Warum denken wir, dass Titanlegierungen ein schwierig zu bearbeitendes Material sind? Aufgrund des Mangels an tiefem Verständnis seines Verarbeitungsmechanismus und -phänomens.
1. Physikalische Phänomene der Titanverarbeitung
Die Schnittkraft von Titanlegierungen ist nur geringfügig höher als die von Stahl mit der gleichen Härte, aber das physikalische Phänomen der Verarbeitung von Titanlegierungen ist viel komplexer als das von Stahl, sodass die Verarbeitung von Titanlegierungen mit großen Schwierigkeiten konfrontiert ist.
Die meisten Titanlegierungen haben sehr niedrige Wärmeleitfähigkeiten, nur 1/7 von Stahl und 1/16 von Aluminium. Daher wird beim Schneiden von Titanlegierungen Wärme nicht schnell an das Werkstück weitergegeben oder durch Späne abgeführt, und durch Agglomeration im Schneidbereich kann die Temperatur bis zu 1 000 Grad höher sein, wodurch die Schneidklinge entsteht schneller Verschleiß, Risse und die Entwicklung von Tumoren, schneller Verschleiß der Klinge und der Schnittbereich erzeugen mehr Wärme und verkürzen die Lebensdauer von Schneidwerkzeugen weiter.
Die beim Schneidprozess erzeugte hohe Temperatur zerstört auch die Oberflächenintegrität von Titanlegierungsteilen, was zu einer Verringerung der Teilepräzision führt und die Ermüdungsfestigkeit des Kaltverfestigungsphänomens stark verringert.
Die Elastizität der Titanlegierung kann der Leistung von Teilen zugute kommen, aber beim Schneidprozess ist die elastische Verformung des Werkstücks eine wichtige Ursache für Vibrationen. Der Schneiddruck bewirkt, dass sich das "elastische" Werkstück vom Werkzeug wegbewegt und zurückprallt, was zu einer größeren Reibung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück führt als die Schneidwirkung. Der Reibungsprozess erzeugt auch Wärme, was das Problem der schlechten Wärmeleitfähigkeit von Titanlegierungen verschlimmert.
Dieses Problem ist schwerwiegender, wenn dünnwandige oder leicht verformbare Ringteile bearbeitet werden. Es ist nicht einfach, dünnwandige Teile aus Titanlegierung mit der gewünschten Maßgenauigkeit zu bearbeiten. Wenn die Werkstückdaten durch das Werkzeug gedrückt werden, hat die örtliche Verformung der dünnen Wand den elastischen Bereich überschritten und eine plastische Verformung erzeugt, und die Festigkeit und Härte der Schnittpunktdaten sind offensichtlich erhöht. An diesem Punkt wird die ursprüngliche Schnittgeschwindigkeit zu hoch, was weiter zu schnellem Werkzeugverschleiß führt.
2. Technisches Know-how zur Verarbeitung von Titanlegierungen
Auf der Grundlage des Verständnisses des Verarbeitungsmechanismus von Titanlegierungen und früherer Erfahrungen lauten die wichtigsten Prozesstipps für die Verarbeitung von Titanlegierungen wie folgt:
(1) Die Verwendung einer Klingenform mit positivem Winkel, um die Schneidkraft, Schneidwärme und Werkstückverformung zu reduzieren.
(2) den konstanten Vorschub einhalten, um das Aufhärten des Werkstücks zu vermeiden, beim Schneiden sollte das Werkzeug immer im Vorschubzustand sein, beim Fräsen sollte der radiale Vorschub ein E 30 Prozent des Radius betragen.
(3) Die Verwendung von Schneidflüssigkeit mit hohem Druck und großem Durchfluss, um die thermische Stabilität des Bearbeitungsprozesses sicherzustellen und die Degeneration der Werkstückoberfläche und die Beschädigung des Werkzeugs durch hohe Temperaturen zu verhindern.
(4) Haften Sie an der scharfen Kante der Klinge, das stumpfe Werkzeug ist die Ursache für thermische Montage und Verschleiß, was leicht zu einem Werkzeugausfall führen kann.
(5) Die Titanlegierung sollte möglichst im weichsten Zustand verarbeitet werden. Da die Daten nach dem Härten schwieriger zu verarbeiten sind, verbessert die Wärmebehandlung die Festigkeit der Daten und erhöht den Klingenverschleiß.
(6) Verwenden Sie einen großen Spitzenbogenradius oder einen Fasenschnitt, um so viel wie möglich von der Klinge in den Schnitt zu bringen. Dies reduziert Schnittkraft und Hitze an jeder Stelle und verhindert lokale Beschädigungen. Beim Fräsen von Titanlegierungen hat die Schnittgeschwindigkeit den größten Einfluss auf die Standzeit VC, die radiale Schnitttiefe (Frästiefe) ae den zweitgrößten.
3. Beginnen Sie mit der Klinge, um Probleme mit der Titanverarbeitung zu lösen
Der Schneidenrillenverschleiß bei der Bearbeitung von Titanlegierungen ist der lokale Verschleiß hinten und vorne entlang der Schnitttiefenrichtung, der oft auf die Härtungsschicht zurückzuführen ist, die durch die frühe Bearbeitung zurückgelassen wurde. Auch die chemische Reaktion und Diffusion von Werkzeug- und Werkstückdaten bei Bearbeitungstemperaturen über 800 Grad sind eine der Ursachen für die Bildung von Rillenverschleiß. Denn im Prozess der Bearbeitung sammeln sich die Titanmoleküle des Werkstücks vor der Schneide an, „verschweißen“ unter hohem Druck und hoher Temperatur mit der Schneide und bilden einen Spantumor. Wenn die Knollen von der Klinge entfernt werden, wird die Karbidbeschichtung der Klinge weggetragen. Daher erfordert die Bearbeitung von Titanlegierungen spezielle Klingeninformationen und -formen.
4. Für die Titanbearbeitung geeignete Werkzeugstruktur
Der Schwerpunkt der Titanlegierungsverarbeitung liegt auf Wärme, viel Hochdruck-Schneidflüssigkeit zum rechtzeitigen und genauen Einspritzen auf die Schneide kann die Wärme schnell entfernen. Auf dem Markt gibt es spezielle Fräser für die Bearbeitung einzigartiger Strukturen aus Titanlegierungen.
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