Από την ανακάλυψη του τιτανίου το 1790, οι άνθρωποι εξερευνούν εδώ και έναν αιώνα για να αποκτήσουν τις εξαιρετικές του ιδιότητες. Το 1910, οι άνθρωποι παρήγαγαν για πρώτη φορά μέταλλο τιτανίου, αλλά ο δρόμος για την εφαρμογή των κραμάτων τιτανίου ήταν μακρύς και επίπονος. Μόλις 40 χρόνια αργότερα, το 1951, πραγματοποιήθηκε τελικά η βιομηχανική παραγωγή.
Τα κράματα τιτανίου έχουν τα χαρακτηριστικά υψηλής ειδικής αντοχής, αντοχής στη διάβρωση, αντοχής σε υψηλή θερμοκρασία και αντοχής στην κόπωση. Το βάρος των κραμάτων τιτανίου του ίδιου μεγέθους είναι μόνο το 60% του βάρους του χάλυβα, αλλά είναι ισχυρότερο από το κράμα χάλυβα. Λόγω των καλών ιδιοτήτων του, τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο στην αεροπορία, την αεροδιαστημική, τον εξοπλισμό παραγωγής ενέργειας, την πυρηνική ενέργεια, τα πλοία, τα χημικά και τον ιατρικό εξοπλισμό.
Λόγοι για τη δυσκολία στην επεξεργασία κραμάτων τιτανίου
Τα τέσσερα χαρακτηριστικά των κραμάτων τιτανίου, όπως η χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, η έντονη σκλήρυνση κατά την εργασία, η υψηλή συγγένεια με κοπτικά εργαλεία και η μικρή πλαστική παραμόρφωση, είναι οι βασικοί λόγοι για τη δυσκολία επεξεργασίας κραμάτων τιτανίου. Ο δείκτης κοπής του ισοδυναμεί μόνο με το 20% του ευκόλωτου χάλυβα.
Χαμηλή θερμική αγωγιμότητα
Η θερμική αγωγιμότητα του κράματος τιτανίου είναι μόνο περίπου το 16% αυτής του χάλυβα 45#. Η θερμότητα δεν μπορεί να απομακρυνθεί εγκαίρως κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, με αποτέλεσμα την τοπική υψηλή θερμοκρασία της κοπτικής ακμής (η θερμοκρασία του άκρου κατά την επεξεργασία είναι μεγαλύτερη από 1 φορές εκείνη του χάλυβα 45#), η οποία προκαλεί εύκολα διάχυτη φθορά του εργαλείου.
Σοβαρή σκλήρυνση εργασίας
Το φαινόμενο σκλήρυνσης εργασίας του κράματος τιτανίου είναι προφανές και το στρώμα σκλήρυνσης της επιφάνειας είναι πιο σοβαρό από αυτό του ανοξείδωτου χάλυβα, το οποίο θα προκαλέσει ορισμένες δυσκολίες στην επακόλουθη επεξεργασία, όπως αυξημένη ζημιά στο όριο του εργαλείου.
Υψηλή συγγένεια με εργαλεία
Σοβαρή πρόσφυση με τσιμεντοκαρβίδιο που περιέχει τιτάνιο.
Μικρή πλαστική παραμόρφωση
Είναι περίπου το 1/2 του συντελεστή ελαστικότητας του χάλυβα 45, επομένως η ανάκτηση ελαστικότητας είναι μεγάλη και η τριβή σοβαρή. Ταυτόχρονα, το τεμάχιο εργασίας είναι επίσης επιρρεπές σε παραμόρφωση σύσφιξης.
Τεχνικές συμβουλές για την επεξεργασία κράματος τιτανίου
Με βάση την κατανόηση του μηχανισμού επεξεργασίας του κράματος τιτανίου και την προηγούμενη εμπειρία, οι κύριες συμβουλές επεξεργασίας για την επεξεργασία κράματος τιτανίου είναι οι εξής:
(1) Χρησιμοποιήστε μια λεπίδα με γεωμετρία θετικής γωνίας για να μειώσετε τη δύναμη κοπής, τη θερμότητα κοπής και την παραμόρφωση του τεμαχίου εργασίας.
