Miksi ajattelemme, että titaaniseos on vaikea työstää materiaali? Sen käsittelymekanismin ja ilmiön syvän ymmärryksen puutteen vuoksi.
1. Titaanin työstön fyysiset ilmiöt
Titaaniseoksen käsittelyn leikkausvoima on vain hieman suurempi kuin saman kovuuden omaavan teräksen leikkausvoima, mutta titaaniseoksen käsittelyn fysikaalinen ilmiö on paljon monimutkaisempi kuin teräksen käsittelyssä, mikä tekee titaaniseoksen käsittelystä suuria vaikeuksia.
Useimpien titaaniseosten lämmönjohtavuus on erittäin alhainen, vain 1/7 teräksestä ja 1/16 alumiinista. Siksi titaaniseoksen leikkausprosessissa syntyvä lämpö ei siirry nopeasti työkappaleeseen tai poista lastut, vaan se kerääntyy leikkausalueelle, ja syntyvä lämpötila voi olla jopa 1000 °C, mikä aiheuttaa työkalun leikkuureuna kuluu, halkeilee ja kuolee nopeasti. Reunojen kasaantuminen, kuluneiden reunojen nopea ilmaantuminen puolestaan tuottaa enemmän lämpöä leikkausalueelle, mikä lyhentää työkalun käyttöikää entisestään.
Leikkausprosessin aikana syntyvä korkea lämpötila tuhoaa myös titaaniseososien pinnan eheyden, mikä johtaa osan geometrisen tarkkuuden heikkenemiseen ja työkarkaisuilmiöön, joka heikentää merkittävästi sen väsymislujuutta.
Titaaniseosten elastisuus voi olla hyödyllistä osien suorituskyvylle, mutta leikkauksen aikana työkappaleen elastinen muodonmuutos on tärkeä tärinän aiheuttaja. Leikkauspaine saa "elastisen" työkappaleen poistumaan työkalusta ja pomppimaan takaisin, jolloin työkalun ja työkappaleen välinen kitka on suurempi kuin leikkaustoiminto. Kitkaprosessi tuottaa myös lämpöä, mikä pahentaa titaaniseosten huonon lämmönjohtavuuden ongelmaa.
Tämä ongelma on vielä vakavampi, kun käsitellään ohutseinäisiä tai renkaan muotoisia osia, jotka ovat helposti muotoaan. Titaaniseoksen ohutseinäisten osien käsittely odotettuun mittatarkkuuteen ei ole helppoa. Koska kun työkalu työntää työkappaleen materiaalia pois, ohuen seinän paikallinen muodonmuutos on ylittänyt elastisen alueen plastisen muodonmuutoksen tuottamiseksi, ja materiaalin lujuus ja kovuus leikkauspisteessä kasvavat merkittävästi. Tässä vaiheessa koneistus alun perin määritetyllä leikkausnopeudella tulee liian suureksi, mikä edelleen johtaa työkalun terävään kulumiseen.
"Lämpö" on "syyllinen" titaaniseosten käsittelyn vaikeuteen!
2. Tekninen tietotaito titaaniseosten käsittelyyn
Titaaniseosten käsittelymekanismin ymmärtämisen ja aiemman kokemuksen perusteella pääasiallinen titaaniseosten käsittelyn prosessiosaaminen on seuraava:
(1) Positiivisen kulmageometrian omaavat terät vähentävät leikkausvoimaa, leikkauslämpöä ja työkappaleen muodonmuutoksia.
(2) Pidä jatkuvaa syöttöä työkappaleen kovettumisen välttämiseksi. Työkalun tulee aina olla syöttötilassa leikkausprosessin aikana. Radiaalisen leikkausmäärän ae tulee olla 30 % säteestä jyrsinnän aikana.
(3) Korkeapaineista ja suuren virtauksen leikkausnestettä käytetään varmistamaan koneistusprosessin lämpöstabiilisuus ja estämään työkappaleen pinnan rappeutuminen ja työkalun vaurioituminen liiallisesta lämpötilasta.
(4) Pidä terän leikkuureuna terävänä, tylsät veitset aiheuttavat lämmön kertymistä ja kulumista, mikä voi helposti johtaa terien rikkoutumiseen.
(5) Käsittely mahdollisimman pehmeimmässä titaaniseoksessa, koska materiaali muuttuu vaikeammaksi käsitellä kovettumisen jälkeen, lämpökäsittely parantaa materiaalin lujuutta ja lisää terän kulumista.
(6) Käytä suurta kärjen sädettä tai viistettä leikkaaksesi mahdollisimman paljon leikkuureunaa. Tämä voi vähentää leikkausvoimaa ja lämpöä kussakin kohdassa ja estää paikallisen rikkoutumisen. Kun jyrsitään titaaniseoksia, lastuamisparametreista leikkausnopeus vaikuttaa eniten työkalun käyttöikään vc, jota seuraa säteittäinen lastuamismäärä (jyrsintäsyvyys) ae.
Xinfa CNC-työkaluilla on hyvä laatu ja edullinen hinta. Lisätietoja on osoitteessa:
CNC-työkalujen valmistajat – Kiinan CNC-työkalutehdas ja toimittajat (xinfatools.com)
3. Titaanin käsittelyongelmien ratkaiseminen terästä alkaen
Titaaniseoksen työstössä esiintyvä terän uran kuluminen on taka- ja etuosan paikallista kulumista leikkaussyvyyden suunnassa, mikä johtuu usein edellisen käsittelyn jälkeen jääneestä kovettuneesta kerroksesta. Työkalun ja työkappaleen materiaalin välinen kemiallinen reaktio ja diffuusio yli 800°C työstölämpötilassa on myös yksi syy uran kulumisen muodostumiseen. Koska työstön aikana työkappaleen titaanimolekyylit kerääntyvät terän etuosaan, ja ne "hitsataan" terään korkeassa paineessa ja korkeassa lämpötilassa muodostaen muodostuneen reunan. Kun rakennettu reuna kuoriutuu pois leikkuureunasta, se poistaa terän kovametallipinnoitteen, joten titaanin työstö vaatii erikoisterämateriaaleja ja -geometrioita.
4. Titaanin työstöön sopiva työkalurakenne
Titaaniseoksen käsittelyn painopiste on lämpö. Suuri määrä korkeapaineleikkausnestettä on ruiskutettava leikkuureunalle oikea-aikaisesti ja tarkasti lämmön poistamiseksi nopeasti. Markkinoilla on ainutlaatuisia rakenteita erityisesti titaaniseoksen käsittelyyn käytettyjä jyrsimiä.
Postitusaika: 09.08.2023
