Waarom denken we dat titaniumlegering een moeilijk te bewerken materiaal is? Vanwege het gebrek aan diepgaand begrip van het verwerkingsmechanisme en -fenomeen ervan.
1. Fysische verschijnselen van titaniumbewerking
De snijkracht van de verwerking van titaniumlegeringen is slechts iets hoger dan die van staal met dezelfde hardheid, maar het fysieke fenomeen van de verwerking van titaniumlegeringen is veel gecompliceerder dan dat van de verwerking van staal, waardoor de verwerking van titaniumlegeringen met grote moeilijkheden wordt geconfronteerd.
De thermische geleidbaarheid van de meeste titaniumlegeringen is zeer laag, slechts 1/7 van staal en 1/16 van aluminium. Daarom zal de warmte die wordt gegenereerd tijdens het snijden van een titaniumlegering niet snel worden overgebracht naar het werkstuk of worden afgevoerd door spanen, maar zal deze zich ophopen in het snijgebied, en de gegenereerde temperatuur kan oplopen tot 1000 ° C, waardoor de snijkant van het gereedschap snel verslijten, barsten en afsterven. Randopbouw, het snel verschijnen van versleten randen, genereert op zijn beurt meer warmte in de snijzone, waardoor de standtijd van het gereedschap verder wordt verkort.
De hoge temperatuur die tijdens het snijproces wordt gegenereerd, vernietigt ook de oppervlakte-integriteit van onderdelen van titaniumlegering, wat resulteert in een afname van de geometrische nauwkeurigheid van het onderdeel en een verhardingsverschijnsel dat de vermoeiingssterkte ernstig vermindert.
De elasticiteit van titaniumlegeringen kan gunstig zijn voor de prestaties van het onderdeel, maar tijdens het snijden is de elastische vervorming van het werkstuk een belangrijke oorzaak van trillingen. De snijdruk zorgt ervoor dat het “elastische” werkstuk het gereedschap verlaat en terugkaatst, waardoor de wrijving tussen het gereedschap en het werkstuk groter is dan de snijwerking. Het wrijvingsproces genereert ook warmte, wat het probleem van de slechte thermische geleidbaarheid van titaniumlegeringen verergert.
Dit probleem is nog ernstiger bij het verwerken van dunwandige of ringvormige onderdelen die gemakkelijk vervormen. Het is geen gemakkelijke taak om dunwandige onderdelen van titaniumlegeringen met de verwachte maatnauwkeurigheid te verwerken. Omdat wanneer het werkstukmateriaal door het gereedschap wordt weggeduwd, de lokale vervorming van de dunne wand het elastische bereik heeft overschreden om plastische vervorming te veroorzaken, en de materiaalsterkte en hardheid op het snijpunt aanzienlijk toenemen. Op dit moment wordt de bewerking bij de oorspronkelijk bepaalde snijsnelheid te hoog, wat verder leidt tot scherpe slijtage van het gereedschap.
“Hitte” is de “boosdoener” voor de moeilijkheid bij het verwerken van titaniumlegeringen!
2. Technologische knowhow voor de verwerking van titaniumlegeringen
Op basis van inzicht in het verwerkingsmechanisme van titaniumlegeringen, gekoppeld aan ervaringen uit het verleden, is de belangrijkste proceskennis voor het verwerken van titaniumlegeringen als volgt:
(1) Wisselplaten met positieve hoekgeometrie om de snijkracht, snijwarmte en vervorming van het werkstuk te verminderen.
(2) Houd een constante voeding aan om verharding van het werkstuk te voorkomen. Het gereedschap moet tijdens het snijproces altijd in de voedingstoestand zijn. De radiale snijhoeveelheid ae moet tijdens het frezen 30% van de radius bedragen.
(3) Er wordt gebruik gemaakt van hogedruk-snijvloeistof met een groot debiet om de thermische stabiliteit van het bewerkingsproces te garanderen en te voorkomen dat het werkstukoppervlak degeneratie en gereedschapsschade als gevolg van te hoge temperaturen veroorzaakt.
(4) Houd de snijkant van het mes scherp, botte messen zijn de oorzaak van hitteopbouw en slijtage, wat gemakkelijk kan leiden tot het falen van de messen.
(5) Verwerking in de zachtst mogelijke staat van de titaniumlegering, omdat het materiaal na het uitharden moeilijker te verwerken wordt, verbetert de warmtebehandeling de sterkte van het materiaal en verhoogt de slijtage van het blad.
(6) Gebruik een grote neusradius of afschuining om zoveel mogelijk in de snijkant te snijden. Dit kan de snijkracht en hitte op elk punt verminderen en plaatselijke breuk voorkomen. Bij het frezen van titaniumlegeringen heeft van de snijparameters de snijsnelheid de grootste invloed op de standtijd vc, gevolgd door de radiale snijhoeveelheid (freesdiepte) ae.
Xinfa CNC-gereedschappen hebben de kenmerken van goede kwaliteit en lage prijs. Ga voor meer informatie naar:
Fabrikanten van CNC-gereedschappen - China CNC-gereedschapsfabriek en leveranciers (xinfatools.com)
3. Problemen met de verwerking van titanium oplossen, beginnend bij het lemmet
De slijtage van de bladgroef die optreedt tijdens de verwerking van titaniumlegeringen is de lokale slijtage van de voor- en achterkant langs de snijdiepte, die vaak wordt veroorzaakt door de verharde laag die is achtergebleven door de vorige verwerking. De chemische reactie en diffusie tussen het gereedschap en het werkstukmateriaal bij een verwerkingstemperatuur hoger dan 800°C is ook een van de redenen voor de vorming van groefslijtage. Omdat tijdens de bewerking de titaniummoleculen van het werkstuk zich ophopen in de voorkant van het zaagblad en onder hoge druk en hoge temperatuur aan het zaagblad worden "gelast", waardoor een snede ontstaat. Wanneer de opgebouwde snijkant loskomt van de snijkant, wordt de carbidecoating van de wisselplaat weggenomen, zodat titaniumbewerking speciale wisselplaatmaterialen en geometrieën vereist.
4. Gereedschapsstructuur geschikt voor titaniumbewerking
De focus bij de verwerking van titaniumlegeringen is warmte. Een grote hoeveelheid hogedruk-snijvloeistof moet tijdig en nauwkeurig op de snijkant worden gespoten om de warmte snel te verwijderen. Er zijn unieke structuren van frezen op de markt die speciaal worden gebruikt voor de verwerking van titaniumlegeringen.
Posttijd: 09-aug-2023
