Tecnologia di taglio e lavorazione dei materiali in lega di titanio

I materiali in lega di titanio sono ampiamente utilizzati nel campo aerospaziale grazie alle loro eccellenti proprietà come elevata resistenza specifica, bassa densità, resistenza alla corrosione e resistenza alle alte temperature. Tuttavia, a causa delle caratteristiche della lega di titanio come la piccola conduttività termica, il basso modulo di elasticità e la grande attività chimica, i materiali in lega di titanio nella lavorazione della temperatura di taglio sono elevati, l'usura dell'utensile è grave, ecc., il che influisce sulla lavorazione. efficienza della lega di titanio, quindi come migliorare l'efficienza di taglio della lega di titanio è sempre stata l'urgente necessità di risolvere il problema nell'industria aerospaziale.

1 Caratteristiche del materiale in lega di titanio e prestazioni di lavorazione

(1) elevata resistenza specifica: la densità della lega di titanio è piccola, elevata resistenza, la sua resistenza è maggiore della resistenza dell'acciaio.

(2) scarsa conduttività termica: conduttività termica della lega di titanio, il coefficiente di conduttività termica è piccolo, è difficile trasferire il calore dalla zona del truciolo, con conseguente temperatura più elevata del tagliente dell'utensile, il coltello ha un forte effetto abrasivo, riducendo la durabilità dell'utensile.

(3) proprietà chimiche attive: lega di titanio ad alte temperature e l'aria in O, N, H e altri elementi della reazione chimica per formare uno strato indurente, in modo che le difficoltà di taglio e lavorazione; allo stesso tempo, la lega di titanio nella lavorazione del materiale dell'utensile è facile da produrre e affinata, si verificano fenomeni di adesione e diffusione, con conseguente usura accelerata dell'utensile.

(4) Piccolo modulo di elasticità: il rimbalzo del pezzo durante la lavorazione di taglio, può facilmente causare l'usura della faccia posteriore dell'utensile e la deformazione del pezzo.

(5) resistenza alla corrosione: al di sotto di 550 gradi la superficie della lega di titanio è facile da formare una densa pellicola di ossido, quindi non è facile ossidarsi ulteriormente, l'atmosfera, l'acqua di mare, il vapore e alcuni acidi, alcali e sali hanno un'elevata resistenza alla corrosione [1].

2 Principi di base del taglio della lavorazione dei materiali in lega di titanio

Nel processo di lavorazione, il materiale dell'utensile selezionato, la geometria dell'utensile e i parametri di taglio influenzeranno l'efficienza e l'economia del taglio e della lavorazione della lega di titanio, i principi di lavorazione sono i seguenti.

2.1 Materiale dell'utensile

Il materiale dell'utensile è un fattore importante che influenza il processo di taglio, quindi, per quanto possibile, scegliere la durezza di materiali per utensili buoni e resistenti all'usura, come utensili in metallo duro, utensili rivestiti e utensili in acciaio rapido, ecc., Fig. 1 per gli utensili in metallo duro e gli utensili rivestiti.

2.2 Angolo della geometria dell'utensile

Quando si tagliano materiali difficili da lavorare, l'angolo geometrico appropriato dell'utensile aiuta a dare il massimo gioco alle prestazioni di taglio dell'utensile e a migliorare l'efficienza di taglio. Esistono tre zone di deformazione durante il taglio della lega di titanio, come mostrato nella Figura .

(1) Zona di deformazione di base I: grande deformazione, forza di taglio e calore di taglio principalmente da questa regione. Mantenendo affilati il ​​tagliente e la punta della transizione dell'arco del coltello, ecc., il coefficiente di attrito e la temperatura di taglio durante la lavorazione della lega di titanio vengono ridotti per evitare l'adesione di trucioli e scheggiature.

(2) Zona II di attrito e deformazione tra truciolo e faccia frontale: influenza direttamente l'usura della faccia frontale dell'utensile. Scegliendo un angolo frontale più piccolo per aumentare la lunghezza del truciolo e la faccia anteriore dell'utensile, l'usura della faccia anteriore dell'utensile viene ridotta.

