Seit der Entdeckung des Elements Titan im Jahr 1790 hat die Menschheit hundert Jahre lang mühsame Forschungen betrieben, um seine außergewöhnlichen Leistungen zu erhalten. Im Jahr 1910 stellte die Menschheit erstmals das Metall Titan her, aber die Anwendung von Titanlegierungen war ein langer und mühsamer Weg, und erst 40 Jahre später, im Jahr 1951, wurde die industrielle Produktion endlich realisiert.
Titan-Legierungen zeichnen sich durch hohe spezifische Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit und Ermüdungsbeständigkeit aus. Eine Titanlegierung der gleichen Größe wiegt nur 60% Stahl, ist aber stärker als legierter Stahl. Aufgrund ihrer guten Eigenschaften wird die Titanlegierung zunehmend in der Luft- und Raumfahrt, der Energieerzeugung, der Kernenergie, dem Schiffbau, der chemischen Industrie, der Medizintechnik usw. eingesetzt.
Die vier Eigenschaften der Titanlegierung, wie geringe Wärmeleitfähigkeit, starke Kaltverfestigung, hohe Affinität zum Werkzeug und geringe plastische Verformung, sind die wesentlichen Gründe, warum Titanlegierungen robust zu bearbeiten sind. Sein Schnittindex beträgt nur 20% desjenigen von Automatenstahl.
Titanlegierung hat eine Wärmeleitfähigkeit von nur etwa 16% von Stahl. Verarbeitung Wärme kann nicht in der Zeit durchgeführt werden, was in Schneidkante lokalen hohen Temperaturen (Bearbeitung der Spitze Temperatur ist mehr als ein Mal, dass der Stahl), die leicht auslöst Werkzeug Diffusion Verschleiß.
Das Phänomen der Kaltverfestigung von Titanlegierungen ist offensichtlich. Die Oberflächenhärtungsschicht ist im Vergleich zu rostfreiem Stahl schwerwiegender, was zu einigen Schwierigkeiten bei der nachfolgenden Bearbeitung führt, z. B. zu einer Zunahme der Beschädigung der Werkzeuggrenzen.
Starke Verklebung mit titanhaltigem Karbid.
Der Elastizitätsmodul ist etwa halb so groß wie der von Stahl, so dass die elastische Rückfederung groß ist und die Reibung stark ist. Gleichzeitig ist das Werkstück anfällig für Spannverformungen.
Basierend auf dem Verständnis des Bearbeitungsmechanismus von Titanlegierungen und der Erfahrung ist das primäre Prozess-Know-how für die Bearbeitung von Titanlegierungen wie folgt:
(1) Verwenden Sie Wendeschneidplatten mit positiver Winkelgeometrie, um die Schnittkräfte, die Schnittwärme und die Werkstückverformung zu minimieren.
(2) Behalten Sie einen konstanten Vorschub bei, um eine Verhärtung des Werkstücks zu vermeiden. Das Werkzeug sollte während des Schneidevorgangs konstant zugeführt werden, und der radiale Vorschub sollte 30% des Radius beim Fräsen betragen.
(3) Hochdruck-Schneidflüssigkeit mit hohem Durchfluss wird verwendet, um die thermische Stabilität des Bearbeitungsprozesses zu gewährleisten und die Denaturierung der Werkstückoberfläche und die Beschädigung des Schneidwerkzeugs durch zu hohe Temperaturen zu verhindern.
(4) Halten Sie die Schneiden scharf. Stumpfe Werkzeuge sind die Ursache für Wärmestau und Verschleiß, was leicht zu einem Werkzeugausfall führen kann.
(5) Bearbeitung von Titanlegierungen in möglichst weichem Zustand, da das Material nach dem Härten schwieriger zu bearbeiten ist und die Wärmebehandlung die Festigkeit des Materials erhöht und den Verschleiß des Einsatzes steigert.
(6) Verwenden Sie einen großen Spitzenradius oder einen Fasenschnitt, um so viel wie möglich von der Klinge in den Schnitt zu bringen. Dies reduziert die Schnittkraft und die Hitze an jedem Punkt und verhindert lokale Brüche. Beim Fräsen von Titanlegierungen hat die Schnittgeschwindigkeit unter den verschiedenen Schnittparametern den größten Einfluss auf die Lebensdauer des Werkzeugs, während der radiale Verzug (Frästiefe) an zweiter Stelle steht.
