A titán 1790-es felfedezése óta az emberek egy évszázadon át kutatják a titán rendkívüli tulajdonságait. 1910-ben az emberek először titánfémet állítottak elő, de a titánötvözetek alkalmazásához vezető út hosszú és fáradságos volt. Csak 40 évvel később, 1951-ben valósult meg az ipari termelés.
A titánötvözetek jellemzői a nagy fajlagos szilárdság, a korrózióállóság, a magas hőmérséklet-állóság és a fáradtságállóság. Az azonos méretű titánötvözetek tömege csak 60%-a az acélénak, de erősebb, mint az ötvözött acél. A titánötvözetek jó tulajdonságainak köszönhetően egyre szélesebb körben kerültek felhasználásra a légi közlekedésben, az űrkutatásban, az energiatermelő berendezésekben, az atomenergiában, a hajókban, a vegyiparban és az orvosi berendezésekben.
A titánötvözetek feldolgozási nehézségeinek okai
A titánötvözetek négy jellemzője, mint például az alacsony hővezető képesség, a kemény munkakeményedés, a forgácsolószerszámokkal való nagy affinitás és a kis képlékeny deformáció a titánötvözetek feldolgozási nehézségeinek alapvető okai. Vágási indexe csak a könnyen vágható acél 20%-ának felel meg.
Alacsony hővezető képesség
A titánötvözet hővezető képessége csak körülbelül 16%-a a 45#-os acélénak. A hő nem vezethető el időben a feldolgozás során, ami a vágóél helyi magas hőmérsékletét eredményezi (a feldolgozás során a csúcs hőmérséklete több mint 1-szerese a 45#-os acélénak), ami könnyen diffúz kopást okoz a szerszámban.
Súlyos munkakeményedés
A titánötvözet munkakeményedési jelensége nyilvánvaló, és a felületi keményedési réteg súlyosabb, mint a rozsdamentes acélé, ami bizonyos nehézségeket okoz a későbbi feldolgozás során, például a szerszámhatár fokozott károsodását.
Nagy affinitás szerszámokkal
Erős tapadás titán tartalmú cementált karbiddal.
Kisebb képlékeny deformáció
Körülbelül a 45-ös acél rugalmassági modulusának 1/2-e, így a rugalmas visszanyerés nagy és a súrlódás komoly. Ugyanakkor a munkadarab befogási deformációra is hajlamos.
Technikai tippek a titánötvözet feldolgozásához
A titánötvözet feldolgozási mechanizmusának megértése és a korábbi tapasztalatok alapján a titánötvözet feldolgozásának főbb folyamati tippjei a következők:
(1) Használjon pozitív szöggeometriájú pengét a vágási erő, a vágási hő és a munkadarab deformációjának csökkentése érdekében.
(2) Tartson állandó előtolást, hogy elkerülje a munkadarab megkeményedését. A szerszámnak mindig előtolásban kell lennie a vágási folyamat során. Az ae radiális vágási mélység marás közben a sugár 30%-a legyen.
(3) Használjon nagynyomású és nagy áramlású vágófolyadékot a megmunkálási folyamat termikus stabilitásának biztosítása érdekében, és megakadályozza a felület degenerálódását és a túlzott hőmérséklet miatti szerszámkárosodást.
(4) Tartsa élesen a penge élét. Az eltompult szerszámok a hő felhalmozódását és kopását okozzák, ami könnyen a szerszám meghibásodásához vezethet.
(5) A titánötvözetet a lehető legpuhább állapotában dolgozza fel, mert az anyag feldolgozása keményedés után nehezebbé válik. A hőkezelés növeli az anyag szilárdságát és növeli a pengekopást.
(6) Használjon nagy szerszámcsúcs sugarat vagy letörést a bevágáshoz, és tegye be a pengéből a lehető legtöbbet a vágásba. Ez csökkentheti a vágási erőt és a hőt minden ponton, és megelőzheti a helyi károkat. Titánötvözet marásakor a forgácsolási sebesség befolyásolja a legnagyobb hatást a szerszám élettartamára az összes forgácsolási paraméter közül, ezt követi a radiális vágási mélység.
