Varför är titanlegering ett svårt material att bearbeta?

1. Fysiska fenomen vid titanbearbetning

Skärkraften för bearbetning av titanlegering är bara något högre än för stål med samma hårdhet, men det fysiska fenomenet med bearbetning av titanlegering är mycket mer komplicerat än för bearbetning av stål, vilket gör att bearbetning av titanlegeringar står inför stora svårigheter.

Värmeledningsförmågan för de flesta titanlegeringar är mycket låg, endast 1/7 av stål och 1/16 av aluminium. Därför kommer värmen som genereras i processen att skära titanlegeringar inte snabbt överföras till arbetsstycket eller tas bort av spånen, utan kommer att ackumuleras i skärområdet, och den genererade temperaturen kan vara så hög som 1 000 °C eller mer , vilket gör att skäreggen på verktyget snabbt slits, flisar och spricker. Bildandet av uppbyggd egg, det snabba utseendet av en sliten egg, genererar i sin tur mer värme i skärområdet, vilket ytterligare förkortar verktygets livslängd.titanbearbetning

De höga temperaturerna som genereras under skärprocessen förstör också ytintegriteten hos titanlegeringsdelarna, vilket resulterar i en minskning av delarnas geometriska noggrannhet och arbetshärdning som kraftigt minskar deras utmattningshållfasthet.

Elasticiteten hos titanlegeringar kan vara fördelaktig för detaljens prestanda, men under skärning är den elastiska deformationen av arbetsstycket en viktig orsak till vibrationer. Skärtrycket gör att det "elastiska" arbetsstycket rör sig bort från verktyget och studsar så att friktionen mellan verktyget och arbetsstycket är större än skärverkan. Friktionsprocessen genererar också värme, vilket förvärrar problemet med dålig värmeledningsförmåga hos titanlegeringar.

Detta problem är ännu allvarligare vid bearbetning av tunnväggiga eller ringformade delar som lätt deformeras. Det är inte en lätt uppgift att bearbeta tunnväggiga titanlegeringsdelar till den förväntade dimensionsnoggrannheten. För när arbetsstyckets material trycks bort av verktyget har den lokala deformationen av den tunna väggen överskridit det elastiska området och plastisk deformation uppstår och skärpunktens materialstyrka och hårdhet ökar avsevärt. Vid denna tidpunkt blir bearbetningen med den tidigare bestämda skärhastigheten för hög, vilket ytterligare resulterar i skarpt verktygsslitage.

"Hot" är "boven" som är svår att bearbeta titanlegeringar!

2. Tekniskt kunnande förtitan cnc-bearbetning

På grundval av att förstå bearbetningsmekanismen för titanlegeringar och lägga till tidigare erfarenheter är den huvudsakliga processkunskapen för bearbetning av titanlegeringar som följer:

(1) Skär med positiv geometri används för att minska skärkraft, skärvärme och deformation av arbetsstycket.

(2) Upprätthåll en konstant matning för att undvika härdning av arbetsstycket. Verktyget ska alltid vara i matat tillstånd under skärningsprocessen, och den radiella skärmängden ae bör vara 30 % av radien under fräsning.

(3) Högtrycks- och skärvätska med stort flöde används för att säkerställa bearbetningsprocessens termiska stabilitet och förhindra degenerering av arbetsstyckets yta och verktygsskador på grund av för hög temperatur.

(4) Håll kniveggen vass, trubbiga verktyg är orsaken till värmeuppbyggnad och slitage, vilket lätt kan leda till verktygsfel.

(5) Bearbetning i titanlegeringens mjukaste tillstånd så mycket som möjligt, eftersom materialet blir svårare att bearbeta efter härdning, och värmebehandlingen ökar hållfastheten hos materialet och ökar slitaget på skäret.

(6) Använd en stor nosradie eller avfasning för att skära så mycket som möjligt i skäreggen. Detta minskar skärkraft och värme vid varje punkt och förhindrar lokalt brott. Vid fräsning av titanlegeringar, bland skärparametrarna, har skärhastigheten störst inverkan på verktygets livslängd vc, följt av det radiella ingreppet (fräsdjupet) ae.

3. Börja med bladet för att lösa titanbearbetningsproblemet

Slitaget på skärspåret under bearbetningen av titanlegeringar är det lokala slitaget på baksidan och framsidan i skärdjupets riktning, vilket ofta orsakas av det härdade lagret som lämnats av den tidigare bearbetningen. Den kemiska reaktionen och diffusionen av verktyget och arbetsstyckets material vid en bearbetningstemperatur på mer än 800 °C är också en av orsakerna till uppkomsten av spårslitage. För under bearbetningsprocessen ackumuleras arbetsstyckets titanmolekyler i framsidan av bladet och "svetsas" till bladeggen under högt tryck och hög temperatur, och bildar en uppbyggd egg. När den uppbyggda eggen skalar av skäreggen tar det bort hårdmetallbeläggningen på skäret, så titanbearbetning kräver speciella skärmaterial och geometrier.anpassad precisionsbearbetning

4. Verktygsstruktur lämplig för titanbearbetning

Fokus för bearbetning av titanlegering är värme, och en stor mängd högtrycksskärvätska måste sprutas på skäreggen i rätt tid och exakt för att snabbt ta bort värmen. Det finns unika konfigurationer av fräsar på marknaden speciellt för bearbetning av titan.