Perché pensiamo che la lega di titanio sia una specie di materiale difficile? A causa della mancanza di comprensione del suo meccanismo di elaborazione
La maggior parte delle leghe di titanio ha una bassa conducibilità termica, solo 1/7 dell'acciaio e 1/16 dell'alluminio. Pertanto, il calore generato nel processo di taglio della lega di titanio non verrà trasferito rapidamente al pezzo in lavorazione o portato via dai trucioli, ma sarà concentrato nell'area di taglio e la temperatura risultante può raggiungere i 1000 gradi o più, che farà rapidamente usurare, incrinare e generare accumulo di trucioli il tagliente dell'utensile, e il tagliente rapidamente usurato farà sì che l'area di taglio generi più calore, accorciando ulteriormente la durata dell'utensile.
L'alta temperatura generata nel processo di taglio distrugge anche l'integrità superficiale delle parti in lega di titanio, con conseguente riduzione della precisione geometrica delle parti e il fenomeno dell'incrudimento che riduce seriamente la resistenza a fatica delle parti.
L'elasticità della lega di titanio può essere vantaggiosa per le prestazioni delle parti, ma nel processo di taglio la deformazione elastica del pezzo è un'importante causa di vibrazioni. La pressione di taglio fa sì che il pezzo "elastico" lasci l'utensile e rimbalzi, in modo che l'attrito tra l'utensile e il pezzo sia maggiore dell'effetto di taglio. Il processo di attrito produce anche calore, che aggrava la scarsa conduttività termica della lega di titanio.
Questo problema è ancora più grave quando si lavorano parti a parete sottile o anulari che si deformano facilmente. Non è facile lavorare parti a parete sottile in lega di titanio con la precisione dimensionale prevista. Perché quando il materiale del pezzo viene spinto via dall'utensile, la deformazione locale della parete sottile ha superato l'intervallo elastico, con conseguente deformazione plastica, e la resistenza e la durezza del materiale nel punto di taglio sono notevolmente aumentate. In questo momento, la velocità di lavorazione determinata in precedenza diventa troppo elevata, portando ulteriormente a una forte usura dell'utensile.
Il "calore" è il "colpevole" della difficile lavorazione della lega di titanio!
2. Know-how tecnologico per la lavorazione della lega di titanio
Sulla base della comprensione del meccanismo di lavorazione della lega di titanio, combinata con l'esperienza precedente, il principale know-how tecnologico per la lavorazione di parti in titanio è il seguente:
(1) La lama con geometria ad angolo positivo viene utilizzata per ridurre la forza di taglio, il calore di taglio e la deformazione del pezzo.
(2) Mantenere un avanzamento costante per evitare l'indurimento del pezzo. L'utensile dovrebbe essere sempre nello stato di avanzamento durante il processo di taglio. Durante la fresatura, l'avanzamento radiale ae dovrebbe essere il 30 percento del raggio.
(3) Il fluido da taglio ad alta pressione e flusso elevato viene utilizzato per garantire la stabilità termica del processo di lavorazione e impedire la denaturazione della superficie del pezzo e il danneggiamento dell'utensile a causa dell'alta temperatura.
(4) Mantenere affilato il filo della lama. Gli utensili smussati sono la causa dell'accumulo di calore e dell'usura, che possono facilmente portare al guasto dell'utensile.
(5) Prova a lavorare nello stato morbido della lega di titanio Z, perché il materiale diventa più difficile da lavorare dopo l'indurimento e il trattamento termico migliora la resistenza del materiale e aumenta l'usura della lama.
(6) Utilizzare un raggio dell'arco della punta o uno smusso ampio per tagliare e inserire più lame nel taglio il più lontano possibile. Ciò può ridurre la forza di taglio e il calore in ogni punto e prevenire danni locali. Nella fresatura della lega di titanio, la velocità di taglio ha una grande influenza sulla durata dell'utensile vc, e l'avanzamento radiale (profondità di fresatura) occupa il secondo posto.
3. Risolvi il problema della lavorazione del titanio dalla lama
L'usura della scanalatura della lama durante la lavorazione della lega di titanio è l'usura locale nella direzione della profondità di taglio nella parte posteriore e anteriore, che è spesso causata dallo strato indurito lasciato dalla lavorazione precedente. La reazione chimica e la diffusione del materiale dell'utensile e del pezzo in lavorazione a temperature di lavorazione superiori a 800 gradi è anche una delle ragioni dell'usura della scanalatura. Perché nel processo di lavorazione, le molecole di titanio del pezzo in lavorazione si accumulano nella parte anteriore della lama e si "saldano" alla lama ad alta pressione e ad alta temperatura, formando un tumore di accumulo di trucioli. Quando i trucioli vengono staccati dalla lama, il rivestimento in lega dura della lama verrà rimosso. Pertanto, la lavorazione della lega di titanio richiede materiale e geometria della lama speciali.
4. Struttura dell'utensile adatta alla lavorazione del titanio
L'obiettivo della lavorazione della lega di titanio è il calore. Una grande quantità di fluido da taglio ad alta pressione deve essere spruzzata sul tagliente in tempo e con precisione per rimuovere rapidamente il calore. Esiste sul mercato una struttura unica di fresa appositamente utilizzata per la lavorazione della lega di titanio.
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