Раньше некоторые клиенты консультировались по поводу титанового сплава и считали, что обработка титанового сплава особенно затруднительна.Теперь коллеги из технологического отдела RSM расскажут вам, почему мы считаем, что титановый сплав является трудным для обработки материалом?Из-за отсутствия глубокого понимания механизма и явления его обработки.
1. Физические явления обработки титана.
Сила резания титанового сплава лишь немного выше, чем у стали той же твердости, но физическое явление обработки титанового сплава намного сложнее, чем у обработки стали, что затрудняет обработку титанового сплава.
Теплопроводность большинства титановых сплавов очень низкая, всего 1/7 стали и 1/16 алюминия.Следовательно, тепло, выделяемое в процессе резки титанового сплава, не будет быстро передаваться заготовке или отводиться стружкой, а будет концентрироваться в зоне резания, а образующаяся температура может достигать 1000 ℃ или выше. так что режущая кромка инструмента может быстро изнашиваться, трескаться и образовывать опухоли, образующие стружку.Быстро изнашиваемая режущая кромка также может выделять больше тепла в зоне резания, что еще больше сокращает срок службы инструмента.
Высокая температура, возникающая в процессе резки, также нарушает целостность поверхности деталей из титановых сплавов, что приводит к снижению геометрической точности деталей и возникновению явления наклепа, что серьезно снижает их усталостную прочность.
Эластичность титанового сплава может быть полезна для работы деталей, но в процессе резания упругая деформация заготовки является важной причиной вибрации.Давление резания заставляет «эластичную» заготовку отделяться от инструмента и отскакивать, так что трение между инструментом и заготовкой превышает эффект резания.В процессе трения также выделяется тепло, что усугубляет плохую теплопроводность титановых сплавов.
Эта проблема становится все более серьезной при обработке тонкостенных или кольцевых деталей, которые легко деформируются.Обработать тонкостенные детали из титанового сплава с ожидаемой точностью размеров непросто.Поскольку материал заготовки отталкивается инструментом, локальная деформация тонкой стенки превышает диапазон упругости и происходит пластическая деформация, а прочность и твердость материала в точке резания значительно увеличиваются.В это время первоначально определенная скорость резания станет слишком высокой, что приведет к дальнейшему резкому износу инструмента.
«Тепло» – «виновник» труднообрабатываемого титанового сплава!
2. Технологические советы по обработке титанового сплава
На основе понимания механизма обработки титанового сплава в сочетании с предыдущим опытом основные технологические ноу-хау обработки титанового сплава заключаются в следующем:
(1) Лезвие с положительной геометрией угла используется для уменьшения силы резания, нагревания при резке и деформации заготовки.
(2) Поддерживайте стабильную подачу во избежание затвердевания заготовки.Во время процесса резки инструмент всегда должен находиться в состоянии подачи.Радиальная величина резания ae во время фрезерования должна составлять 30% радиуса.
(3) СОЖ под высоким давлением и большим расходом используется для обеспечения термической стабильности процесса обработки и предотвращения разрушения поверхности заготовки и повреждения инструмента из-за чрезмерной температуры.
(4) Держите лезвие острым.Тупой инструмент является причиной накопления тепла и износа, что просто приводит к выходу инструмента из строя.
(5) Насколько это возможно, его следует обрабатывать в мягком состоянии титанового сплава.Поскольку после закалки материал становится сложнее обрабатывать, термообработка повышает прочность материала и увеличивает износ лезвия.
(6) Для резки используйте большой радиус дуги или фаску на кончике инструмента и вставьте в разрез как можно больше лезвий.Это может уменьшить силу резания и нагрев в каждой точке и избежать локальных повреждений.При фрезеровании титанового сплава большое влияние на стойкость инструмента vc оказывает скорость резания, за которой следует радиальное резание (глубина фрезерования) ae.
3. Решайте проблемы обработки титана с помощью лезвия.
Канавочный износ лезвия при обработке титановых сплавов — это локальный износ задней и передней части по глубине резания, который зачастую вызван слоем закалки, оставшимся от предыдущей обработки.Химическая реакция и диффузия материала инструмента и заготовки при температуре обработки более 800 ℃ также является одной из причин образования канавок.Поскольку молекулы титана заготовки скапливаются перед лезвием во время обработки, они «привариваются» к лезвию под высоким давлением и высокой температурой, образуя опухоль из наростов стружки.При удалении налипшей стружки с лезвия удаляется твердосплавное покрытие лезвия.Поэтому обработка титановых сплавов требует специальных материалов и геометрических форм лезвий.
Время публикации: 27 сентября 2022 г.