Hlavní výhody materiálů ze slitin titanu
Titanová slitina má několik zjevných výhod. Za prvé, je velmi pevný, ale lehký (hustota je 4,4 kg/dm³), což je dobré řešení pro velké konstrukční díly, které potřebují snížit hmotnost. Za druhé, slitina titanu má velmi dobrou tepelnou odolnost. I při vysokých teplotách 400-500 stupňů si stále může zachovat dostatečnou pevnost a pracovat stabilně, zatímco hliníkovou slitinu lze použít pouze pod 200 stupňů . Konečně, slitina titanu má vynikající odolnost proti korozi, zejména při každodenní údržbě letadel, což může účinně snížit náklady na údržbu a zajistit normální provoz letadel, což ušetří spoustu peněz ve srovnání s použitím oceli.
Analýza zpracovatelských charakteristik titanové slitiny
Jeho tepelná vodivost je velmi špatná. Například tepelná vodivost titanové slitiny TC4 je pouze 16,8 W/m· stupně při 20}0 stupních a koeficient tepelné vodivosti je 0,036 cal/cm·sec· stupně, což je pouze jeden -čtvrtina oceli, jedna třináctina hliníku a jedna dvacetipětina mědi. To znamená, že při řezání má slitina titanu špatný odvod tepla a chladící účinky, což urychlí opotřebení nástroje a nízkou bezpečnost při řezání. Titan je hořlavý kov. Vysoká teplota a jiskry vznikající při mikrořezání mohou způsobit spálení titanových třísek. Modul pružnosti titanové slitiny je nízký, díky čemuž se díly po zpracování snadno odrážejí. Styčná plocha mezi opracovávaným povrchem a nástrojem se zvětšuje, což ovlivňuje nejen rozměrovou přesnost, ale také snižuje životnost nástroje. Tvrdost titanové slitiny také ovlivňuje zpracování. Slitiny titanu s nízkou tvrdostí se snadno lepí a třísky se během řezání přichytí k nástroji, což ovlivní řezný účinek; zatímco slitiny titanu s vysokou tvrdostí snadno způsobí zlomení nebo opotřebení nástroje, což má za následek nízkou efektivitu zpracování. Ve srovnání s ocelí je rychlost zpracování titanové slitiny pouze asi jedna čtvrtina a doba zpracování je mnohem delší. Titanová slitina je vysoce chemicky reaktivní. Při řezání při vysoké teplotě bude nejen chemicky reagovat s dusíkem, kyslíkem a oxidem uhelnatým ve vzduchu za vytvoření vytvrzené vrstvy na povrchu, ale také reagovat s materiálem nástroje, což dále snižuje životnost nástroje.
Technologie zpracování titanové slitiny
Při zpracování slitiny titanu je nejlepší používat nástroje z tvrdokovu, zejména nástroje z karbidu wolframu a kobaltu. Tento typ nástroje je nejen pevný a má dobrou tepelnou vodivost, ale také snadno chemicky nereaguje s titanem při vysokých teplotách, takže je velmi vhodný pro řezání titanových slitin.
Rozumný výběr parametrů geometrie nástroje. Aby se snížila teplota řezu a snížilo se lepení nástroje, může být úhel čela nástroje vhodně snížen, aby se teplo rozptýlilo zvětšením kontaktní plochy mezi třískou a předním břitem; současně lze zvětšit úhel hřbetu nástroje, aby se snížilo přilepování nástroje a snížená přesnost povrchu způsobená třením mezi obrobeným povrchem a zadním břitem; hrot nástroje by měl mít obloukový přechod pro zvýšení pevnosti nástroje. Při obrábění titanových slitin by měly být nástroje často broušeny, aby bylo zajištěno, že jejich čepele jsou ostré a odstraňování třísek je hladké.
Vhodné řezné parametry. Pro stanovení řezných parametrů lze použít následující schémata: nižší řezná rychlost - vysoká řezná rychlost způsobí prudké zvýšení řezné teploty; mírná rychlost posuvu - velká rychlost posuvu bude mít za následek vysokou řeznou teplotu, zatímco malá rychlost posuvu způsobí rychlejší opotřebení ostří v důsledku dlouhé doby řezání v kalené vrstvě; větší hloubka řezu - řezání špičkou nástroje přes kalenou vrstvu na povrchu titanové slitiny může zvýšit životnost nástroje.
Průtok a tlak řezné kapaliny by měl být během zpracování velký a oblast zpracování by měla být plně a nepřetržitě chlazena, aby se snížila teplota řezání.
