De ce este aliajul de titan un material dificil de prelucrat?

 

1. Fenomene fizice ale prelucrarii titanului

Forța de tăiere a prelucrării aliajului de titan este puțin mai mare decât cea a oțelului cu aceeași duritate. Totuși, fenomenul fizic al prelucrării aliajului de titan este mult mai complicat decât cel al prelucrării oțelului, ceea ce face ca prelucrarea aliajului de titan să se confrunte cu dificultăți enorme.

Conductivitatea termică a majorității aliajelor de titan este foarte scăzută, doar 1/7 din oțel și 1/16 din aluminiu. Prin urmare, căldura generată la tăierea aliajelor de titan nu va fi transferată rapid pe piesa de prelucrat sau îndepărtată de așchii. Totuși, se va acumula în zona de tăiere, iar temperatura generată poate fi de până la 1.000 °C sau mai mult, ceea ce va duce la uzura, ciobirea și crăparea rapidă a marginii de tăiere a sculei. Formarea unei muchii construite și apariția rapidă a unei margini uzate generează mai multă căldură în zona de tăiere, scurtând și mai mult durata de viață a sculei.prelucrarea titanului

Temperaturile ridicate generate în timpul procesului de tăiere distrug, de asemenea, integritatea suprafeței pieselor din aliaj de titan, având ca rezultat o scădere a preciziei geometrice a pieselor și o întărire prin lucru care le reduce drastic rezistența la oboseală.

Elasticitatea aliajelor de titan poate fi benefică pentru performanța pieselor, dar în timpul tăierii, deformarea elastică a piesei de prelucrat este o cauză esențială a vibrațiilor. Presiunea de tăiere face ca piesa de prelucrat „elastică” să se îndepărteze de unealtă și să sară, astfel încât frecarea dintre unealtă și piesa de prelucrat este mai mare decât acțiunea de tăiere. Procesul de frecare generează și căldură, agravând problema conductibilității termice slabe a aliajelor de titan.

Această problemă este și mai gravă la prelucrarea pieselor cu pereți subțiri sau în formă de inel, ușor deformate. Nu este ușor să prelucrați piesele din aliaj de titan cu pereți subțiri la precizia dimensională așteptată. Când unealta împinge materialul piesei de prelucrat, deformarea locală a peretelui subțire depășește domeniul elastic; are loc deformarea plastică, iar rezistența materialului și duritatea punctului de tăiere cresc semnificativ. Prelucrarea la viteza de așchiere determinată anterior devine prea mare, ducând la uzura ascuțită a sculei.

„Hot” este „vinovat” care face dificilă procesarea aliajelor de titan!

 

2. Know-how tehnologic pentru prelucrarea CNC a titanului 

Pe baza înțelegerii mecanismului de procesare a aliajelor de titan și a adăugării de experiență, cunoștințele de proces primare pentru prelucrarea aliajelor de titan sunt următoarele:

(1) Inserțiile cu geometrie pozitivă sunt utilizate pentru a reduce forța de tăiere a piesei de prelucrat, căldura de tăiere și deformarea.

(2) Mențineți o alimentare constantă pentru a evita întărirea piesei de prelucrat. Scula trebuie să fie întotdeauna în starea de avans în timpul procesului de tăiere, iar cantitatea de tăiere radială ar trebui să fie de 30% din raza în timpul frezării.

(3) Fluidul de tăiere de înaltă presiune și debit mare este utilizat pentru a asigura stabilitatea termică a procesului de prelucrare și pentru a preveni degenerarea suprafeței piesei de prelucrat și deteriorarea sculei din cauza temperaturii excesive.

(4) Păstrați marginea lamei ascuțită; sculele contondente cauzează acumularea de căldură și uzura, ducând rapid la defectarea sculei.

(5) Prelucrarea în cea mai moale stare a aliajului de titan pe cât posibil, deoarece materialul devine mai dificil de prelucrat după întărire, iar tratamentul termic crește rezistența materialului și uzura insertului.

(6) Folosiți o rază mare sau teșit pentru a tăia cât mai mult posibil în muchia de tăiere. Acest lucru reduce forța de tăiere și căldura în fiecare punct și previne ruperea locală. La frezarea aliajelor de titan, dintre parametrii de așchiere, viteza de așchiere are cea mai semnificativă influență asupra duratei de viață a sculei vc, urmată de angajarea radială (adâncimea de frezare) ae.

 

3. Începeți cu lama pentru a rezolva problema de prelucrare a titanului

Uzura canelurii inserției în timpul prelucrării aliajelor de titan este uzura locală a spatelui și a față în direcția adâncimii de tăiere, care este adesea cauzată de stratul întărit lăsat de prelucrarea anterioară. Reacția chimică și difuzia sculei și a materialului piesei de prelucrat la o temperatură de prelucrare de peste 800 °C sunt, de asemenea, motive pentru formarea uzurii canelurilor. Deoarece în timpul procesului de prelucrare, moleculele de titan ale piesei de prelucrat se acumulează în partea din față a lamei și sunt „sudate” de marginea lamei la presiune ridicată și temperatură ridicată, formând o margine construită. Când muchia încorporată se dezlipește de pe muchia de tăiere, aceasta îndepărtează stratul de carbură al plăcuței, astfel încât prelucrarea titanului necesită materiale și geometrii unice pentru plăcuțe.c Prelucrare personalizată de precizie

 

4. Structura sculei potrivită pentru prelucrarea titanului

Accentul prelucrării aliajului de titan este căldura, iar o cantitate mare de fluid de tăiere de înaltă presiune trebuie pulverizată pe muchia de tăiere cu promptitudine și precizie pentru a elimina rapid căldura. Există configurații unice de freze special pentru prelucrarea titanului.