Kāpēc titāna sakausējums ir grūti apstrādājams materiāls?

 

1. Titāna apstrādes fizikālās parādības

Titāna sakausējuma apstrādes griešanas spēks ir nedaudz lielāks nekā tēraudam ar tādu pašu cietību. Tomēr titāna sakausējuma apstrādes fiziskā parādība ir daudz sarežģītāka nekā tērauda apstrāde, kas liek titāna sakausējuma apstrādei saskarties ar milzīgām grūtībām.

Lielākajai daļai titāna sakausējumu siltumvadītspēja ir ļoti zema, tikai 1/7 tērauda un 1/16 alumīnija. Tāpēc siltums, kas rodas, griežot titāna sakausējumus, netiks ātri pārnests uz apstrādājamo priekšmetu vai noņemts ar skaidām. Tomēr tas uzkrāsies griešanas zonā, un radītā temperatūra var sasniegt 1000 °C vai vairāk, kā rezultātā instrumenta griešanas mala ātri nodilsies, nošķelsies un plaisās. Apbūvētas malas veidošanās un strauja nodilušas malas parādīšanās rada vairāk siltuma griešanas zonā, vēl vairāk saīsinot instrumenta kalpošanas laiku.titāna apstrāde

Augstās temperatūras, kas rodas griešanas procesā, iznīcina arī titāna sakausējuma detaļu virsmas integritāti, kā rezultātā samazinās detaļu ģeometriskā precizitāte un darba sacietēšana, kas ievērojami samazina to noguruma izturību.

Titāna sakausējumu elastība var būt labvēlīga detaļu veiktspējai, taču griešanas laikā sagataves elastīgā deformācija ir būtisks vibrācijas cēlonis. Griešanas spiediens liek "elastīgajai" sagatavei attālināties no instrumenta un atsit, tāpēc berze starp instrumentu un apstrādājamo priekšmetu ir lielāka nekā griešanas darbība. Berzes process rada arī siltumu, saasinot titāna sakausējumu sliktās siltumvadītspējas problēmu.

Šī problēma ir vēl smagāka, apstrādājot plānsienu vai gredzenveida, viegli deformējamas detaļas. Plānsienu titāna sakausējuma detaļas nav viegli apstrādāt ar paredzamo izmēru precizitāti. Kad instruments atgrūž sagataves materiālu, plānās sienas lokālā deformācija pārsniedz elastības diapazonu; notiek plastiskā deformācija, un ievērojami palielinās materiāla izturība un griešanas punkta cietība. Apstrāde ar iepriekš noteikto griešanas ātrumu kļūst pārāk liela, kā rezultātā instruments strauji nodilst.

"Karsts" ir "vaininieks", kas padara titāna sakausējumu apstrādi sarežģītu!

 

2. Tehnoloģiskās zināšanas titāna CNC apstrādei 

Pamatojoties uz titāna sakausējumu apstrādes mehānisma izpratni un pieredzes pievienošanu, titāna sakausējumu apstrādes primārā procesa zinātība ir šāda:

(1) Ieliktņus ar pozitīvu ģeometriju izmanto, lai samazinātu sagataves griešanas spēku, griešanas siltumu un deformāciju.

(2) Uzturiet pastāvīgu padevi, lai izvairītos no sagataves sacietēšanas. Griešanas procesa laikā instrumentam vienmēr jābūt padeves stāvoklī, un frēzēšanas laikā radiālās griešanas apjomam jābūt 30% no rādiusa.

(3) Augstspiediena un lielas plūsmas griešanas šķidrumu izmanto, lai nodrošinātu apstrādes procesa termisko stabilitāti un novērstu sagataves virsmas deģenerāciju un instrumenta bojājumus pārmērīgas temperatūras dēļ.

(4) Turiet asmeņa malu asu; neasi instrumenti izraisa siltuma uzkrāšanos un nodilumu, kas ātri noved pie instrumenta atteices.

(5) Apstrāde pēc iespējas mīkstākajā titāna sakausējuma stāvoklī, jo pēc sacietēšanas materiāls kļūst grūtāk apstrādājams, un termiskā apstrāde palielina materiāla izturību un ieliktņa nodilumu.

(6) Izmantojiet lielu priekšgala rādiusu vai slīpumu, lai pēc iespējas vairāk iegrieztu griešanas malu. Tas samazina griešanas spēku un karstumu katrā punktā un novērš lokālu lūzumu. Frēzējot titāna sakausējumus, starp griešanas parametriem griešanas ātrumam ir visbūtiskākā ietekme uz instrumenta kalpošanas laiku vc, kam seko radiālā saķere (frēzēšanas dziļums) ae.

 

3. Sāciet ar asmeni, lai atrisinātu titāna apstrādes problēmu

Ieliktņa rievas nodilums titāna sakausējumu apstrādes laikā ir lokālais aizmugures un priekšpuses nodilums griezuma dziļuma virzienā, ko bieži izraisa iepriekšējās apstrādes rezultātā atstātais sacietējušais slānis. Instrumenta un sagataves materiāla ķīmiskā reakcija un difūzija apstrādes temperatūrā, kas pārsniedz 800 °C, arī ir iemesls rievu nodilumam. Jo apstrādes procesā apstrādājamā priekšmeta titāna molekulas uzkrājas asmens priekšpusē un augstā spiedienā un augstā temperatūrā tiek "piemetinātas" pie asmens malas, veidojot apbūvētu malu. Kad iebūvētā mala atdalās no griešanas malas, tā noņem ieliktņa karbīda pārklājumu, tāpēc titāna apstrādei ir nepieciešami unikāli ieliktņu materiāli un ģeometrija.cPielāgotas precizitātes apstrāde

 

4. Instrumenta struktūra, kas piemērota titāna apstrādei

Titāna sakausējuma apstrādes centrā ir siltums, un, lai ātri noņemtu siltumu, uz griešanas malas nekavējoties un precīzi jāizsmidzina liels daudzums augstspiediena griešanas šķidruma. Ir unikālas frēžu konfigurācijas, kas īpaši paredzētas titāna apstrādei.