สำรวจความยากลำบากในการทำงานกับโลหะผสมไทเทเนียม

นับตั้งแต่การค้นพบไทเทเนียมในปี 1790 มนุษย์ได้สำรวจคุณสมบัติพิเศษของมันมานานกว่าศตวรรษ ในปี 1910 มีการผลิตโลหะไทเทเนียมเป็นครั้งแรก แต่การเดินทางไปสู่การใช้โลหะผสมไทเทเนียมนั้นยาวนานและท้าทาย จนกระทั่งปี 1951 การผลิตภาคอุตสาหกรรมกลายเป็นความจริง

โลหะผสมไทเทเนียมมีชื่อเสียงในด้านความแข็งแรงจำเพาะสูง ทนต่อการกัดกร่อน ทนต่ออุณหภูมิสูง และทนต่อความล้า มีน้ำหนักเพียง 60% ของเหล็กที่มีปริมาตรเท่ากันแต่ยังแข็งแรงกว่าเหล็กโลหะผสม เนื่องจากคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมเหล่านี้ โลหะผสมไททาเนียมจึงถูกนำมาใช้มากขึ้นในด้านต่างๆ รวมถึงการบิน การบินและอวกาศ การผลิตไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์ การขนส่ง สารเคมี และอุปกรณ์ทางการแพทย์

สาเหตุที่โลหะผสมไททาเนียมแปรรูปได้ยาก

คุณลักษณะหลักสี่ประการของโลหะผสมไททาเนียม ได้แก่ การนำความร้อนต่ำ การแข็งตัวของงานอย่างมีนัยสำคัญ ความสามารถในการจับยึดเครื่องมือตัดสูง และการเสียรูปพลาสติกที่จำกัด ล้วนเป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้วัสดุเหล่านี้แปรรูปได้ยาก ประสิทธิภาพการตัดมีค่าเพียงประมาณ 20% ของเหล็กตัดง่าย

การนำความร้อนต่ำ

โลหะผสมไทเทเนียมมีค่าการนำความร้อนเพียงประมาณ 16% ของค่าการนำความร้อนของเหล็ก 45# ความสามารถที่จำกัดในการนำความร้อนออกไปในระหว่างการประมวลผลทำให้อุณหภูมิที่คมตัดเพิ่มขึ้นอย่างมาก ในความเป็นจริง อุณหภูมิทิประหว่างการประมวลผลอาจเกินอุณหภูมิของเหล็ก 45# มากกว่า 100% อุณหภูมิที่สูงขึ้นนี้ทำให้เกิดการสึกหรอแบบกระจายบนเครื่องมือตัดได้ง่าย

การแข็งตัวของงานอย่างรุนแรง

โลหะผสมไททาเนียมแสดงปรากฏการณ์การแข็งตัวของงานอย่างมีนัยสำคัญ ส่งผลให้ชั้นการแข็งตัวของพื้นผิวเด่นชัดมากขึ้นเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิม สิ่งนี้สามารถนำไปสู่ความท้าทายในการประมวลผลในภายหลัง เช่น การสึกหรอของเครื่องมือที่เพิ่มขึ้น

มีความสัมพันธ์สูงกับเครื่องมือตัด

การยึดเกาะอย่างรุนแรงด้วยซีเมนต์คาร์ไบด์ที่มีไททาเนียม

การเสียรูปพลาสติกขนาดเล็ก

โมดูลัสยืดหยุ่นของเหล็ก 45 มีค่าประมาณครึ่งหนึ่ง ทำให้เกิดการคืนตัวของความยืดหยุ่นและการเสียดสีที่รุนแรง นอกจากนี้ชิ้นงานยังเสี่ยงต่อการเสียรูปจากการหนีบอีกด้วย

เคล็ดลับทางเทคโนโลยีสำหรับการตัดเฉือนโลหะผสมไทเทเนียม

จากความเข้าใจของเราเกี่ยวกับกลไกการตัดเฉือนไททาเนียมอัลลอยด์และประสบการณ์ที่ผ่านมา ต่อไปนี้คือคำแนะนำทางเทคโนโลยีหลักสำหรับการตัดเฉือนวัสดุเหล่านี้:

- ใช้ใบมีดที่มีรูปทรงมุมบวกเพื่อลดแรงตัด ลดความร้อนในการตัด และลดการเสียรูปของชิ้นงาน

- รักษาอัตราการป้อนให้คงที่เพื่อป้องกันชิ้นงานแข็งตัว เครื่องมือควรอยู่ในฟีดเสมอในระหว่างกระบวนการตัด สำหรับการกัด ความลึกตัดในแนวรัศมี (ae) ควรเท่ากับ 30% ของรัศมีของเครื่องมือ

- ใช้น้ำมันตัดกลึงแรงดันสูงและการไหลสูงเพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรทางความร้อนระหว่างการตัดเฉือน ป้องกันการเสื่อมสภาพของพื้นผิวและความเสียหายของเครื่องมือเนื่องจากอุณหภูมิที่มากเกินไป

- รักษาขอบใบมีดให้คม เครื่องมือทื่ออาจทำให้เกิดความร้อนสะสมและการสึกหรอเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เครื่องมือเสี่ยงต่อความล้มเหลวอย่างมาก

- โลหะผสมไทเทเนียมของเครื่องจักรมีสถานะอ่อนที่สุดทุกครั้งที่เป็นไปได้การประมวลผลด้วยเครื่องจักรซีเอ็นซีจะยากขึ้นหลังจากการชุบแข็ง เนื่องจากการอบชุบด้วยความร้อนจะเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุและเร่งการสึกหรอของใบมีด

- ใช้รัศมีปลายหรือการลบมุมขนาดใหญ่เมื่อตัดเพื่อเพิ่มพื้นที่สัมผัสของใบมีดให้สูงสุด กลยุทธ์นี้สามารถลดแรงตัดและความร้อนในแต่ละจุดได้ ซึ่งช่วยป้องกันการแตกหักเฉพาะจุด เมื่อกัดไทเทเนียมอัลลอยด์ ความเร็วตัดจะส่งผลต่ออายุการใช้งานเครื่องมือมากที่สุด ตามมาด้วยความลึกของการตัดในแนวรัศมี

แก้ไขปัญหาการประมวลผลไทเทเนียมโดยเริ่มจากใบมีด

การสึกหรอของร่องใบมีดที่เกิดขึ้นระหว่างการประมวลผลโลหะผสมไทเทเนียมคือการสึกหรอเฉพาะจุดที่เกิดขึ้นที่ด้านหลังและด้านหน้าของใบมีด ตามทิศทางของความลึกของการตัด การสึกหรอนี้มักเกิดจากชั้นแข็งที่หลงเหลือจากกระบวนการตัดเฉือนครั้งก่อน นอกจากนี้ ที่อุณหภูมิการประมวลผลสูงกว่า 800°C ปฏิกิริยาทางเคมีและการแพร่กระจายระหว่างเครื่องมือกับวัสดุชิ้นงานทำให้เกิดการสึกหรอของร่อง

ในระหว่างการตัดเฉือน โมเลกุลไทเทเนียมจากชิ้นงานสามารถสะสมที่ด้านหน้าของใบมีดได้เนื่องจากความดันและอุณหภูมิสูง ทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการสะสมของคมตัด เมื่อขอบที่สะสมนี้หลุดออกจากใบมีด จะสามารถขจัดการเคลือบคาร์ไบด์บนใบมีดได้ ด้วยเหตุนี้ การแปรรูปโลหะผสมไทเทเนียมจึงจำเป็นต้องใช้วัสดุใบมีดและรูปทรงพิเศษ

โครงสร้างเครื่องมือเหมาะสำหรับการแปรรูปไทเทเนียม

การแปรรูปโลหะผสมไทเทเนียมเกี่ยวข้องกับการจัดการความร้อนเป็นหลัก เพื่อกระจายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ จะต้องฉีดน้ำมันตัดแรงดันสูงจำนวนมากลงบนคมตัดอย่างแม่นยำและรวดเร็ว นอกจากนี้ยังมีการออกแบบหัวกัดแบบพิเศษที่ออกแบบมาเพื่อการประมวลผลโลหะผสมไทเทเนียมโดยเฉพาะ

