เหตุใดโลหะผสมไทเทเนียมจึงเป็นวัสดุที่ตัดเฉือนได้ยาก

1. ปรากฏการณ์ทางกายภาพของการตัดเฉือนไทเทเนียม

แรงตัดของการแปรรูปโลหะผสมไทเทเนียมนั้นสูงกว่าเหล็กที่มีความแข็งเท่ากันเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่ปรากฏการณ์ทางกายภาพของการแปรรูปโลหะผสมไทเทเนียมนั้นซับซ้อนกว่าการแปรรูปเหล็กมาก ซึ่งทำให้การประมวลผลโลหะผสมไทเทเนียมเผชิญกับความยากลำบากอย่างมาก

ค่าการนำความร้อนของโลหะผสมไททาเนียมส่วนใหญ่ต่ำมาก เพียง 1/7 ของเหล็กและ 1/16 ของอะลูมิเนียม ดังนั้นความร้อนที่เกิดขึ้นในกระบวนการตัดโลหะผสมไททาเนียมจะไม่ถูกถ่ายโอนไปยังชิ้นงานอย่างรวดเร็วหรือถูกเศษดึงออกไป แต่จะสะสมในบริเวณตัด และอุณหภูมิที่สร้างขึ้นอาจสูงถึง 1,000 °C ขึ้นไป ซึ่งจะทำให้คมตัดของเครื่องมือสึกหรอ แตกหัก และร้าวอย่างรวดเร็ว การก่อตัวของคมตัด การปรากฏอย่างรวดเร็วของคมตัดที่สึกหรอ ส่งผลให้พื้นที่ตัดเกิดความร้อนมากขึ้น ส่งผลให้อายุการใช้งานของเครื่องมือสั้นลงเครื่องจักรกลไทเทเนียม

อุณหภูมิสูงที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการตัดยังทำลายความสมบูรณ์ของพื้นผิวของชิ้นส่วนโลหะผสมไททาเนียม ส่งผลให้ความแม่นยำทางเรขาคณิตของชิ้นส่วนลดลง และการแข็งตัวของงานซึ่งจะช่วยลดความต้านทานต่อความเมื่อยล้าอย่างรุนแรง

ความยืดหยุ่นของโลหะผสมไททาเนียมอาจเป็นประโยชน์ต่อประสิทธิภาพของชิ้นส่วน แต่ในระหว่างการตัด การเปลี่ยนรูปยืดหยุ่นของชิ้นงานเป็นสาเหตุสำคัญของการสั่นสะเทือน แรงกดในการตัดทำให้ชิ้นงาน "ยืดหยุ่น" เคลื่อนออกจากเครื่องมือและกระดอนเพื่อให้แรงเสียดทานระหว่างเครื่องมือกับชิ้นงานมีมากกว่าการตัด กระบวนการเสียดสียังก่อให้เกิดความร้อน ซึ่งทำให้ปัญหาการนำความร้อนของโลหะผสมไทเทเนียมแย่ลง

ปัญหานี้รุนแรงมากยิ่งขึ้นเมื่อตัดเฉือนชิ้นส่วนที่มีผนังบางหรือรูปทรงวงแหวนที่เสียรูปได้ง่าย ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะตัดเฉือนชิ้นส่วนโลหะผสมไทเทเนียมที่มีผนังบางให้ได้ความแม่นยำของขนาดตามที่คาดหวังไว้ เนื่องจากเมื่อเครื่องมือผลักวัสดุชิ้นงานออกไป การเสียรูปเฉพาะจุดของผนังบางจะเกินช่วงยืดหยุ่น และการเสียรูปพลาสติกเกิดขึ้น และความแข็งแรงและความแข็งของวัสดุของจุดตัดจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ณ จุดนี้ การตัดเฉือนที่ความเร็วตัดที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้สูงเกินไป ส่งผลให้เครื่องมือสึกหรอมากขึ้น

"ร้อน" คือ "ผู้ร้าย" ที่แปรรูปโลหะผสมไทเทเนียมได้ยาก!