Oldja meg a titán feldolgozási problémáit a pengével kezdve
A titánötvözet megmunkálásakor fellépő pengehorony-kopás a vágásmélység iránya mentén a hátsó és az elülső rész helyi kopása. Gyakran az előző feldolgozás során visszamaradt megkeményedett réteg okozza. A szerszám és a munkadarab anyaga közötti kémiai reakció és diffúzió 800 fok feletti feldolgozási hőmérsékleten szintén az egyik oka a horonykopás kialakulásának. Ugyanis a megmunkálás során a munkadarab titán molekulái a penge előtt felhalmozódnak és nagy nyomáson és magas hőmérsékleten a fűrészlaphoz "hegesztéssel" felépített élt alkotnak. Amikor a felépített élt lefejtjük a pengéről, eltávolítjuk a penge keményfém bevonatát. Ezért a titánötvözet feldolgozása speciális pengeanyagokat és geometriákat igényel.
A titán megmunkálására alkalmas szerszámszerkezet
A titánötvözetek feldolgozásának középpontjában a hő áll. A hő gyors eltávolítása érdekében nagy mennyiségű nagynyomású vágófolyadékot kell időben és pontosan a vágóélre permetezni. A piacon egyedülálló marószerkezetek találhatók, amelyek kifejezetten a titánötvözet feldolgozására szolgálnak.
A konkrét megmunkálási módszertől kezdve
Fordulás
A titánötvözetből készült termékekkel könnyen jó felületi érdesség érhető el esztergáláskor, és a munkaedzés nem komoly, de a vágási hőmérséklet magas és a szerszám gyorsan kopik. Tekintettel ezekre a jellemzőkre, főként a szerszámok és a vágási paraméterek tekintetében a következő intézkedésekre kerül sor:
Szerszámanyag: YG6, YG8 és YG10HT a gyári adottságoknak megfelelően kerülnek kiválasztásra.
Szerszámgeometriai paraméterek: megfelelő szerszám első és hátsó szöge, lekerekített szerszámcsúcs.
Alacsony vágási sebesség, mérsékelt előtolás, mély vágási mélység, elegendő hűtés, a külső kör elforgatásakor a szerszám hegye nem lehet magasabb a munkadarab középpontjánál, különben könnyen elakad. A vékonyfalú alkatrészek megmunkálásakor és esztergálásakor a szerszám fő lehajlási szögének nagynak kell lennie, általában 75-90 fokosnak.
Marás
A titánötvözet termékek marása nehezebb, mint az esztergálás, mert a marás szakaszos vágás, és a forgács könnyen rátapad a pengére. Amikor a ragadós forgácsfogak ismét belevágnak a munkadarabba, a ragadós forgácsok lekopognak, és egy kis darab szerszámanyagot elvesznek, törött élt képezve, ami nagymértékben csökkenti a szerszám tartósságát.
Marási módszer: általában lefelé marást használunk.
Szerszám anyaga: gyorsacél M42.
Az ötvözött acél feldolgozása általában nem alkalmaz lefelé marást. A szerszámgép vezérorsója és az anya közötti hézag hatására a lemarásnál a maró a munkadarabra hat, és az előtolási irányú erő megegyezik az előtolási iránnyal, ami könnyen előidézheti a munkadarabot. az asztal szakaszosan mozogjon, ami a vágó eltörését okozza. A lefelé marásnál a marófogak a kemény bőrhöz ütköznek, amikor elkezdenek bevágni, és a maró eltörik. Mivel azonban a fordított marás forgácsai vékonyaktól vastagokig terjednek, a maró ki van téve a száraz súrlódásnak a munkadarabbal az első bevágáskor, ami súlyosbítja a maró megtapadását és letöredezését. A titánötvözetek zökkenőmentes marása érdekében azt is figyelembe kell venni, hogy az elülső szöget csökkenteni kell, a hátsó szöget pedig növelni kell az általános szabványos maróhoz képest. A marási sebesség legyen alacsony, és lehetőleg éles fogú marókat használjunk, valamint kerüljük a lapátfogú marók használatát.
Koppintás
A titánötvözet termékek ütögetésekor, mivel a forgácsok kicsik, könnyen rátapadnak a pengére és a munkadarabra, ami nagy érdességértéket és nagy nyomatékot eredményez a megmunkált felületen. A menetfúrás során a csapok nem megfelelő kiválasztása és nem megfelelő működése könnyen munkakeményedést, rendkívül alacsony feldolgozási hatékonyságot és esetenkénti csaptörést okozhat.