(2) Διατηρήστε σταθερή τροφοδοσία για να αποφύγετε τη σκλήρυνση του τεμαχίου εργασίας. Το εργαλείο πρέπει να βρίσκεται πάντα σε τροφοδοσία κατά τη διαδικασία κοπής. Το ακτινωτό βάθος κοπής κατά το φρεζάρισμα πρέπει να είναι 30% της ακτίνας.
(3) Χρησιμοποιήστε υγρό κοπής υψηλής πίεσης και υψηλής ροής για να εξασφαλίσετε τη θερμική σταθερότητα της διαδικασίας κατεργασίας και να αποτρέψετε τον εκφυλισμό της επιφάνειας και τη ζημιά του εργαλείου λόγω υπερβολικής θερμοκρασίας.
(4) Διατηρήστε την άκρη της λεπίδας αιχμηρή. Τα αμβλεία εργαλεία είναι η αιτία της συσσώρευσης θερμότητας και της φθοράς, η οποία μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε αστοχία του εργαλείου.
(5) Επεξεργαστείτε το κράμα τιτανίου στην πιο μαλακή του κατάσταση όσο το δυνατόν περισσότερο, επειδή το υλικό γίνεται πιο δύσκολο να επεξεργαστεί μετά τη σκλήρυνση. Η θερμική επεξεργασία αυξάνει την αντοχή του υλικού και αυξάνει τη φθορά της λεπίδας.
(6) Χρησιμοποιήστε μια μεγάλη ακτίνα άκρου εργαλείου ή λοξότμηση για να κόψετε και να βάλετε όσο το δυνατόν περισσότερο τη λεπίδα στο κόψιμο. Αυτό μπορεί να μειώσει τη δύναμη κοπής και τη θερμότητα σε κάθε σημείο και να αποτρέψει την τοπική ζημιά. Κατά την άλεση κράματος τιτανίου, η ταχύτητα κοπής έχει τη μεγαλύτερη επίδραση στη διάρκεια ζωής του εργαλείου μεταξύ όλων των παραμέτρων κοπής, ακολουθούμενη από το ακτινωτό βάθος κοπής.
Λύστε προβλήματα επεξεργασίας τιτανίου ξεκινώντας από τη λεπίδα
Η φθορά της αυλάκωσης της λεπίδας που συμβαίνει κατά την επεξεργασία του κράματος τιτανίου είναι τοπική φθορά στο πίσω και στο μπροστινό μέρος κατά μήκος της κατεύθυνσης του βάθους κοπής. Συχνά προκαλείται από το σκληρυμένο στρώμα που έχει απομείνει από την προηγούμενη επεξεργασία. Η χημική αντίδραση και η διάχυση μεταξύ του εργαλείου και του υλικού του τεμαχίου εργασίας σε θερμοκρασία επεξεργασίας μεγαλύτερη από 800 μοίρες είναι επίσης ένας από τους λόγους για το σχηματισμό φθοράς αυλακώσεων. Διότι κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, τα μόρια τιτανίου του τεμαχίου συσσωρεύονται μπροστά από τη λεπίδα και «συγκολλούνται» στη λεπίδα υπό υψηλή πίεση και υψηλή θερμοκρασία για να σχηματίσουν ένα χτισμένο άκρο. Όταν το χτισμένο άκρο αποκολληθεί από τη λεπίδα, αφαιρείται η επικάλυψη καρβιδίου της λεπίδας. Επομένως, η επεξεργασία του κράματος τιτανίου απαιτεί ειδικά υλικά και γεωμετρίες λεπίδων.
Δομή εργαλείου κατάλληλη για επεξεργασία τιτανίου
Το επίκεντρο της επεξεργασίας κράματος τιτανίου είναι η θερμότητα. Μια μεγάλη ποσότητα υγρού κοπής υψηλής πίεσης πρέπει να ψεκαστεί στην κοπτική άκρη έγκαιρα και με ακρίβεια για να αφαιρεθεί γρήγορα η θερμότητα. Στην αγορά υπάρχουν μοναδικές δομές φρεζαρίσματος ειδικά για την επεξεργασία κράματος τιτανίου.
