Varför tror vi att titanlegering är ett svårt material att bearbeta? På grund av bristen på djup förståelse av dess bearbetningsmekanism och fenomen.
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 titanlegering möter 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 vid skärning av titanlegering inte snabbt att överföras till arbetsstycket eller tas bort av spån, utan kommer att ackumuleras i skärområdet, och den genererade temperaturen kan vara så hög som 1000 ° C, vilket orsakar skäreggen av verktyget att slitas, spricka och dö snabbt. Uppbyggnad av eggar, snabb uppkomst av slitna eggar, genererar i sin tur mer värme i skärzonen, vilket ytterligare förkortar verktygets livslängd.
Den höga temperaturen som genereras under skärprocessen förstör också ytintegriteten hos titanlegeringsdelar, vilket resulterar i en minskning av delens geometriska noggrannhet och ett arbetshärdningsfenomen som allvarligt minskar dess 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 lämnar verktyget och studsar tillbaka, 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 delar av titanlegering till den förväntade dimensionsnoggrannheten. För när arbetsstyckets material trycks bort av verktyget har den lokala deformationen av den tunna väggen överskridit det elastiska området för att producera plastisk deformation, och materialets styrka och hårdhet vid skärpunkten ökar avsevärt. Vid denna tidpunkt blir bearbetningen vid den ursprungligen bestämda skärhastigheten för hög, vilket ytterligare leder till kraftigt slitage på verktyget.
"Värme" är "boven" för svårigheten att bearbeta titanlegeringar!
2. Tekniskt kunnande för bearbetning av titanlegeringar
På grundval av att förstå bearbetningsmekanismen för titanlegeringar, tillsammans med tidigare erfarenheter, är den huvudsakliga processkunskapen för bearbetning av titanlegeringar följande:
(1) Skär med positiv vinkelgeometri för att minska skärkraft, skärvärme och deformation av arbetsstycket.
(2) Håll en konstant matning för att undvika härdning av arbetsstycket. Verktyget ska alltid vara i matat tillstånd under skärprocessen. Den radiella skärmängden ae bör vara 30 % av radien under fräsning.
(3) Skärvätska med högt tryck och stort flöde används för att säkerställa bearbetningsprocessens termiska stabilitet och förhindra att arbetsstyckets yta degenereras och verktygsskador på grund av för hög temperatur.
(4) Håll skäreggen på bladet skarp, trubbiga knivar är orsaken till värmeuppbyggnad och slitage, vilket lätt kan leda till att knivarna går sönder.
(5) Bearbetning i det mjukaste tillståndet av titanlegering som möjligt, eftersom materialet blir svårare att bearbeta efter härdning, värmebehandling förbättrar materialets styrka och ökar slitaget på bladet.
(6) Använd en stor nosradie eller avfasning för att skära så mycket som möjligt i skäreggen. Detta kan minska skärkraften och värmen vid varje punkt och förhindra lokalt brott. Vid fräsning av titanlegeringar, bland skärparametrarna, har skärhastigheten störst inverkan på verktygets livslängd vc, följt av den radiella skärmängden (fräsdjupet) ae.
Xinfa CNC-verktyg har egenskaperna av god kvalitet och lågt pris. För mer information, besök:
CNC Tools Manufacturers – Kina CNC Tools Factory & Suppliers (xinfatools.com)
3. Lösning av titanbearbetningsproblem med början från bladet
Slitaget på bladspåret som uppstår under bearbetning av titanlegering är det lokala slitaget på baksidan och framsidan längs skärningsriktningen, vilket ofta orsakas av det härdade skiktet som lämnats av den tidigare bearbetningen. Den kemiska reaktionen och diffusionen mellan verktyget och arbetsstyckets material vid en bearbetningstemperatur som överstiger 800°C är också en av orsakerna till uppkomsten av spårslitage. För under bearbetningen samlas arbetsstyckets titanmolekyler på framsidan av bladet och "svetsas" till bladet under högt tryck och hög temperatur och bildar en uppbyggd kant. När uppbyggd egg skalar bort från skäret tar det bort hårdmetallbeläggningen på skäret, så titanbearbetning kräver speciella skärmaterial och geometrier.
4. Verktygsstruktur lämplig för titanbearbetning
Fokus för bearbetning av titanlegering är värme. En stor mängd högtrycksskärvätska måste sprutas på skäreggen i tid och exakt för att snabbt ta bort värme. Det finns unika strukturer av fräsar som används speciellt för bearbetning av titanlegeringar på marknaden.
Posttid: Aug-09-2023
