Dlaczego stop tytanu jest trudnym materiałem do obróbki?

Anebon-CNC-Obróbka-Serwis-201014-11

1. Zjawiska fizyczne obróbki tytanu

Siła skrawania przy obróbce stopu tytanu jest tylko nieznacznie wyższa niż stali o tej samej twardości, ale fizyczne zjawisko obróbki stopu tytanu jest znacznie bardziej skomplikowane niż przy obróbce stali, co sprawia, że ​​obróbka stopów tytanu napotyka ogromne trudności.

The thermal conductivity of most titanium alloys is very low, only 1/7 of steel and 1/16 of aluminum. Therefore, the heat generated in the process of cutting titanium alloys will not be quickly transferred to the workpiece or taken away by the chips, but will accumulate in the cutting area, and the temperature generated can be as high as 1 000 °C or more, which will cause the cutting edge of the tool to rapidly wear, chip and crack. The formation of built-up edge, the rapid appearance of a worn edge, in turn generates more heat in the cutting area, further shortening the life of the tool. titanium machining

Wysokie temperatury powstające podczas procesu skrawania niszczą również integralność powierzchni części ze stopu tytanu, powodując zmniejszenie dokładności geometrycznej części i umocnienie przez zgniot, co znacznie zmniejsza ich wytrzymałość zmęczeniową.

Elastyczność stopów tytanu może być korzystna dla wydajności części, ale podczas cięcia sprężyste odkształcenie przedmiotu obrabianego jest ważną przyczyną drgań. Nacisk skrawania powoduje, że „elastyczny” przedmiot obrabiany odsuwa się od narzędzia i odbija się, tak że tarcie między narzędziem a przedmiotem obrabianym jest większe niż działanie skrawania. Proces tarcia generuje również ciepło, pogłębiając problem słabej przewodności cieplnej stopów tytanu.

Problem ten jest jeszcze poważniejszy podczas obróbki części cienkościennych lub pierścieniowych, które łatwo się odkształcają. Obróbka cienkościennych części ze stopu tytanu z oczekiwaną dokładnością wymiarową nie jest łatwym zadaniem. Ponieważ przy odpychaniu materiału obrabianego przez narzędzie lokalna deformacja cienkiej ścianki przekroczyła zakres sprężystości i następuje odkształcenie plastyczne, a wytrzymałość materiału i twardość ostrza znacznie wzrasta. W tym momencie obróbka z wcześniej określoną prędkością skrawania staje się zbyt wysoka, co dodatkowo skutkuje ostrym zużyciem narzędzia.

"Hot" is the "culprit" that is difficult to process titanium alloys! 

2. Technological know-how for titanium cnc machining 

Bazując na zrozumieniu mechanizmu przetwarzania stopów tytanu i dodaniu doświadczenia z przeszłości, główne know-how w zakresie przetwarzania stopów tytanu przedstawia się następująco:

(1) Płytki o dodatniej geometrii są stosowane w celu zmniejszenia siły skrawania, ciepła skrawania i deformacji obrabianego przedmiotu.

(2) Utrzymuj stały posuw, aby uniknąć stwardnienia przedmiotu obrabianego. Narzędzie powinno zawsze znajdować się w stanie posuwu podczas procesu skrawania, a promieniowa wielkość skrawania ae powinna wynosić 30% promienia podczas frezowania.

(3) Płyn obróbkowy o wysokim ciśnieniu i dużym przepływie jest stosowany w celu zapewnienia stabilności termicznej procesu obróbki i zapobiegania degeneracji powierzchni obrabianego przedmiotu i uszkodzeniu narzędzia z powodu nadmiernej temperatury.

(4) Utrzymuj ostrą krawędź ostrza, tępe narzędzia są przyczyną nagrzewania się i zużycia, co może łatwo doprowadzić do awarii narzędzia.

(5) Obróbka w jak najbardziej miękkim stanie stopu tytanu, ponieważ materiał po hartowaniu staje się trudniejszy do obróbki, a obróbka cieplna zwiększa wytrzymałość materiału i zwiększa zużycie wkładki.

(6) Użyj dużego promienia naroża lub sfazowania, aby wciąć jak najwięcej w krawędź skrawającą. Zmniejsza to siłę cięcia i ciepło w każdym punkcie oraz zapobiega miejscowym pęknięciom. Podczas frezowania stopów tytanu spośród parametrów skrawania największy wpływ na trwałość narzędzia vc ma prędkość skrawania, a następnie zagłębienie promieniowe (głębokość frezowania) ae.

3. Zacznij od ostrza, aby rozwiązać problem z obróbką tytanu

The wear of the insert groove during the machining of titanium alloys is the local wear of the back and front in the direction of the depth of cut, which is often caused by the hardened layer left by the previous processing. The chemical reaction and diffusion of the tool and the workpiece material at a processing temperature of more than 800 °C are also one of the reasons for the formation of groove wear. Because during the machining process, the titanium molecules of the workpiece accumulate in the front of the blade and are "welded" to the blade edge under high pressure and high temperature, forming a built-up edge. When the built-up edge peels off the cutting edge, it takes away the carbide coating of the insert, so titanium machining requires special insert materials and geometries. custom precision machining

4. Struktura narzędzia odpowiednia do obróbki tytanu

Obróbka stopów tytanu skupia się na cieple, a duża ilość płynu obróbkowego pod wysokim ciśnieniem musi być natryskiwana na krawędź skrawającą w odpowiednim czasie i dokładnie, aby szybko usunąć ciepło. Na rynku dostępne są unikalne konfiguracje frezów przeznaczone do obróbki tytanu.

 


Anebon Metal Products Limited może świadczyć usługi obróbki CNC, odlewania ciśnieniowego, obróbki blach, prosimy o kontakt.
Tel: +86-769-89802722 E-mail: info@anebon.com URL: www.anebon.com

 


Czas publikacji: 18 stycznia-2022
WhatsApp Online Chat !