Elsőbbséget kell adni egy menetes csap használatának. A fogak számának kevesebbnek kell lennie, mint egy hagyományos csapé, általában 2-3 fog. A vágási kúpos szögnek nagynak kell lennie, és a kúpos rész általában 3-4 menet hosszú. A forgácseltávolítás megkönnyítésére negatív szöget is lehet köszörülni a vágó kúpos részen. Próbálja meg rövid koppintással növelni a kúp merevségét. A kúp fordított kúpos részének megfelelően nagyobbnak kell lennie a szabványosnál, hogy csökkentse a csap és a munkadarab közötti súrlódást.
Dörzsárazás
A szerszámkopás nem komoly titánötvözetek dörzsárazáskor, keményfém és gyorsacél dörzsárak egyaránt használhatók. Keményfém dörzsárak használatakor a fúráshoz hasonló folyamatrendszer-merevséget kell alkalmazni, hogy megakadályozzuk a dörzsár szétrepedését. A titánötvözetek dörzsárazásánál a fő probléma az, hogy a dörzsárazás nem megfelelő. A dörzsárlapát szélességét olajkővel kell szűkíteni, hogy a penge ne tapadjon a furat falához, de biztosítani kell a megfelelő szilárdságot. Általában a penge szélessége 0,1–0,15 mm.
A vágóél és a kalibráló rész közötti átmenetnek sima ívnek kell lennie. Kopás után időben meg kell javítani, és az egyes fogak ívének méretének egységesnek kell lennie; szükség esetén a hátsó kúp kalibrációs része növelhető.
Fúrás
A titánötvözet fúrása nehézkes, a feldolgozás során gyakran előfordul a fúró égésének és eltörésének jelensége. Ennek elsősorban több oka lehet, mint például a fúrófej gyenge köszörülése, a forgácsok idő előtti eltávolítása, a rossz hűtés és a folyamatrendszer rossz merevsége. Ezért a titánötvözetek fúrásakor ügyelni kell az ésszerű fúrócsiszolásra, a nagy felső szögre, a csökkentett külső él elülső szögére, a megnövelt külső él hátsó szögére, és a hátsó kúposságot a fúrófej 2-3-szorosára kell növelni. szabványos fúrófej. Gyakran húzza vissza a szerszámot, és időben távolítsa el a forgácsokat, ügyelve a forgácsok formájára és színére. Ha a forgácsok tollasnak tűnnek vagy színe megváltozik a fúrás során, az azt jelenti, hogy a fúró tompa, és a szerszámot időben ki kell cserélni és élezni.
A fúrófúrót a munkapadra kell rögzíteni, a fúrókés vezetőkés felületének közel kell lennie a megmunkáló felülethez, és próbáljon meg egy rövid fúrót használni. Érdemes megjegyezni egy másik problémát, hogy kézi adagolás esetén a fúrószár nem mozoghat előre vagy hátra a furatban, különben a fúrópenge hozzádörzsölődik a megmunkálási felülethez, ami a munka során megkeményedik, és a fúró tompa lesz.
Őrlés
A titánötvözet alkatrészek köszörülésénél gyakori probléma, hogy a ragadós forgácsok a köszörűkorong eltömődését és az alkatrészfelületi égési sérüléseket okozzák. Ennek az az oka, hogy a titánötvözet rossz hővezető képessége, ami magas hőmérsékletet okoz az őrlési területen, így a titánötvözet és a csiszolóanyag összekapcsolódik, szétszóródik, és erősen kémiai reakcióba lép. A ragadós forgácsok és a csiszolókorong eltömődése a köszörülési arány jelentős csökkenéséhez vezet. A diffúzió és a kémiai reakció következtében a munkadarab felülete megég, ami az alkatrészek fáradási szilárdságának csökkenését eredményezi, ami titánötvözet öntvények köszörülésénél szembetűnőbb.
A probléma megoldására a következő intézkedéseket kell tenni:
Válassza ki a megfelelő csiszolókorong anyagát: zöld szilícium-karbid TL. Kissé alacsonyabb köszörűkorong keménység: ZR1.
A titánötvözet anyagok vágási feldolgozását a szerszámanyagok, a vágófolyadékok és a feldolgozási paraméterek szempontjai alapján kell ellenőrizni a titánötvözet anyagfeldolgozás átfogó hatékonyságának javítása érdekében.
Ajánlott videó Kövesse a fémfeldolgozó videó beszámolóját, és figyeljen hozzáállással az ipari médiára
