Waarom is titaniumlegering een moeilijk te bewerken materiaal?

1. Fysische verschijnselen van titaniumbewerking

De snijkracht bij de verwerking van titaniumlegeringen is slechts iets hoger dan die van staal met dezelfde hardheid, maar het fysieke fenomeen van de verwerking van titaniumlegeringen is veel gecompliceerder dan dat van de verwerking van staal, waardoor de verwerking van titaniumlegeringen met grote problemen wordt geconfronteerd.

De thermische geleidbaarheid van de meeste titaniumlegeringen is zeer laag, slechts 1/7 van staal en 1/16 van aluminium. Daarom zal de warmte die wordt gegenereerd tijdens het snijden van titaniumlegeringen niet snel worden overgebracht naar het werkstuk of worden afgevoerd door de spanen, maar zal deze zich ophopen in het snijgebied, en de gegenereerde temperatuur kan oplopen tot 1.000 °C of meer. , waardoor de snijkant van het gereedschap snel zal slijten, afbrokkelen en barsten. De vorming van snijkantsopbouw, het snel verschijnen van een versleten snijkant, genereert op zijn beurt meer warmte in het snijgebied, waardoor de levensduur van het gereedschap verder wordt verkort.bewerking van titanium

De hoge temperaturen die tijdens het snijproces worden gegenereerd, vernietigen ook de oppervlakte-integriteit van de onderdelen van de titaniumlegering, wat resulteert in een afname van de geometrische nauwkeurigheid van de onderdelen en verharding door arbeid, waardoor hun vermoeiingssterkte ernstig wordt verminderd.

De elasticiteit van titaniumlegeringen kan gunstig zijn voor de prestaties van het onderdeel, maar tijdens het snijden is de elastische vervorming van het werkstuk een belangrijke oorzaak van trillingen. De snijdruk zorgt ervoor dat het "elastische" werkstuk wegbeweegt van het gereedschap en stuitert, zodat de wrijving tussen het gereedschap en het werkstuk groter is dan de snijactie. Het wrijvingsproces genereert ook warmte, waardoor het probleem van de slechte thermische geleidbaarheid van titaniumlegeringen wordt verergerd.

Dit probleem is zelfs nog ernstiger bij het bewerken van dunwandige of ringvormige onderdelen die gemakkelijk vervormen. Het is geen gemakkelijke taak om dunwandige onderdelen van titaniumlegeringen met de verwachte maatnauwkeurigheid te bewerken. Omdat wanneer het werkstukmateriaal door het gereedschap wordt weggeduwd, de lokale vervorming van de dunne wand het elastische bereik heeft overschreden en er plastische vervorming optreedt, en de materiaalsterkte en hardheid van het snijpunt aanzienlijk toenemen. Op dit punt wordt de bewerking met de eerder bepaalde snijsnelheid te hoog, wat verder resulteert in scherpe gereedschapsslijtage.

"Hot" is de "boosdoener" die moeilijk is om titaniumlegeringen te verwerken!

2. Technologische knowhow voortitanium cnc-bewerking

Op basis van het begrijpen van het verwerkingsmechanisme van titaniumlegeringen en het toevoegen van ervaringen uit het verleden, is de belangrijkste proceskennis voor het verwerken van titaniumlegeringen als volgt:

(1) Wisselplaten met positieve geometrie worden gebruikt om de snijkracht, snijwarmte en vervorming van het werkstuk te verminderen.

(2) Zorg voor een constante voeding om verharding van het werkstuk te voorkomen. Het gereedschap moet zich tijdens het snijproces altijd in de voedingstoestand bevinden en de radiale snijhoeveelheid ae moet tijdens het frezen 30% van de radius zijn.

(3) Er wordt gebruik gemaakt van hogedruk-snijvloeistof met een groot debiet om de thermische stabiliteit van het bewerkingsproces te garanderen en degeneratie van het werkstukoppervlak en gereedschapsschade als gevolg van te hoge temperaturen te voorkomen.

(4) Houd de mesrand scherp. Botte gereedschappen zijn de oorzaak van hitteopbouw en slijtage, wat gemakkelijk kan leiden tot defecten aan het gereedschap.

(5) Het zoveel mogelijk bewerken van de titaniumlegering in de zachtste staat, omdat het materiaal na het uitharden moeilijker te bewerken wordt en de warmtebehandeling de sterkte van het materiaal vergroot en de slijtage van de wisselplaat vergroot.

(6) Gebruik een grote neusradius of afschuining om zoveel mogelijk in de snijkant te snijden. Dit vermindert de snijkracht en hitte op elk punt en voorkomt plaatselijke breuk. Bij het frezen van titaniumlegeringen heeft van de snijparameters de snijsnelheid de grootste invloed op de standtijd vc, gevolgd door de radiale aangrijping (freesdiepte) ae.

3. Begin met het mes om het titaniumverwerkingsprobleem op te lossen

De slijtage van de wisselplaatgroef tijdens de bewerking van titaniumlegeringen is de lokale slijtage van de voor- en achterkant in de richting van de snedediepte, die vaak wordt veroorzaakt door de verharde laag die is achtergebleven door de vorige bewerking. De chemische reactie en diffusie van het gereedschap en het werkstukmateriaal bij een verwerkingstemperatuur van meer dan 800 °C zijn ook een van de redenen voor het ontstaan ​​van groefslijtage. Omdat tijdens het bewerkingsproces de titaniummoleculen van het werkstuk zich ophopen in de voorkant van het zaagblad en onder hoge druk en hoge temperatuur aan de zaagbladrand worden "gelast", waardoor een snedeopbouw ontstaat. Wanneer de opgebouwde snijkant loslaat van de snijkant, wordt de carbidecoating van de wisselplaat weggenomen, dus titaniumbewerking vereist speciale wisselplaatmaterialen en geometrieën.precisiebewerking op maat

4. Gereedschapsstructuur geschikt voor titaniumbewerking

De focus bij de verwerking van titaniumlegeringen ligt op warmte, en een grote hoeveelheid hogedruk-snijvloeistof moet tijdig en nauwkeurig op de snijkant worden gespoten om de hitte snel te verwijderen. Er zijn unieke configuraties van frezen op de markt specifiek voor het bewerken van titanium.