เริ่มต้นจากวิธีการตัดเฉือนเฉพาะ

การหมุน

ผลิตภัณฑ์โลหะผสมไทเทเนียมสามารถให้พื้นผิวที่หยาบได้ดีในระหว่างการกลึง และการชุบแข็งของงานไม่รุนแรง อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิในการตัดสูง ส่งผลให้เครื่องมือสึกหรออย่างรวดเร็ว เพื่อจัดการกับคุณลักษณะเหล่านี้ เรามุ่งเน้นไปที่มาตรการต่อไปนี้เกี่ยวกับเครื่องมือและพารามิเตอร์การตัดเป็นหลัก:

วัสดุเครื่องมือ:ตามเงื่อนไขที่มีอยู่ของโรงงาน วัสดุเครื่องมือ YG6, YG8 และ YG10HT จะถูกเลือก

พารามิเตอร์รูปทรงของเครื่องมือ:มุมด้านหน้าและด้านหลังของเครื่องมือที่เหมาะสม การปัดเศษคำแนะนำเครื่องมือ

เมื่อหมุนวงกลมด้านนอก สิ่งสำคัญคือต้องรักษาความเร็วตัดต่ำ อัตราป้อนปานกลาง ความลึกของการตัดลึกขึ้น และการระบายความร้อนที่เพียงพอ ปลายเครื่องมือไม่ควรสูงกว่าจุดศูนย์กลางของชิ้นงาน เนื่องจากอาจทำให้ปลายติดได้ นอกจากนี้ เมื่อเก็บผิวละเอียดและกลึงชิ้นส่วนที่มีผนังบาง มุมเบี่ยงเบนหลักของเครื่องมือโดยทั่วไปควรอยู่ระหว่าง 75 ถึง 90 องศา

มิลลิ่ง

การกัดผลิตภัณฑ์โลหะผสมไทเทเนียมทำได้ยากกว่าการกลึง เนื่องจากการกัดเป็นการตัดเป็นระยะๆ และเศษจะติดเข้ากับใบมีดได้ง่าย เมื่อฟันเหนียวตัดเข้าไปในชิ้นงานอีกครั้ง เศษเหนียวจะหลุดออกและนำวัสดุเครื่องมือชิ้นเล็กๆ ออกไป ส่งผลให้เกิดการบิ่น ซึ่งลดความทนทานของเครื่องมือลงอย่างมาก

วิธีการกัด:โดยทั่วไปจะใช้การกัดแบบดาวน์

วัสดุเครื่องมือ:เหล็กความเร็วสูง M42

โดยทั่วไปแล้วการกัดแบบดาวน์ไม่ได้ใช้ในการแปรรูปเหล็กโลหะผสม สาเหตุหลักมาจากอิทธิพลของช่องว่างระหว่างลีดสกรูของเครื่องมือกลกับน็อต ในระหว่างการกัดตาม ขณะที่หัวกัดประกอบกับชิ้นงาน แรงของส่วนประกอบในทิศทางป้อนจะสอดคล้องกับทิศทางป้อน การจัดตำแหน่งนี้สามารถนำไปสู่การเคลื่อนที่เป็นระยะๆ ของโต๊ะชิ้นงาน ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงที่เครื่องมือจะแตกหัก

นอกจากนี้ ในการกัดทบ ฟันของเครื่องตัดจะพบกับชั้นแข็งที่คมตัด ซึ่งอาจทำให้เครื่องมือเสียหายได้ ในการกัดย้อนกลับ เศษจะเปลี่ยนจากบางไปเป็นหนา ทำให้ขั้นตอนการตัดเริ่มแรกมีแนวโน้มที่จะเกิดการเสียดสีแบบแห้งระหว่างเครื่องมือและชิ้นงาน ซึ่งอาจทำให้การยึดเกาะของเศษและการบิ่นของเครื่องมือรุนแรงขึ้น