Při výběru obráběcích strojů je třeba vždy věnovat pozornost zlepšení stability, aby se zabránilo vibracím. Vibrace způsobí zlomení čepele a poškození čepele. Zároveň by tuhost systému zpracování titanové slitiny měla být dobrá pro zajištění větší hloubky řezu při řezání. Zpracování titanové slitiny má však velký odskok a velká upínací síla zhorší deformaci obrobku. Proto lze při jemném zpracování uvažovat o pomocných podpěrách, jako jsou montážní přípravky, které splňují požadavky na tuhost procesního systému.
Metoda frézování obecně využívá dopředné frézování. Slepování a vylamování třísek frézy způsobené zpětným frézováním při zpracování titanové slitiny je mnohem závažnější než poškození frézy způsobené dopředným frézováním.
Běžné problémy při broušení jsou ulpívání třísek způsobující zablokování brusného kotouče a popálení povrchu součásti. Proto je vhodné používat brusné kotouče ze zeleného karbidu křemíku s ostrými brusnými zrny, vysokou tvrdostí a dobrou tepelnou vodivostí při broušení; velikost zrna brusného kotouče může být F36 ~ F80 podle různé povrchové úpravy zpracovávaného povrchu; tvrdost brusného kotouče by měla být měkčí, aby se snížila přilnavost brusných zrn a brusných třísek a snížilo se teplo při broušení; rychlost posuvu mletí by měla být malá, rychlost by měla být nízká a emulze by měla být dostatečná.
Při vrtání otvorů do titanových slitin je třeba standardní vrták přebrousit, aby se snížil jev spálených nástrojů a lámání vrtáku. Metoda přebroušení: přiměřeně zvětšit horní úhel, snížit přední úhel řezné části, zvětšit zadní úhel řezné části a zdvojnásobit stupeň válcového zkosení hrany. Při zpracování by se měl zvýšit počet zatažení nástroje, vrták by neměl zůstat v otvoru, třísky by měly být včas odstraněny a pro chlazení by mělo být použito dostatečné množství emulze. Dávejte pozor, aby se vrták neotupil a třísky by měly být včas odstraněny. Pro chlazení je třeba použít dostatečné množství emulze. Dávejte pozor, aby se vrták neotupil a třísky by měly být včas odstraněny. Pro chlazení je třeba použít dostatečné množství emulze. Dávejte pozor, aby se vrták neotupil a třísky by měly být včas vyměněny a přebroušeny.
Vystružování z titanové slitiny také vyžaduje úpravu standardního výstružníku: šířka čepele výstružníku by měla být menší než {{0}},15 mm a řezná část a kalibrační část by měly být v kruhovém obloukovém přechodu, aby se zabránilo ostrým hrotům . Při vystružování lze skupinový výstružník použít pro vícenásobné vystružování, přičemž průměr výstružníku se pokaždé zvětší o méně než 0,1 mm. Otáčky vřetena by měly být o něco nižší a nástroj by se při zasouvání neměl zastavovat. Touto metodou lze dosáhnout vyšších požadavků na konečnou úpravu.
Závitování z titanové slitiny je nejobtížnější proces při zpracování titanové slitiny. V důsledku nadměrného krouticího momentu se zuby závitníku rychle opotřebují a odskok zpracovávaného dílu může dokonce způsobit prasknutí závitníku v otvoru. Při použití běžných závitníků pro opracování by se měl počet zubů vhodně snížit podle průměru, aby se zvětšil prostor pro třísku. Po ponechání 0.15 mm širokého kotouče na kalibračním zubu by měl být úhel hřbetu zvětšen na přibližně 30 stupňů a měla by být odstraněna 1/2 až 1/3 hřbetu zubu. Po zadržení 3 přezek na kalibračním zubu by měl být stupeň zadního kužele zvýšen. Pro efektivní zmenšení kontaktní plochy mezi nástrojem a obrobkem se doporučuje použít závitník s přeskakovacím závitem a také efekt zpracování je lepší.
Opatření při zpracování
(1) Během zpracování by měl být nástroj často broušen, aby se snížilo teplo vznikající při řezání.
(2) Zařízení, nástroje, obrobky a přípravky by měly být udržovány v čistotě a nařezaný odpad by měl být včas uklizen. To může zajistit lepší kvalitu zpracování.
(3) K přenosu titanových třísek používejte nehořlavé nebo nehořlavé nástroje. Zpracované třísky skladujte v nehořlavých nádobách a zakryjte je.
(4) Při práci s vyčištěnými díly z titanové slitiny používejte čisté rukavice, abyste v budoucnu zabránili korozi způsobené pnutím chloridu sodného.
(5) V prostoru řezání jsou protipožární zařízení.
(6) Při řezání malého množství titanových třísek, pokud se vznítí, lze je uhasit suchým práškovým hasicím přístrojem nebo suchou zeminou nebo suchým pískem.