(3) La superficie del pezzo è stata lavorata e la zona di deformazione dell'usura della faccia posteriore III: un impatto maggiore sull'incrudimento e sull'usura della faccia posteriore dell'utensile. Selezionando un angolo posteriore più ampio per ridurre l'attrito tra la faccia posteriore dell'utensile e la superficie lavorata.

2.3 Parametri di taglio

Velocità di taglio sulla durata dell'utensile Grande, maggiore è la velocità di taglio, maggiore è la temperatura del tagliente, quindi scegliere il taglio a bassa velocità; allo stesso tempo, la profondità di taglio ha un impatto minore sulla durata dell'utensile, quindi la rigidità delle parti e della macchina utensile consente le condizioni, l'uso di una profondità di taglio maggiore.

2.4 Liquido refrigerante

Il calore della lama può essere portato via ed eliminare i trucioli, ridurre la temperatura di taglio, migliorare efficacemente la produttività e migliorare la qualità della superficie delle parti lavorate. Il fluido da taglio generale è suddiviso in tre categorie, ovvero soluzione acquosa o alcalina, soluzione di olio solubile a base di acqua e soluzione di olio non solubile in acqua [2].

3 Processo di taglio del materiale in lega di titanio

3.1 Tornitura

Tornitura della lega di titanio facile per ottenere una buona rugosità superficiale, l'incrudimento non è grave, ma la temperatura di taglio è elevata, l'usura rapida dell'utensile. Per queste caratteristiche della tornitura della lega di titanio, è necessario prestare attenzione al problema: (1) i parametri di tornitura cercano di scegliere un taglio a bassa velocità e un'ampia profondità di taglio. Per sgrossatura, velocità di taglio 45 ~ 70 m/min, avanzamento 0,10 ~ 0,15 mm/giro; per finitura, velocità di taglio 80~100 m/min, avanzamento 0,05~0,10 mm/giro. (2) La forza di serraggio di finitura non deve essere eccessiva, ridurre la deformazione delle parti lavorate. (3) Dopo la lavorazione, il contorno della parte deve essere lavorato nuovamente in base al percorso dell'ultima corsa dell'utensile per eliminare la deformazione della parte causata dalla forza di taglio e cedere il passo all'utensile.

3.2 Fresatura

La fresatura delle leghe di titanio è più difficile della tornitura, perché la fresatura è un taglio intermittente e i trucioli si attaccano facilmente al tagliente, formando scheggiature e riducendo notevolmente la durata dell'utensile. Per queste caratteristiche della fresatura della lega di titanio, è necessario prestare attenzione ai seguenti problemi: (1) generalmente utilizzare la fresatura liscia, fresatura liscia quando la profondità di taglio da grande a piccola, il truciolo da spesso a sottile e sempre il lato sottile del lato della parte posteriore per lasciare i denti, il truciolo è facile da rompere, migliora la durata dell'utensile. (2) La sgrossatura ha un impatto minimo sulla qualità della lavorazione e dovrebbe scegliere una profondità di taglio elevata, avanzamento ridotto e bassa velocità; la finitura dovrebbe ridurre la deformazione della lavorazione, migliorare la qualità della superficie e utilizzare una velocità più elevata e una profondità di taglio ridotta. (3) Dopo la lavorazione della lega di titanio, sulla superficie lavorata si formerà uno strato indurito di 0,1 ~ 0,2 mm, quindi la profondità di taglio secondaria dovrebbe essere maggiore di {{7 }},2 mm; La tolleranza unilaterale della riserva di sgrossatura deve essere maggiore di 0,2 mm.

4. Conclusione

L'articolo combina alcuni degli attuali risultati della ricerca e dell'esperienza nel processo di produzione, principalmente dalle proprietà dei materiali della lega di titanio, dagli utensili da taglio, dai parametri di taglio e dal refrigerante e da altri aspetti dell'elaborazione, riassume la tornitura della lega di titanio, la fresatura di solito dovrebbe prestare attenzione a i problemi e le misure di processo adottate, e spero che i pari possano svolgere un certo ruolo di riferimento.