2. ความรู้ทางเทคโนโลยีสำหรับเครื่องจักรกลซีเอ็นซีไทเทเนียม

บนพื้นฐานของความเข้าใจกลไกการประมวลผลของโลหะผสมไทเทเนียมและเพิ่มประสบการณ์ที่ผ่านมา ความรู้กระบวนการหลักในการแปรรูปโลหะผสมไทเทเนียมมีดังนี้:

(1) เม็ดมีดที่มีรูปทรงเป็นบวกจะใช้เพื่อลดแรงตัด ความร้อนในการตัด และการเสียรูปของชิ้นงาน

(2) รักษาอัตราป้อนให้คงที่เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ชิ้นงานแข็งตัว เครื่องมือควรอยู่ในสถานะป้อนเสมอในระหว่างกระบวนการตัด และปริมาณการตัดในแนวรัศมี ae ควรเท่ากับ 30% ของรัศมีระหว่างการกัด

(3) ใช้น้ำมันตัดแรงดันสูงและการไหลขนาดใหญ่เพื่อให้มั่นใจถึงเสถียรภาพทางความร้อนของกระบวนการตัดเฉือน และป้องกันการเสื่อมสภาพของพื้นผิวชิ้นงานและความเสียหายของเครื่องมือเนื่องจากอุณหภูมิที่มากเกินไป

(4) รักษาขอบใบมีดให้คม เครื่องมือทื่อเป็นสาเหตุของความร้อนสะสมและการสึกหรอ ซึ่งอาจทำให้เครื่องมือเสียหายได้ง่าย

(5) การตัดเฉือนโลหะผสมไททาเนียมในสถานะที่อ่อนที่สุดเท่าที่จะทำได้ เนื่องจากวัสดุจะตัดเฉือนยากขึ้นหลังจากการชุบแข็ง และการอบชุบด้วยความร้อนจะเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุและเพิ่มการสึกหรอของเม็ดมีด

(6) ใช้รัศมีปลายคมตัดหรือการลบมุมขนาดใหญ่เพื่อตัดเข้าไปในคมตัดให้มากที่สุด ซึ่งจะช่วยลดแรงตัดและความร้อนทุกจุดและป้องกันการแตกหักเฉพาะจุด เมื่อทำการกัดไททาเนียมอัลลอยด์ ในบรรดาพารามิเตอร์การตัด ความเร็วตัดจะมีอิทธิพลมากที่สุดต่ออายุการใช้งานของเครื่องมือ vc ตามมาด้วยหน้าสัมผัสในแนวรัศมี (ความลึกในการกัด) ae

3. เริ่มต้นด้วยใบมีดเพื่อแก้ปัญหาการประมวลผลไทเทเนียม

การสึกหรอของร่องเม็ดมีดระหว่างการตัดเฉือนโลหะผสมไททาเนียมคือการสึกหรอเฉพาะจุดด้านหลังและด้านหน้าในทิศทางของความลึกของการตัด ซึ่งมักเกิดจากชั้นแข็งที่เหลือจากการประมวลผลครั้งก่อน ปฏิกิริยาทางเคมีและการแพร่กระจายของเครื่องมือและวัสดุชิ้นงานที่อุณหภูมิการประมวลผลมากกว่า 800 °C ก็เป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดการสึกหรอของร่องเช่นกัน เนื่องจากในระหว่างกระบวนการตัดเฉือน โมเลกุลไทเทเนียมของชิ้นงานจะสะสมที่ด้านหน้าของใบมีดและถูก "เชื่อม" กับขอบใบมีดภายใต้แรงดันสูงและอุณหภูมิสูง ทำให้เกิดขอบที่สะสมตัว เมื่อคมตัดที่สะสมหลุดออกจากคมตัด มันจะดึงการเคลือบคาร์ไบด์ของเม็ดมีดออกไป ดังนั้นการตัดเฉือนไทเทเนียมจึงต้องใช้วัสดุและรูปทรงพิเศษของเม็ดมีดเครื่องจักรกลที่มีความแม่นยำแบบกำหนดเอง

4. โครงสร้างเครื่องมือที่เหมาะสมสำหรับการตัดเฉือนไทเทเนียม

จุดสำคัญของการประมวลผลโลหะผสมไททาเนียมคือความร้อน และต้องพ่นของเหลวตัดแรงดันสูงจำนวนมากบนคมตัดในเวลาที่เหมาะสมและแม่นยำเพื่อขจัดความร้อนอย่างรวดเร็ว หัวกัดในตลาดมีรูปแบบเฉพาะสำหรับการตัดเฉือนไทเทเนียมโดยเฉพาะ