Ξεκινώντας από τη συγκεκριμένη μέθοδο κατεργασίας
Στροφή
Τα προϊόντα από κράμα τιτανίου αποκτούν εύκολα καλή τραχύτητα επιφάνειας κατά την περιστροφή και η σκλήρυνση της εργασίας δεν είναι σοβαρή, αλλά η θερμοκρασία κοπής είναι υψηλή και το εργαλείο φθείρεται γρήγορα. Λαμβάνοντας υπόψη αυτά τα χαρακτηριστικά, λαμβάνονται κυρίως τα ακόλουθα μέτρα όσον αφορά τα εργαλεία και τις παραμέτρους κοπής:
Υλικό εργαλείου: YG6, YG8 και YG10HT επιλέγονται σύμφωνα με τις υπάρχουσες συνθήκες του εργοστασίου.
Παράμετροι γεωμετρίας εργαλείου: κατάλληλες γωνίες εμπρός και πίσω εργαλείου, στρογγυλεμένο άκρο εργαλείου.
Χαμηλή ταχύτητα κοπής, μέτρια ταχύτητα τροφοδοσίας, βαθύ βάθος κοπής, επαρκής ψύξη, το άκρο του εργαλείου δεν μπορεί να είναι υψηλότερο από το κέντρο του τεμαχίου κατά την περιστροφή του εξωτερικού κύκλου, διαφορετικά είναι εύκολο να κολλήσετε. Κατά το φινίρισμα και την περιστροφή εξαρτημάτων με λεπτά τοιχώματα, η κύρια γωνία εκτροπής του εργαλείου πρέπει να είναι μεγάλη, γενικά 75~90 μοίρες.
Αλεσμα
Το φρεζάρισμα των προϊόντων από κράμα τιτανίου είναι πιο δύσκολο από το γύρισμα, επειδή το φρεζάρισμα είναι διακοπτόμενη κοπή και τα τσιπ κολλάνε εύκολα στη λεπίδα. Όταν τα κολλώδη δόντια του τσιπ κόβονται ξανά στο τεμάχιο εργασίας, τα κολλώδη τσιπ αποσπώνται και αφαιρούν ένα μικρό κομμάτι υλικού εργαλείου, σχηματίζοντας μια σπασμένη άκρη, η οποία μειώνει σημαντικά την ανθεκτικότητα του εργαλείου.
Μέθοδος φρεζαρίσματος: γενικά χρησιμοποιείτε φρεζάρισμα.
Υλικό εργαλείου: χάλυβας υψηλής ταχύτητας M42.
Γενικά, η επεξεργασία κραματοποιημένου χάλυβα δεν χρησιμοποιεί φρεζάρισμα. Λόγω της επίδρασης του κενού μεταξύ της μολύβδου βίδας εργαλειομηχανής και του παξιμαδιού, κατά το φρεζάρισμα, ο φρέζας δρα στο τεμάχιο εργασίας και η δύναμη στην κατεύθυνση τροφοδοσίας είναι ίδια με την κατεύθυνση τροφοδοσίας, γεγονός που μπορεί εύκολα να προκαλέσει το τεμάχιο εργασίας το τραπέζι να έχει διακοπτόμενη κίνηση, με αποτέλεσμα να σπάσει ο κόφτης. Για το φρεζάρισμα, τα δόντια κοπής θα χτυπήσουν το σκληρό δέρμα όταν αρχίσουν να κόβονται, προκαλώντας το σπάσιμο του κόφτη. Ωστόσο, δεδομένου ότι τα ροκανίδια της αντίστροφης άλεσης είναι από λεπτά έως παχιά, ο κόφτης είναι επιρρεπής σε ξηρή τριβή με το τεμάχιο εργασίας όταν κόβει για πρώτη φορά, γεγονός που επιδεινώνει το κόλλημα και το θρυμματισμό του κόφτη. Για την ομαλή άλεση των κραμάτων τιτανίου, θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι η μπροστινή γωνία πρέπει να μειωθεί και η πίσω γωνία πρέπει να αυξηθεί σε σύγκριση με το γενικό τυπικό φρέζα. Η ταχύτητα φρεζαρίσματος θα πρέπει να είναι χαμηλή και θα πρέπει να χρησιμοποιούνται όσο το δυνατόν περισσότερο φρέζες με αιχμηρά δόντια και θα πρέπει να αποφεύγεται η χρήση φρέζας με φτυάρι.
