Раніше деякі клієнти консультувалися щодо титанового сплаву, і вони вважали, що обробка титанового сплаву особливо клопітка.Тепер колеги з відділу технологій RSM поділяться з вами, чому ми вважаємо титановий сплав складним для обробки матеріалом?Через відсутність глибокого розуміння механізму та явища його обробки.
1. Фізичні явища переробки титану
Сила різання титанового сплаву лише трохи вища, ніж у сталі з такою ж твердістю, але фізичне явище обробки титанового сплаву набагато складніше, ніж обробка сталі, що робить обробку титанового сплаву великими труднощами.
Теплопровідність більшості титанових сплавів дуже низька, лише 1/7 сталі та 1/16 алюмінію.Таким чином, тепло, що виділяється в процесі різання титанового сплаву, не буде швидко передаватися заготовці або забиратися стружкою, а буде зосереджено в зоні різання, і створювана температура може досягати 1000 ℃ або вище, так що ріжуча кромка інструменту може швидко зношуватися, тріскатися та генерувати пухлини стружки.Швидко зношена ріжуча кромка також може генерувати більше тепла в зоні різання, що ще більше скорочує термін служби інструменту.
Висока температура, що виникає в процесі різання, також руйнує цілісність поверхні деталей з титанового сплаву, що призводить до зниження геометричної точності деталей і появи явища наклепування, яке серйозно знижує їхню втомну міцність.
Еластичність титанового сплаву може бути корисною для роботи деталей, але в процесі різання пружна деформація заготовки є важливою причиною вібрації.Тиск різання змушує «пружну» заготовку відокремлюватися від інструменту та відскочити, так що тертя між інструментом і заготовкою є більшим, ніж ефект різання.Процес тертя також генерує тепло, що погіршує погану теплопровідність титанових сплавів.
Ця проблема стає все більш серйозною при обробці тонкостінних або кільцевих деталей, які легко деформуються.Нелегко обробити тонкостінні деталі з титанового сплаву з очікуваною точністю розмірів.Оскільки матеріал заготовки відштовхується інструментом, локальна деформація тонкої стінки перевищує пружний діапазон і відбувається пластична деформація, а міцність і твердість матеріалу в точці різання значно зростають.У цей час початково визначена швидкість різання стане занадто високою, що призведе до різкого зносу інструменту.
«Тепло» - «винуватець» того, що титановий сплав важко піддається обробці!
2. Технологічні наконечники для обробки титанового сплаву
На основі розуміння механізму обробки титанового сплаву в поєднанні з попереднім досвідом основні технологічні ноу-хау для обробки титанового сплаву такі:
(1) Лезо з позитивною кутовою геометрією використовується для зменшення сили різання, нагрівання різання та деформації заготовки.
(2) Підтримуйте стабільну подачу, щоб уникнути затвердіння заготовки.Під час різання інструмент завжди повинен перебувати в стані подачі.Величина радіального різання ae під час фрезерування повинна становити 30% радіуса.
(3) Високий тиск і великий потік ріжучої рідини використовується для забезпечення термічної стабільності процесу обробки та запобігання погіршенню поверхні заготовки та пошкодженню інструменту через надмірну температуру.
(4) Тримайте лезо гострим.Тупий інструмент є причиною накопичення тепла та зносу, що просто призводить до поломки інструменту.
(5) Наскільки це можливо, його слід обробляти в м’якому стані титанового сплаву.Оскільки після затвердіння матеріал стає складніше обробляти, термічна обробка покращує міцність матеріалу та збільшує знос леза.
(6) Використовуйте великий радіус дуги наконечника інструмента або фаску для різання та вставляйте якомога більше лез у різання.Це може зменшити силу різання та тепло в кожній точці та уникнути локального пошкодження.Під час фрезерування титанового сплаву швидкість різання має великий вплив на довговічність інструменту vc, а потім радіальне різання (глибина фрезерування) ae.
3. Вирішуйте проблеми обробки титану з леза
Зношування канавок леза під час обробки титанового сплаву - це локальне зношування задньої та передньої частини по глибині різання, яке часто спричинене шаром зміцнення, що залишився після попередньої обробки.Хімічна реакція та дифузія матеріалу інструменту та заготовки при температурі обробки понад 800 ℃ також є однією з причин утворення зносу канавок.Оскільки молекули титану заготовки накопичуються перед лезом під час обробки, вони «приварюються» до леза під високим тиском і високою температурою, утворюючи пухлину, що накопичує стружку.Коли накопичена стружка знімається з леза, покриття з цементованого карбіду з леза видаляється.Тому обробка титанового сплаву вимагає спеціальних матеріалів для лез і геометричних форм.
Час публікації: 27 вересня 2022 р