Der bei der Titanbearbeitung auftretende Nutverschleiß ist ein örtlich begrenzter Verschleiß auf der Rückseite und der Vorderseite in Richtung der Schnitttiefe und wird häufig durch die gehärtete Schicht verursacht, die bei der vorherigen Bearbeitung entstanden ist. Chemische Reaktion und Diffusion zwischen dem Werkzeug und dem Werkstückmaterial bei einer Bearbeitungstemperatur von mehr als 800 ℃ ist auch einer der Gründe für die Bildung von Rillenverschleiß. Bei der Bearbeitung akkumulieren sich die Titanmoleküle des Werkstücks an der Vorderseite der Schneide durch den hohen Druck und die hohe Temperatur und "schweißen" sich mit der Schneide zusammen, was zur Bildung von Spantumoren führt. Wenn sich der Spänespeicher von der Schneide ablöst, wird die Hartmetallbeschichtung der Wendeschneidplatte mitgerissen, so dass für die Titanbearbeitung einzigartige Wendeschneidplattenmaterialien und -geometrien erforderlich sind.
Bei der Titanbearbeitung steht die Hitze im Mittelpunkt, und es müssen große Mengen an Hochdruck-Schneidflüssigkeit rechtzeitig und genau auf die Schneide gesprüht werden, um die Hitze schnell abzuführen. Speziell für die Titanbearbeitung gibt es auf dem Markt einzigartige Konfigurationen von Fräsern.
Titan-Legierung Produkte erweisen sich als einfach zu erhalten, gute Oberflächenrauheit, Kaltverfestigung ist nicht schwer, aber die Schneidtemperatur ist hoch, und Werkzeugverschleiß ist schnell. Für diese Eigenschaften, die primäre Werkzeug-, Schneid-Parameter, um die folgenden Maßnahmen zu ergreifen:
Material der Werkzeuge: YG6, YG8, YG10HT entsprechend den Gegebenheiten im Werk.
Parameter der Werkzeuggeometrie: geeigneter vorderer und hinterer Winkel des Werkzeugs, Verrundung der Spitze.
Bei geringerer Schnittgeschwindigkeit, mäßigem Vorschub, größerer Schnitttiefe und ausreichender Kühlung darf die Werkzeugspitze beim Drehen von zylindrischen Werkstücken nicht höher sein als die Werkstückmitte. Andernfalls ist es leicht, das Messer zu binden, Präzisions-Drehen und Drehen dünnwandige Teile; die zentrale Ablenkung Winkel des Werkzeugs sollte groß sein, in der Regel 75 ~ 90 Grad.
Titan-Legierung Produkt Fräsen ist komplexer als Drehen, weil Fräsen ist intermittierende Schneiden, und Chips sind leicht zu binden mit der Schneide, wenn die klebrigen Späne der Zähne des Fräsers in das Werkstück wieder, die klebrigen Späne sind berührt und nehmen Sie ein winziges Stück des Werkzeugs Material, die Bildung von Chipping, die erheblich reduziert die Haltbarkeit des Werkzeugs.
Fräsmethode: im Allgemeinen glattes Fräsen.
Material des Werkzeugs: HSS M42.
Allgemeine legierter Stahl Verarbeitung ist nicht in glatten Fräsen aufgrund der Werkzeugmaschine Schraube, Mutter Spiel, glattes Fräsen, der Fräser die Rolle in das Werkstück, in der Richtung der Vorschubrichtung der Kraft, und die Vorschubrichtung der gleichen, leicht zu machen, das Werkstück Tabelle zu produzieren Spiel Schwankungen, was in das Messer getroffen. Beim Vorwärtsfräsen beginnen die Schneidezähne, in die harte Haut zu schneiden, was zu Werkzeugbruch führt. Doch aufgrund der Reverse-Fräsen Chip wird von dünn bis dick, in den ersten Schnitt in das Werkzeug, ist es leicht zu trockenen Reibung mit dem Werkstück, die Verschärfung der Werkzeug-Stick-Chip und Chipping. Um Titanlegierung Fräsen reibungslos zu machen, sollte auch darauf hingewiesen werden, dass im Vergleich zu den allgemeinen Standard-Fräser, der vordere Winkel sollte reduziert werden, und der hintere Winkel sollte erhöht werden. Fräsgeschwindigkeit sollte niedrig sein, so weit wie möglich, die Verwendung eines spitzen Zahnfräsers, vermeiden Sie die Verwendung eines Spaten Zahnfräser.
Titan-Legierung Produkte Gewindeschneiden, weil der Chip ist klein, leicht zu binden mit der Klinge und dem Werkstück, was in der Verarbeitung Oberflächenrauhigkeit Wert ist groß, das Drehmoment ist reichlich. Falsche Auswahl von Gewindeschneidern und unsachgemäße Bedienung beim Gewindeschneiden kann sehr leicht dazu führen, Härten, und die Verarbeitung Effizienz könnte viel höher mit gebrochenen Gewindeschneider sein.
