūrā, kas pārsniedz 800°C, ķīmiskās reakcijas un difūzija starp instrumentu un sagataves materiālu veicina rievu nodilumu.
Apstrādes laikā titāna molekulas no sagataves var uzkrāties asmens priekšā augsta spiediena un temperatūras dēļ, izraisot parādību, kas pazīstama kā apbūvēta mala. Kad šī uzceltā mala atdalās no asmens, tā var noņemt asmens karbīda pārklājumu. Rezultātā, apstrādājot titāna sakausējumus, ir jāizmanto specializēti asmeņu materiāli un ģeometrijas.
Instrumenta struktūra piemērota titāna apstrādei
Titāna sakausējumu apstrāde galvenokārt ir saistīta ar siltuma pārvaldību. Lai efektīvi izkliedētu siltumu, uz griešanas malas precīzi un nekavējoties jāpieliek ievērojams daudzums augstspiediena griešanas šķidruma. Turklāt ir pieejami specializēti frēžu modeļi, kas ir īpaši pielāgoti titāna sakausējuma apstrādei.
Sākot no konkrētās apstrādes metodes
Griešanās
Titāna sakausējuma izstrādājumi virpošanas laikā var sasniegt labu virsmas raupjumu, un darba sacietēšana nav smaga. Tomēr griešanas temperatūra ir augsta, kas izraisa ātru instrumenta nodilumu. Lai risinātu šīs īpašības, mēs galvenokārt koncentrējamies uz šādiem instrumentiem un griešanas parametriem.
Instrumentu materiāli:Pamatojoties uz rūpnīcas esošajiem apstākļiem, tiek izvēlēti YG6, YG8 un YG10HT instrumentu materiāli.
Instrumenta ģeometrijas parametri:piemēroti instrumenta priekšējie un aizmugurējie leņķi, instrumentu uzgaļu noapaļošana.
Griežot ārējo apli, ir svarīgi saglabāt zemu griešanas ātrumu, mērenu padevi, dziļāku griešanas dziļumu un atbilstošu dzesēšanu. Instrumenta gals nedrīkst atrasties augstāk par sagataves centru, jo tas var iestrēgt. Turklāt, apstrādājot un griežot plānsienu detaļas, instrumenta galvenajam novirzes leņķim parasti jābūt no 75 līdz 90 grādiem.
Frēzēšana
Titāna sakausējuma izstrādājumu frēzēšana ir grūtāka nekā virpošana, jo frēzēšana ir periodiska griešana, un skaidas viegli pielīp pie asmeņa. Kad lipīgie zobi atkal iegriežas apstrādājamā detaļā, lipīgās skaidas tiek notriektas un neliels instrumenta materiāla gabals tiek noņemts, kā rezultātā veidojas šķembas, kas ievērojami samazina instrumenta izturību.
Frēzēšanas metode:parasti izmanto leju frēzēšanu.
Instrumenta materiāls:ātrgaitas tērauds M42.
Leģētā tērauda apstrādei parasti neizmanto leģēto frēzēšanu. Tas galvenokārt ir saistīts ar spraugas ietekmi starp darbgalda vadošo skrūvi un uzgriezni. Frēzēšanas laikā, kad frēze saskaras ar apstrādājamo priekšmetu, komponenta spēks padeves virzienā sakrīt ar pašu padeves virzienu. Šī izlīdzināšana var izraisīt sagataves galda periodisku kustību, palielinot instrumenta lūzuma risku.
Turklāt, veicot leju frēzēšanu, griezēja zobi saskaras ar cietu slāni pie griešanas malas, kas var izraisīt instrumenta bojājumus. Apgrieztā frēzēšanas laikā skaidas pāriet no plānas uz biezu, tādējādi sākotnējā griešanas fāzē ir tendence uz sausu berzi starp instrumentu un apstrādājamo priekšmetu. Tas var saasināt skaidu saķeri un instrumenta šķelšanos.
Lai panāktu vienmērīgāku titāna sakausējumu frēzēšanu, jāņem vērā vairāki apsvērumi: jāsamazina priekšējais leņķis un jāpalielina aizmugures leņķis, salīdzinot ar standarta frēzēm. Ieteicams izmantot mazākus frēzēšanas ātrumus un izvēlēties frēzes ar asiem zobiem, vienlaikus izvairoties no lāpstas zoba frēzēm.
Pieskaroties
Piesitot titāna sakausējuma izstrādājumus, nelielas skaidas var viegli pielipt pie asmens un sagataves. Tas palielina virsmas raupjumu un griezes momentu. Nepareiza krānu izvēle un lietošana var izraisīt darba sacietēšanu, ļoti zemu apstrādes efektivitāti un dažkārt izraisīt krāna lūzumus.
Lai optimizētu pieskārienu, ieteicams noteikt prioritāti, izmantojot vienu vītni vietā izlaistu pieskārienu. Zobu skaitam uz krāna jābūt mazākam nekā standarta krānam, parasti apmēram 2 līdz 3 zobiem. Priekšroka tiek dota lielākam griešanas konusveida leņķim, un konusveida daļa parasti ir 3 līdz 4 vītņu garumi. Lai atvieglotu skaidu noņemšanu, uz griešanas konusa var pieslīpēt arī negatīvu slīpuma leņķi. Izmantojot īsākus krānus, var palielināt konusa stingrību. Turklāt reversajam konusam jābūt nedaudz lielākam par standarta, lai samazinātu berzi starp konusu un apstrādājamo priekšmetu.