Τρύπημα
Όταν χτυπάτε προϊόντα από κράμα τιτανίου, επειδή τα τσιπ είναι μικρά, κολλάνε εύκολα στη λεπίδα και στο τεμάχιο εργασίας, με αποτέλεσμα μεγάλη τιμή τραχύτητας και υψηλή ροπή στην κατεργασμένη επιφάνεια. Η ακατάλληλη επιλογή και η ακατάλληλη λειτουργία των κρουνών κατά το χτύπημα μπορεί εύκολα να προκαλέσει σκλήρυνση εργασίας, εξαιρετικά χαμηλή απόδοση επεξεργασίας και περιστασιακή θραύση της βρύσης.
Είναι απαραίτητο να δοθεί προτεραιότητα στη χρήση μιας βρύσης με ένα νήμα στη θέση του. Ο αριθμός των δοντιών πρέπει να είναι μικρότερος από αυτόν μιας τυπικής βρύσης, γενικά 2 έως 3 δόντια. Η γωνία κωνικής κοπής πρέπει να είναι μεγάλη και το κωνικό τμήμα έχει γενικά μήκος 3 έως 4 κλωστές. Για να διευκολυνθεί η αφαίρεση των τσιπς, μπορεί επίσης να λειανθεί μια αρνητική γωνία στο κωνικό τμήμα κοπής. Προσπαθήστε να χρησιμοποιήσετε μικρές βρύσες για να αυξήσετε την ακαμψία του κωνικού. Το ανάστροφο κωνικό τμήμα του κωνικού πρέπει να είναι κατάλληλα μεγαλύτερο από το τυπικό για να μειωθεί η τριβή μεταξύ της βρύσης και του τεμαχίου εργασίας.
Reaming
Η φθορά του εργαλείου δεν είναι σοβαρή κατά την αναρρόφηση κραμάτων τιτανίου και μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο καρβίδιο όσο και χαλύβδινοι υψηλής ταχύτητας. Όταν χρησιμοποιούνται μηχανήματα κοπής καρβιδίου, η ακαμψία του συστήματος διεργασίας παρόμοια με τη διάτρηση θα πρέπει να υιοθετείται για να αποτρέπεται το θρυμματισμό του μηχανήματος. Το κύριο πρόβλημα κατά την αναρρόφηση κραμάτων τιτανίου είναι ότι το φινίρισμα εξομάλυνσης δεν είναι καλό. Το πλάτος της λεπίδας του ελατηρίου πρέπει να στενεύει με λαδόπετρα για να μην κολλάει η λεπίδα στο τοίχωμα της οπής, αλλά πρέπει να εξασφαλίζεται επαρκής αντοχή. Γενικά, το πλάτος της λεπίδας είναι 0.1 έως 0.15 mm.
Η μετάβαση μεταξύ της κοπτικής άκρης και του τμήματος βαθμονόμησης πρέπει να είναι ένα ομαλό τόξο. Μετά τη φθορά, θα πρέπει να επισκευαστεί εγκαίρως και το μέγεθος του τόξου κάθε δοντιού πρέπει να είναι συνεπές. Εάν είναι απαραίτητο, το τμήμα βαθμονόμησης του πίσω κωνικού τμήματος μπορεί να αυξηθεί.