เพื่อให้การกัดไทเทเนียมอัลลอยด์มีความนุ่มนวลยิ่งขึ้น ควรคำนึงถึงข้อควรพิจารณาหลายประการ: การลดมุมด้านหน้าและเพิ่มมุมด้านหลังเมื่อเทียบกับหัวกัดมาตรฐาน ขอแนะนำให้ใช้ความเร็วการกัดที่ต่ำลง และเลือกใช้หัวกัดแบบฟันแหลม ในขณะที่หลีกเลี่ยงหัวกัดแบบพลั่ว

การแตะ

เมื่อต๊าปผลิตภัณฑ์โลหะผสมไทเทเนียม เศษขนาดเล็กสามารถเกาะติดกับใบมีดและชิ้นงานได้ง่าย สิ่งนี้นำไปสู่ความหยาบของพื้นผิวและแรงบิดที่เพิ่มขึ้น การเลือกและการใช้ต๊าปที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้งานแข็งตัว ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการประมวลผลต่ำมาก และอาจทำให้ต๊าปแตกในบางครั้ง

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการแตะ ขอแนะนำให้จัดลำดับความสำคัญโดยใช้การแตะแบบข้ามที่มีเธรดเดียว จำนวนฟันบนต๊าปควรน้อยกว่าจำนวนฟันต๊าปมาตรฐาน โดยทั่วไปจะมีฟันประมาณ 2 ถึง 3 ซี่ แนะนำให้ใช้มุมเทเปอร์ในการตัดที่ใหญ่กว่า โดยโดยทั่วไปแล้วส่วนเทเปอร์จะวัดความยาวของเกลียว 3 ถึง 4 เส้น เพื่อช่วยในการขจัดเศษ คุณสามารถกราวด์มุมเอียงลบบนเทเปอร์ตัดได้ การใช้ดอกต๊าปที่สั้นลงจะช่วยเพิ่มความแข็งแกร่งของเทเปอร์ได้ นอกจากนี้ รีเวิร์สเทเปอร์ควรมีขนาดใหญ่กว่ามาตรฐานเล็กน้อยเพื่อลดแรงเสียดทานระหว่างเทเปอร์และชิ้นงาน

การรีม

เมื่อทำการรีมโลหะผสมไททาเนียม การสึกหรอของเครื่องมือโดยทั่วไปจะไม่รุนแรง ทำให้สามารถใช้ทั้งรีมเมอร์คาร์ไบด์และเหล็กความเร็วสูงได้ เมื่อใช้รีมเมอร์คาร์ไบด์ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมั่นใจในความแข็งแกร่งของระบบกระบวนการ เช่นเดียวกับที่ใช้ในการเจาะ เพื่อป้องกันการบิ่นของรีมเมอร์

ความท้าทายหลักในการรีมรูโลหะผสมไทเทเนียมคือการได้ผิวสำเร็จที่เรียบเนียน เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ใบมีดติดกับผนังรู ควรลดความกว้างของใบมีดรีมเมอร์ให้แคบลงอย่างระมัดระวังโดยใช้หินน้ำมัน โดยที่ยังคงมีความแข็งแรงเพียงพอ โดยทั่วไป ความกว้างใบมีดควรอยู่ระหว่าง 0.1 มม. ถึง 0.15 มม.

การเปลี่ยนระหว่างคมตัดและส่วนการสอบเทียบควรมีส่วนโค้งที่เรียบ จำเป็นต้องมีการบำรุงรักษาตามปกติหลังจากการสึกหรอ เพื่อให้มั่นใจว่าขนาดส่วนโค้งของฟันแต่ละซี่ยังคงสม่ำเสมอ หากจำเป็น สามารถขยายส่วนการสอบเทียบเพื่อประสิทธิภาพที่ดีขึ้นได้

การเจาะ

การเจาะไททาเนียมอัลลอยด์ถือเป็นความท้าทายที่สำคัญ ซึ่งมักทำให้ดอกสว่านไหม้หรือแตกหักระหว่างการประมวลผล สาเหตุหลักมาจากปัญหาต่างๆ เช่น การเจียรดอกสว่านที่ไม่เหมาะสม การกำจัดเศษไม่เพียงพอ การระบายความร้อนไม่เพียงพอ และความแข็งแกร่งของระบบไม่ดี

