Varför är titanlegering ett svårt material att bearbeta?

Anebon-CNC-Machining-Service-201014-11

1. Fysiska fenomen vid titanbearbetning

Skärkraften för bearbetning av titanlegering är bara något högre än för stål med samma hårdhet, men det fysiska fenomenet med bearbetning av titanlegering är mycket mer komplicerat än för bearbetning av stål, vilket gör att bearbetning av titanlegering möter stora svårigheter.

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

De höga temperaturerna som genereras under skärprocessen förstör också ytintegriteten hos titanlegeringsdelarna, vilket resulterar i en minskning av delarnas geometriska noggrannhet och arbetshärdning som kraftigt minskar deras utmattningshållfasthet.

Elasticiteten hos titanlegeringar kan vara fördelaktig för detaljens prestanda, men under skärning är den elastiska deformationen av arbetsstycket en viktig orsak till vibrationer. Skärtrycket gör att det "elastiska" arbetsstycket rör sig bort från verktyget och studsar så att friktionen mellan verktyget och arbetsstycket är större än skärverkan. Friktionsprocessen genererar också värme, vilket förvärrar problemet med dålig värmeledningsförmåga hos titanlegeringar.

Detta problem är ännu allvarligare vid bearbetning av tunnväggiga eller ringformade delar som lätt deformeras. Det är ingen lätt uppgift att bearbeta tunnväggiga titanlegeringsdelar till den förväntade dimensionsnoggrannheten. För när arbetsstyckets material trycks bort av verktyget har den lokala deformationen av den tunna väggen överskridit det elastiska området och plastisk deformation uppstår, och skärpunktens materialstyrka och hårdhet ökar avsevärt. Vid denna tidpunkt blir bearbetning med den tidigare bestämda skärhastigheten för hög, vilket ytterligare resulterar i skarpt verktygsslitage.

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

2. Technological know-how for titanium cnc machining 

På grundval av att förstå bearbetningsmekanismen för titanlegeringar och lägga till tidigare erfarenheter är den huvudsakliga processkunskapen för bearbetning av titanlegeringar som följer:

(1) Skär med positiv geometri används för att minska skärkraft, skärvärme och deformation av arbetsstycket.

(2) Upprätthåll en konstant matning för att undvika härdning av arbetsstycket. Verktyget ska alltid vara i matat tillstånd under skärprocessen, och den radiella skärmängden ae bör vara 30 % av radien under fräsning.

(3) Skärvätska med högt tryck och stort flöde används för att säkerställa bearbetningsprocessens termiska stabilitet och förhindra degenerering av arbetsstyckets yta och verktygsskador på grund av för hög temperatur.

(4) Håll kniveggen vass, trubbiga verktyg är orsaken till värmeuppbyggnad och slitage, vilket lätt kan leda till verktygsfel.

(5) Bearbetning i titanlegeringens mjukaste tillstånd så mycket som möjligt, eftersom materialet blir svårare att bearbeta efter härdning, och värmebehandlingen ökar hållfastheten hos materialet och ökar slitaget på skäret.

(6) Använd en stor nosradie eller avfasning för att skära så mycket som möjligt i skäreggen. Detta minskar skärkraft och värme vid varje punkt och förhindrar lokalt brott. Vid fräsning av titanlegeringar, bland skärparametrarna, har skärhastigheten störst inverkan på verktygets livslängd vc, följt av det radiella ingreppet (fräsdjupet) ae.

3. Börja med bladet för att lösa titanbearbetningsproblemet

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. Verktygsstruktur lämplig för titanbearbetning

Fokus för bearbetning av titanlegering är värme, och en stor mängd högtrycksskärvätska måste sprutas på skäreggen i rätt tid och exakt för att snabbt ta bort värmen. Det finns unika konfigurationer av fräsar på marknaden speciellt för bearbetning av titan.

 


Anebon Metal Products Limited kan tillhandahålla CNC-bearbetning, pressgjutning, plåttillverkning, kontakta oss gärna.
Tel: +86-769-89802722 E-post: info@anebon.com URL: www.anebon.com

 


Posttid: 2022-jan-18
WhatsApp Online Chat !