Γεώτρηση
Η διάτρηση από κράμα τιτανίου είναι δύσκολη και το φαινόμενο της καύσης και θραύσης του τρυπανιού εμφανίζεται συχνά κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας. Αυτό οφείλεται κυρίως σε διάφορους λόγους, όπως η κακή λείανση του τρυπανιού, η μη έγκαιρη αφαίρεση του τσιπ, η κακή ψύξη και η κακή ακαμψία του συστήματος διεργασίας. Ως εκ τούτου, κατά τη διάτρηση κραμάτων τιτανίου, θα πρέπει να δοθεί προσοχή στο εύλογο τρόχισμα του τρυπανιού, στη μεγάλη γωνία κορυφής, στη μειωμένη μπροστινή γωνία του εξωτερικού άκρου, στην αυξημένη πίσω γωνία του εξωτερικού άκρου και στην οπίσθια κωνικότητα θα πρέπει να αυξηθεί σε 2 έως 3 φορές τυπικό τρυπάνι. Συχνά ανασύρετε το εργαλείο και αφαιρείτε έγκαιρα τα τσιπ, προσέχοντας το σχήμα και το χρώμα των τσιπ. Εάν τα ροκανίδια φαίνονται φτερωτά ή αλλάζουν χρώμα κατά τη διάρκεια του τρυπήματος, σημαίνει ότι το τρυπάνι είναι αμβλύ και το εργαλείο πρέπει να αλλάξει και να ακονιστεί εγκαίρως.
Το τρυπάνι θα πρέπει να στερεωθεί στον πάγκο εργασίας, η επιφάνεια του μαχαιριού του οδηγού του τρυπανιού πρέπει να είναι κοντά στην επιφάνεια επεξεργασίας και προσπαθήστε να χρησιμοποιήσετε ένα κοντό τρυπάνι. Ένα άλλο θέμα που αξίζει να σημειωθεί είναι ότι όταν υιοθετείται η χειροκίνητη τροφοδοσία, το τρυπάνι δεν πρέπει να κινείται προς τα εμπρός ή προς τα πίσω στην τρύπα, διαφορετικά η λεπίδα του τρυπανιού θα τρίβεται στην επιφάνεια επεξεργασίας, προκαλώντας σκλήρυνση της εργασίας και κάνοντας το τρυπάνι αμβλύ.
Τρίψιμο
Ένα κοινό πρόβλημα στην λείανση εξαρτημάτων από κράμα τιτανίου είναι ότι τα κολλώδη τσιπ προκαλούν μπλοκάρισμα του τροχού λείανσης και εγκαύματα στην επιφάνεια των μερών. Ο λόγος είναι ότι η θερμική αγωγιμότητα του κράματος τιτανίου είναι κακή, γεγονός που προκαλεί υψηλή θερμοκρασία στην περιοχή λείανσης, έτσι ώστε το κράμα τιτανίου και το λειαντικό να συνδέονται, να διαχέονται και να αντιδρούν έντονα χημικά. Τα κολλώδη τσιπ και το μπλοκάρισμα του τροχού λείανσης οδηγούν σε σημαντική μείωση της αναλογίας λείανσης. Ως αποτέλεσμα της διάχυσης και της χημικής αντίδρασης, η επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας καίγεται, με αποτέλεσμα τη μείωση της αντοχής σε κόπωση των εξαρτημάτων, η οποία είναι πιο εμφανής κατά την άλεση χυτών από κράμα τιτανίου.
Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, τα μέτρα που λαμβάνονται είναι:
Επιλέξτε κατάλληλο υλικό τροχού λείανσης: πράσινο καρβίδιο του πυριτίου TL. Ελαφρώς χαμηλότερη σκληρότητα τροχού λείανσης: ZR1.
Η επεξεργασία κοπής υλικών από κράμα τιτανίου πρέπει να ελέγχεται από τις πτυχές των υλικών εργαλείων, των υγρών κοπής και των παραμέτρων επεξεργασίας για τη βελτίωση της συνολικής απόδοσης της επεξεργασίας υλικών από κράμα τιτανίου.
Προτεινόμενο βίντεο Ακολουθήστε τον λογαριασμό βίντεο επεξεργασίας μετάλλων και δώστε προσοχή στα βιομηχανικά μέσα με προσοχή