Rīvēšana
Rīvējot titāna sakausējumu, instrumentu nodilums parasti nav nopietns, ļaujot izmantot gan karbīda, gan ātrgaitas tērauda rīves. Izmantojot karbīda rīves, ir svarīgi nodrošināt procesa sistēmas stingrību, kas ir līdzīga tai, ko izmanto urbšanā, lai novērstu rīves šķeldošanu.
Galvenais izaicinājums titāna sakausējuma caurumu urbšanā ir panākt gludu apdari. Lai izvairītos no asmens pielipšanas pie cauruma sienas, rīvripas asmens platums ir rūpīgi jāsamazina, izmantojot eļļas akmeni, vienlaikus nodrošinot pietiekamu izturību. Parasti asmeņa platumam jābūt no 0,1 mm līdz 0,15 mm.
Pārejai starp griešanas malu un kalibrēšanas sekciju jābūt gludam lokam. Pēc nodiluma ir nepieciešama regulāra apkope, lai nodrošinātu, ka katra zoba loka izmērs paliek nemainīgs. Ja nepieciešams, kalibrēšanas sadaļu var palielināt, lai nodrošinātu labāku veiktspēju.
Urbšana
Titāna sakausējumu urbšana rada ievērojamas problēmas, kas bieži izraisa urbju uzgaļu sadedzināšanu vai saplīst apstrādes laikā. To galvenokārt izraisa tādas problēmas kā nepareiza urbja slīpēšana, nepietiekama skaidu noņemšana, nepietiekama dzesēšana un slikta sistēmas stingrība.
Lai efektīvi urbtu titāna sakausējumus, ir svarīgi koncentrēties uz šādiem faktoriem: nodrošināt pareizu urbja slīpēšanu, izmantot lielāku augšējo leņķi, samazināt ārējās malas priekšējo leņķi, palielināt ārējās malas aizmugures leņķi un pielāgot aizmugurējo konusu. 2 līdz 3 reizes vairāk nekā standarta urbjmašīna. Ir svarīgi bieži ievilkt instrumentu, lai ātri noņemtu skaidas, vienlaikus pārraugot arī šķembu formu un krāsu. Ja skaidas šķiet spalvainas vai urbšanas laikā mainās to krāsa, tas norāda, ka urbis kļūst neass un tas ir jānomaina vai jāuzasina.
Turklāt urbjmašīnai jābūt droši piestiprinātai pie darbagalda, vadotnes asmenim tuvu apstrādes virsmai. Kad vien iespējams, ieteicams izmantot īsu urbi. Izmantojot manuālo padevi, jāuzmanās, lai urbis netiktu virzīts uz priekšu vai neatkāptos caurumā. Šādi rīkojoties, urbja asmens var berzēties pret apstrādājamo virsmu, izraisot darba sacietēšanu un urbja uzgaļa notrulināšanos.
Slīpēšana
Biežākās problēmas, kas rodas slīpēšanas laikāCNC titāna sakausējuma detaļasietver slīpripas aizsērēšanu iestrēgušu skaidu un detaļu virsmas apdegumu dēļ. Tas notiek tāpēc, ka titāna sakausējumiem ir slikta siltumvadītspēja, kas izraisa augstu temperatūru slīpēšanas zonā. Tas savukārt izraisa sasaisti, difūziju un spēcīgas ķīmiskas reakcijas starp titāna sakausējumu un abrazīvo materiālu.
Lipīgu skaidu un aizsērējušu slīpripu klātbūtne ievērojami samazina slīpēšanas pakāpi. Turklāt difūzijas un ķīmiskās reakcijas var izraisīt apstrādājamās detaļas virsmas apdegumus, galu galā samazinot detaļas noguruma izturību. Šī problēma ir īpaši izteikta, slīpējot titāna sakausējuma lējumus.
Lai atrisinātu šo problēmu, tiek veikti šādi pasākumi:
Izvēlieties piemērotu slīpripas materiālu: zaļš silīcija karbīds TL. Nedaudz zemāka slīpripas cietība: ZR1.
Lai uzlabotu kopējo apstrādes efektivitāti, titāna sakausējuma materiālu griešana jākontrolē, izmantojot instrumentu materiālus, griešanas šķidrumus un apstrādes parametrus.
Ja vēlaties uzzināt vairāk vai uzzināt, lūdzu, sazinieties ar mumsinfo@anebon.com
Karstā izpārdošana: rūpnīca Ķīnā, kas ražoCNC virpošanas sastāvdaļasun mazs CNCFrēzēšanas sastāvdaļas.
Anebon koncentrējas uz paplašināšanos starptautiskajā tirgū un ir izveidojis spēcīgu klientu bāzi Eiropas valstīs, ASV, Tuvajos Austrumos un Āfrikā. Uzņēmums par prioritāti uzskata kvalitāti un garantē izcilu servisu, lai apmierinātu visu klientu vajadzības.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 29. oktobris