Wcześniej niektórzy klienci konsultowali się na temat stopu tytanu i uważali, że obróbka stopu tytanu jest szczególnie kłopotliwa.Teraz koledzy z Działu Technologii RSM podzielą się z Wami dlaczego uważamy, że stop tytanu jest materiałem trudnym w obróbce?Z powodu braku głębokiego zrozumienia mechanizmu i zjawiska jego przetwarzania.
1. Zjawiska fizyczne obróbki tytanu
Siła skrawania stopu tytanu jest tylko nieznacznie większa niż stali o tej samej twardości, ale zjawisko fizyczne obróbki stopu tytanu jest znacznie bardziej złożone niż obróbki stali, co sprawia, że obróbka stopu tytanu napotyka duże trudności.
Przewodność cieplna większości stopów tytanu jest bardzo niska, tylko 1/7 stali i 1/16 aluminium.Dlatego ciepło powstające w procesie cięcia stopu tytanu nie będzie szybko przekazywane na obrabiany przedmiot ani odbierane przez wióry, ale będzie skupiane w obszarze cięcia, a wytworzona temperatura może sięgać nawet 1000 ℃ i więcej, tak, że krawędź tnąca narzędzia może szybko się zużywać, pękać i generować guzy gromadzące się w wiórach.Szybko zużywająca się krawędź skrawająca może również generować więcej ciepła w obszarze skrawania, co jeszcze bardziej skraca żywotność narzędzia.
Wysoka temperatura powstająca w procesie cięcia niszczy również integralność powierzchni części ze stopów tytanu, prowadząc do spadku dokładności geometrycznej części i pojawienia się zjawiska umocnienia przez zgniot, które poważnie zmniejsza ich wytrzymałość zmęczeniową.
Elastyczność stopu tytanu może być korzystna dla wydajności części, ale w procesie cięcia elastyczne odkształcenie przedmiotu obrabianego jest ważną przyczyną wibracji.Nacisk skrawania powoduje, że „elastyczny” przedmiot obrabiany oddziela się od narzędzia i odbija, przez co tarcie pomiędzy narzędziem a przedmiotem jest większe niż efekt skrawania.Proces tarcia generuje również ciepło, co pogarsza słabą przewodność cieplną stopów tytanu.
Problem ten staje się coraz poważniejszy podczas obróbki części cienkościennych lub pierścieniowych, które łatwo ulegają odkształceniom.Obróbka cienkościennych części ze stopów tytanu z oczekiwaną dokładnością wymiarową nie jest łatwa.W miarę wypychania materiału przedmiotu obrabianego przez narzędzie lokalne odkształcenie cienkiej ścianki przekracza zakres sprężystości i następuje odkształcenie plastyczne, a wytrzymałość i twardość materiału w punkcie skrawania znacznie wzrasta.W tym momencie pierwotnie ustalona prędkość skrawania stanie się zbyt wysoka, co dodatkowo spowoduje ostre zużycie narzędzia.
„Ciepło” jest „winowajcą” trudnego w obróbce stopu tytanu!
2. Końcówki procesowe do obróbki stopu tytanu
Na podstawie zrozumienia mechanizmu obróbki stopu tytanu, w połączeniu z wcześniejszymi doświadczeniami, główna wiedza technologiczna dotycząca obróbki stopu tytanu jest następująca:
(1) Ostrze o dodatniej geometrii kąta stosowane jest w celu zmniejszenia siły skrawania, ciepła skrawania i deformacji przedmiotu obrabianego.
(2) Utrzymuj stabilne podawanie, aby uniknąć stwardnienia przedmiotu obrabianego.Podczas procesu skrawania narzędzie powinno zawsze znajdować się w stanie podawania.Promieniowa wielkość skrawania ae podczas frezowania powinna wynosić 30% promienia.
(3) Płyn obróbkowy pod wysokim ciśnieniem i o dużym przepływie służy do zapewnienia stabilności termicznej procesu obróbki oraz uniknięcia pogorszenia się powierzchni przedmiotu obrabianego i uszkodzenia narzędzia z powodu nadmiernej temperatury.
(4) Utrzymuj ostrze ostre.Tępe narzędzie jest przyczyną gromadzenia się ciepła i zużycia, co po prostu prowadzi do awarii narzędzia.
(5) W miarę możliwości należy go przetwarzać w stanie miękkim stopu tytanu.Ponieważ materiał staje się trudniejszy w obróbce po utwardzeniu, obróbka cieplna poprawia wytrzymałość materiału i zwiększa zużycie ostrza.
(6) Do wcinania użyj dużego promienia łuku lub fazowania końcówki narzędzia i włóż w nacięcie jak najwięcej ostrzy.Może to zmniejszyć siłę skrawania i ciepło w każdym punkcie oraz uniknąć lokalnych uszkodzeń.Podczas frezowania stopu tytanu duży wpływ na trwałość narzędzia vc ma prędkość skrawania, a w dalszej kolejności skrawanie promieniowe (głębokość frezowania) ae.
3. Rozwiązuj problemy związane z obróbką tytanu za pomocą ostrza
Zużycie rowka ostrza podczas obróbki stopu tytanu to miejscowe zużycie tylnej i przedniej strony wzdłuż głębokości skrawania, które często spowodowane jest przez warstwę hartowaną pozostawioną po poprzedniej obróbce.Reakcja chemiczna i dyfuzja materiału narzędzia i przedmiotu obrabianego w temperaturze obróbki przekraczającej 800℃ jest również jedną z przyczyn powstawania zużycia rowków.Ponieważ cząsteczki tytanu przedmiotu obrabianego gromadzą się przed ostrzem podczas obróbki, są „spawane” z ostrzem pod wysokim ciśnieniem i wysoką temperaturą, tworząc guz gromadzący się na wiórach.Po odklejeniu narostu z ostrza usuwana jest powłoka z węglika spiekanego.Dlatego obróbka stopu tytanu wymaga specjalnych materiałów ostrzy i geometrycznych kształtów.
Czas publikacji: 27 września 2022 r