Důvody, proč jsou slitiny titanu obtížně zpracovatelné
Za prvé, koncentrace teploty
Tepelná vodivost většiny slitin titanu je velmi nízká, pouze 1/7 oceli, 1/16 hliníku a 1/25 mědi. Teplo vznikající při řezání titanové slitiny proto nebude rychle přenášeno na obrobek ani odváděno třískami, ale bude soustředěno v oblasti řezu.
Teplota generovaná řeznou hranou může dosáhnout až 1000 stupňů, což způsobuje rychlé opotřebení a praskání řezné hrany nástroje, což má za následek hromadění třísek a zkrácení životnosti nástroje.
Vysoká teplota vznikající během procesu řezání také poškozuje integritu povrchu dílů z titanové slitiny, což vede ke snížení geometrické přesnosti dílů a výskytu deformačního zpevnění, což vážně snižuje jejich únavovou pevnost.
Za druhé, elastická deformace
Modul pružnosti titanové slitiny není příliš vysoký, například modul pružnosti TC4 je pouze 110 Gpa, zatímco modul pružnosti oceli 45 je 210 Gpa a modul pružnosti nerezové oceli, jako je 303304316, je také kolem 200 Gpa. Proto je při zpracování titanové slitiny náchylná k elastické deformaci.
Při zpracování tenkostěnných nebo kruhových dílů je tento problém vážnější. Zpracovat tenkostěnné díly ze slitiny titanu na očekávanou rozměrovou přesnost není snadné. Protože při odtlačování materiálu obrobku nástrojem přesáhla lokální deformace tenkostěnného dílu pružnou oblast, což má za následek plastickou deformaci a výrazně se zvyšuje pevnost a tvrdost materiálu řezného bodu.
Řezný tlak způsobí, že "elastický" obrobek opustí nástroj a odrazí se, což má za následek větší tření mezi nástrojem a obrobkem než řezný účinek. Proces tření vytváří teplo, což zhoršuje problém špatné tepelné vodivosti titanových slitin.
Za třetí, slitina titanu má dobrou afinitu, což vede k tvorbě dlouhých a souvislých třísek při soustružení a vrtání, které mohou nástroj zaplétat a bránit jeho funkci. Pokud je hloubka řezu příliš hluboká, může to způsobit přilepení nástroje, popálení a zlomení.
Afinita je samozřejmě docela užitečná i na jiných místech, například v iontových pumpách, které se používají k výrobě titanových katodových desek. Když jsou atomy titanu stříkány na stěnu anodové trubice, mohou adsorbovat plyn a vytvářet ultra vysoké vakuum.
Za čtvrté, vibrace
Elasticita titanových slitin může být prospěšná pro výkon součástí, ale během procesu řezání je pružná deformace obrobku důležitou příčinou vibrací.
Vibrace generované zpracováním titanové slitiny jsou přibližně 10krát větší než u oceli. V důsledku koncentrace řezného tepla na řezné části vznikají pilovité třísky, které vedou ke kolísání řezného výkonu.
Protiopatření pro obtížné zpracování slitiny titanu
Za prvé, chlazení
Chladicí kapaliny lze použít ke snížení vysoké teploty vznikající během procesu řezání. Typicky se nerozpustná olejová chladiva používají pro nízkorychlostní těžké řezání a stříhání, zatímco rozpustná řezná chladiva se používají pro vysokorychlostní řezání nebo stříhání.
Kromě toho lze použít nízkoteplotní metodu řezání s použitím kapalného dusíku (-180 stupňů) nebo kapalného CO2 (-76 stupňů) jako řezné kapaliny ke snížení teploty řezné zóny. Tato metoda může snížit hlavní řeznou sílu o 20 %, snížit řeznou teplotu o více než 300 stupňů, odstranit usazeniny třísek, zlepšit kvalitu obráběného povrchu a zvýšit životnost nástroje 2 až 3krát.
Za druhé, vyberte vhodný nástroj
Výběr správného řezného nástroje může vést k významným zlepšením.
Vzhledem k tomu, že teplo musí být odváděno řezným břitem a chladicí kapalinou, spíše než třískami, jako je ocel, musí malá část řezného břitu odolat extrémně vysokému tepelnému a mechanickému namáhání s použitím ostrých řezných hran ke snížení řezné síly.
Kromě toho lze řezný tlak snížit použitím broušení s leštěnými drážkami a otočnými čepelemi s vysokým úhlem.
V případě potřeby lze také použít povlakované řezné nástroje, aby odolávaly viskozitě slitiny a lámaly dlouhé třísky, čímž se minimalizuje tření při odstraňování třísek, což pomáhá předcházet tvorbě tepla během procesu obrábění.
Za třetí, konstantní posuv nebo zvýšení rychlosti posuvu
Titan je náchylný k mechanickému zpevnění, což znamená, že při řezání materiálů se titan stává tvrdším, a proto je náchylnější k opotřebení nástroje. Konstantní posuv zajišťuje, že pracovní zpevnění je omezeno na minimum.
Samozřejmě, pokud to stroj umožňuje, lze rychlost posuvu zvýšit, což znamená, že nástroj tráví méně času v konkrétní oblasti, takže již nezbývá čas na akumulaci tepla a pracovní kalení.
Za čtvrté, snižte řeznou rychlost
Například použití rychlosti řezání oceli 1/3 nebo nižší pro řízení uvolňování tepla.
Země: Čína
Přidat: silnice Baoti, Jintai, město Baoji, Shaanxi, Čína
Cel/Whatsapp:+86 18309262795
Email:annie@jmyunti.com
Webové stránky: www.jm-titanium.com
