Miért gondoljuk, hogy a titánötvözet nehezen megmunkálható anyag? Mert hiányzik a feldolgozási mechanizmusának és jelenségeinek mély megértése.
1. A titán feldolgozás fizikai jelenségei
A titánötvözetek megmunkálásakor a forgácsolóerő csak valamivel nagyobb, mint az azonos keménységű acélé, de a titánötvözetek feldolgozásának fizikai jelenségei sokkal összetettebbek, mint az acél feldolgozásakor, így a titánötvözetek feldolgozása óriási nehézségekkel szembesül.
A legtöbb titánötvözet hővezető képessége nagyon alacsony, mindössze 1/7-e az acélnak és 1/16-a az alumíniumnak. Emiatt a titánötvözet forgácsolása során keletkező hő nem kerül gyorsan a munkadarabra, és nem veszik el a forgácsok. Ehelyett felhalmozódik a vágási területen, és a keletkező hőmérséklet elérheti az 1000 fokot is, ami a szerszám vágóélének kopását, megrepedezését okozza, és beépült élek keletkeznek, és a vágóél gyorsan elhasználódik, ami több hőt termel a vágási területen, és tovább csökkenti a szerszám élettartamát.
A forgácsolási folyamat során fellépő magas hőmérséklet a titánötvözet alkatrészek felületi integritását is tönkreteszi, ami az alkatrészek geometriai pontosságának csökkenéséhez és a munkavégzés során kialakuló keményedési jelenséghez vezet, ami jelentősen csökkenti a fáradási szilárdságukat.
A titánötvözetek rugalmassága előnyös lehet az alkatrész teljesítménye szempontjából, de a vágási folyamat során a munkadarab rugalmas deformációja a vibráció fontos oka. A vágási nyomás hatására a "rugalmas" munkadarab eltávolodik a szerszámtól és visszapattan, aminek következtében a szerszám és a munkadarab közötti súrlódás meghaladja a vágási műveletet. A súrlódási folyamat hőt is termel, ami súlyosbítja a titánötvözetek rossz hővezető képességének problémáját.
Ez a probléma még súlyosabb a könnyen deformálódó vékonyfalú vagy gyűrű alakú alkatrészek feldolgozásakor. A titánötvözet vékonyfalú alkatrészeket nem könnyű az elvárt méretpontossággal feldolgozni. Mivel amikor a munkadarab anyagát a szerszám eltolja, a vékony fal helyi deformációja túllépi a rugalmassági tartományt és képlékeny alakváltozást okoz, a vágási pont anyagszilárdsága és keménysége jelentősen megnő. Ekkor az eredetileg meghatározott forgácsolási sebesség túl nagy lesz, ami további gyors szerszámkopást okoz.
A "hő" a "bűnös", amely megnehezíti a titánötvözetek feldolgozását!
2. Feldolgozási know-how a titánötvözetek feldolgozásához
A titánötvözetek feldolgozási mechanizmusának megértése és a múltbeli tapasztalatok kiegészítése alapján a titánötvözetek feldolgozására vonatkozó fő technológiai know-how a következő:
(1) Használjon pozitív szöggeometriájú lapkákat a forgácsolóerő, a vágási hő és a munkadarab deformációjának csökkentése érdekében.
(2) Tartson állandó előtolást, hogy elkerülje a munkadarab megkeményedését. A szerszámnak mindig előtolási állapotban kell lennie a vágási folyamat során. Az ae radiális forgácsolási mennyiség a marás során a sugár 30%-a legyen.
(3) Használjon nagynyomású és nagy áramlású vágófolyadékot a megmunkálási folyamat termikus stabilitásának biztosítására, és megakadályozza a munkadarab felületi elfajulását és a túlzott hőmérséklet által okozott szerszámkárosodást.
(4) Tartsa élesen a penge élét. A tompa szerszámok a hőfelhalmozódás és a kopás okai, ami könnyen a szerszám meghibásodásához vezethet.
(5) A titánötvözeteket a lehető legpuhább állapotban dolgozza fel, mert az anyag feldolgozása az oltás után nehezebbé válik, a hőkezelés pedig növeli az anyag szilárdságát és növeli a pengekopást.
(6) Használjon nagy szerszámcsúcs ív sugarat vagy letörést, hogy a szerszám éléből a lehető legtöbbet helyezze be a vágásba. Ez minden ponton csökkenti a vágási erőt és a hőt, és megakadályozza a helyi törést. Titánötvözet marásánál a forgácsolási paraméterek közül a forgácsolási sebességnek van legnagyobb hatása a vc szerszám élettartamára, ezt követi a sugárirányú szerszámbefogás (marási mélység) ae.
3. Kezdje a pengékkel a titánfeldolgozási problémák megoldásához
A titánötvözetek megmunkálásakor fellépő pengehorony-kopás a hátsó és az elülső rész lokális kopása a vágásmélység iránya mentén. Gyakran az előző feldolgozás során visszamaradt megkeményedett réteg okozza. A szerszám és a munkadarab anyaga közötti kémiai reakció és diffúzió 800 fokot meghaladó feldolgozási hőmérsékleten szintén a horonykopás egyik oka. Mert a megmunkálási folyamat során a munkadarab titánmolekulái felhalmozódnak a fűrészlap előtt, és nagy nyomáson és magas hőmérsékleten "hegesztődnek" a fűrészlaphoz, felépített élt képezve. Amikor a beépített él leválik a vágóélről, az magával viszi a lapka keményfém bevonatát, így a titán megmunkálása speciális lapkaanyagokat és geometriákat igényel.
4. Titán megmunkálására alkalmas szerszámszerkezet
A titánötvözetek feldolgozásának középpontjában a hő áll. A hő gyors eltávolítása érdekében nagy mennyiségű nagynyomású vágófolyadékot kell azonnal és pontosan a vágóélre permetezni. A piacon egyedülálló szerkezetű marók találhatók, amelyek kifejezetten a titánötvözet feldolgozására szolgálnak.