เพื่อให้เจาะไททาเนียมอัลลอยด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องมุ่งเน้นไปที่ปัจจัยต่อไปนี้: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เจียรดอกสว่านอย่างเหมาะสม ใช้มุมบนที่ใหญ่ขึ้น ลดมุมด้านหน้าของขอบด้านนอก เพิ่มมุมด้านหลังของขอบด้านนอก และปรับเทเปอร์ด้านหลังให้เหมาะสม 2 ถึง 3 เท่าของดอกสว่านมาตรฐาน สิ่งสำคัญคือต้องดึงเครื่องมือกลับบ่อยๆ เพื่อขจัดเศษออกทันที พร้อมทั้งตรวจสอบรูปร่างและสีของเศษด้วย หากเศษดูเป็นขนนกหรือสีเปลี่ยนไประหว่างการเจาะ แสดงว่าดอกสว่านเริ่มทื่อ และควรเปลี่ยนหรือลับให้คม

นอกจากนี้ จิ๊กสว่านจะต้องยึดเข้ากับโต๊ะทำงานอย่างแน่นหนา โดยให้ใบมีดอยู่ใกล้กับพื้นผิวการประมวลผล ขอแนะนำให้ใช้สว่านสั้นทุกครั้งที่เป็นไปได้ เมื่อใช้การป้อนด้วยมือ ควรระมัดระวังไม่ให้เคลื่อนหรือถอยดอกสว่านภายในรู การทำเช่นนี้อาจทำให้ใบสว่านเสียดสีกับพื้นผิวการประมวลผล ส่งผลให้ดอกสว่านแข็งตัวและทำให้ดอกสว่านทื่อ

การบด

ปัญหาทั่วไปที่พบในการเจียรชิ้นส่วนโลหะผสมไทเทเนียม CNCรวมถึงการอุดตันของล้อเจียรเนื่องจากเศษติดและรอยไหม้ที่พื้นผิวของชิ้นส่วน สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากโลหะผสมไททาเนียมมีค่าการนำความร้อนต่ำ ซึ่งทำให้บริเวณการเจียรมีอุณหภูมิสูง ในทางกลับกัน จะทำให้เกิดพันธะ การแพร่กระจาย และปฏิกิริยาเคมีที่รุนแรงระหว่างโลหะผสมไททาเนียมกับวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

การมีเศษเหนียวและล้อเจียรที่อุดตันจะช่วยลดอัตราการเจียรลงได้อย่างมาก นอกจากนี้ ปฏิกิริยาการแพร่กระจายและปฏิกิริยาทางเคมียังส่งผลให้เกิดการไหม้ที่พื้นผิวของชิ้นงาน ซึ่งช่วยลดความล้าของชิ้นส่วนได้ในที่สุด ปัญหานี้เด่นชัดเป็นพิเศษเมื่อทำการเจียรการหล่อโลหะผสมไทเทเนียม

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ มาตรการที่ใช้คือ:

เลือกวัสดุล้อเจียรที่เหมาะสม: ซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียว TL ความแข็งของล้อเจียรลดลงเล็กน้อย: ZR1

การตัดวัสดุโลหะผสมไทเทเนียมต้องได้รับการควบคุมผ่านวัสดุเครื่องมือ น้ำมันตัด และพารามิเตอร์การประมวลผล เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผลโดยรวม

หากท่านต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมหรือสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดติดต่อinfo@anebon.com

ขายร้อน: โรงงานผลิตในประเทศจีนส่วนประกอบการกลึง CNCและ CNC ขนาดเล็กส่วนประกอบการกัด.

Anebon มุ่งเน้นการขยายตลาดต่างประเทศและได้สร้างฐานลูกค้าที่แข็งแกร่งในประเทศยุโรป สหรัฐอเมริกา ตะวันออกกลาง และแอฟริกา บริษัทให้ความสำคัญกับคุณภาพเป็นรากฐานและรับประกันการบริการที่เป็นเลิศเพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้าทุกคน