Wir müssen die Verwendung eines Sprunggewindebohrers an Ort und Stelle zu priorisieren; die Anzahl der Zähne sollte weniger als die Standard-Gewindebohrer, in der Regel 2 bis 3 Zähne sein. Der Schneidkegel Winkel sollte signifikant sein, und der Kegel Teil der allgemeinen 3 bis 4 Schnalle Gewindelänge. Zur Erleichterung der Spanabfuhr, sondern auch in der Schneidekegel Teil des Schleifens negative Neigung. Versuchen Sie, einen kurzen Hahn zu verwenden, um die Steifigkeit des Hahns zu erhöhen. Der umgekehrte Kegelteil des Gewindeschneiders sollte entsprechend größer sein als der Standard, um die Reibung zwischen dem Gewindeschneider und dem Werkstück zu verringern.
Der Werkzeugverschleiß ist beim Reiben von Titan nicht sehr hoch, und es können sowohl Hartmetall- als auch Schnellstahl-Reibahlen verwendet werden. Bei der Verwendung von Hartmetall-Reibahlen, ist es notwendig, eine ähnliche Bohrprozess System Steifigkeit zu verhindern, dass die Reibahle von Chipping. Titan-Legierung Reiben, wenn das Hauptproblem ist reamed Loch Oberfläche ist nicht gut. Muss Öl Stein Reparatur schmalen Reibahle Rand Bandbreite verwenden, um die Kante Band und das Loch Wand Bindung zu vermeiden, sondern um eine ausreichende Festigkeit zu gewährleisten, ist in der Regel Randbreite in 0,1 ~ 0,15 mm geeignet.
Die Schneide und Kalibrierung Teil der Übertragung sollte eine glatte Bogen, Verschleiß sollte Schleifen in einer fristgerechten Art und Weise, und die Zähne Bogengröße sollte konsistent sein, wenn nötig, kann es die Kalibrierung Teil der umgekehrten Kegel zu erhöhen.
Titan-Legierung Bohren ist relativ heikel, oft in den Prozess der Verbrennung und gebrochenen Bohrer Phänomen. Dies ist vor allem auf schlechte Bohrer schärfen, Spanabfuhr muss rechtzeitig, unzureichende Kühlung und Prozess-System Steifigkeit, und andere Gründe sein. Daher ist in der Titan-Legierung Bohren, müssen wir die Aufmerksamkeit auf angemessene Bohrer schärfen, große Top-Winkel, die Verringerung der äußeren Kante des vorderen Winkels, die Erhöhung der äußeren Kante des hinteren Winkels, und die invertierten Kegel hinzugefügt, um die Standard-Bohrer 2 bis 3 mal. Führen Sie das Werkzeug sorgfältig zurück und entfernen Sie die Späne rechtzeitig; achten Sie auf die Form und Farbe der Späne. Wenn die Späne federartig erscheinen oder sich die Farbe während des Bohrvorgangs ändert, deutet dies darauf hin, dass der Bohrer stumpf war und rechtzeitig geschärft werden sollte.
Die Bohrform sollte auf dem Arbeitstisch befestigt werden, die Führungsfläche der Bohrform sollte nahe an der Bearbeitungsfläche liegen, und es sollte möglichst ein kurzer Bohrer verwendet werden. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass der Bohrer bei manuellem Vorschub nicht in der Bohrung sein sollte. Andernfalls reibt die Bohrerschneide an der Bearbeitungsfläche, was zu einer Verhärtung führt, so dass der Bohrer stumpf wird.
Ein häufiges Problem beim Schleifen von Teilen aus Titanlegierungen ist das Verstopfen der Schleifscheibe aufgrund von klebrigen Spänen und Verbrennungen auf der Oberfläche der Teile. Der Grund dafür ist die schlechte Wärmeleitfähigkeit von Titanlegierungen, die hohe Temperaturen in der Schleifzone erzeugt, was zu Bindung, Diffusion und starken chemischen Reaktionen zwischen der Titanlegierung und dem Schleifmittel führt. Klebrige Späne und das Zusetzen der Schleifscheibe führen zu einer erheblichen Verringerung des Schleifverhältnisses, und als Folge der Diffusion und der chemischen Reaktion wird die Oberfläche des geschliffenen Werkstücks verbrannt, was zu einer Verringerung der Dauerfestigkeit des Teils führt, was beim Schleifen von Gussstücken aus Titanlegierungen besonders deutlich wird.
Maßnahmen, die zur Lösung dieses Problems ergriffen wurden:
Auswahl des geeigneten Schleifscheibenmaterials: grünes Siliziumkarbid TL. Geringfügig niedrigere Schleifscheibenhärte: ZR1.
Die Zerspanung von Titanlegierungen muss in Bezug auf die Werkzeugmaterialien, die Schneidflüssigkeiten und die Parameter des Bearbeitungsprozesses kontrolliert werden, um die umfassende Effizienz der Bearbeitung von Titanlegierungen zu verbessern.
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