Danas su legure od titana široko primjenjivane u raznim područjima kao što su zrakoplovstvo, zrakoplovstvo, nuklearna energija i medicinska skrb zbog svojih najboljih materijalnih performansi. Ovaj će članak provesti sustavnu analizu iz tri dimenzije: klasifikacija materijala, poteškoće u obradi i odgovarajuće protumjere.
Kristalna struktura i klasifikacijski sustav legura titana
Na sobnoj temperaturi legure od titana mogu se klasificirati u tri glavne kategorije na temelju njihove matrične strukture:
- Legure od titana (reprezentativni razredi TA3 serija)
Kristalna struktura: šesterokutna faza s rešetkastim rešetkama
Prednosti: izvrsna stabilnost visoke temperature (dugoročni rad na 500 stupnjeva), snažna otpornost na oksidaciju
Karakteristike obrade: Ne može se ojačati toplinski obrađeni, relativno niska čvrstoća na sobnoj temperaturi, najbolje izvedbe rezanja
Tipične ocjene: TA7, TA8, itd.
- Legure od titana (reprezentativna serija TB6)
Kristalna struktura: Faza kubične rešetke usmjerene na tijelo
Prednosti: Izvrsna plastičnost hladne deformacije, jačanje toplinskog tretiranja
Ograničenja obrade: loša toplinska stabilnost (<300°C), most difficult cutting
Tipične ocjene: TB1, TB2, itd.
- + Dupleks legure od titana (reprezentativna serija TC4)
Kristalna struktura: \/ dupleksna kompozitna struktura
Integrirani učinak: Uravnotežena čvrstoća, plastičnost i žilavost visoke\/normalne temperature
Karakteristike obrade: jačanje toplinskog tretiranja, poteškoće s umjerenim rezanjem
Tipične ocjene: TC1, TC4, itd.
Analiza poteškoća u obradi legure od titana
- Termodinamičke karakteristike
Vodljivost je samo 1\/{6-1\/7 od 45 čelika, a temperatura rezanja može doseći 600-800 stupanj
Titanijski čipovi skloni su samozatajstvu na visokim temperaturama (točka paljenja oko 600 stupnjeva)
- Mehaničke karakteristike
Elastični modul je 110 GPa (50% od 45 čelika), što rezultira značajnom elastičnom deformacijom
Indeks očvršćivanja je visok kao 0. 3-0. 4, površinska tvrdoća raste za 20-30%
- Kemijska karakteristika
Snažan afinitet s obloženim alatima od titana, pogoršano ljepljivo trošenje
Lako reagira s O\/N pri visokim temperaturama kako bi se stvorio tvrdi krhki površinski sloj (debljina 50-100 µm)
Kontaktirajte duljinu između alata i ckukovi su samo 1\/3 od ugljičnog čelika, s lokalnom koncentracijom stresa
Amplituda fluktuacije sile rezanja doseže 20-30%, brzina usisavanja alata raste
Ključne tehnologije za učinkovitu obradu legura od titana
- Odabir materijala
Tvrde legure: Preferirano odaberite K-Type (YG serija) bez Ti Matrixa
Super hard alati: PCD\/PCBN ALLOG Život može se povećati za 3-5
- Dizajn geometrijskih parametara
Rake kut {{0}} stupanj, kut klirensa 10-15 stupanj, rub.
Koristite strukturu s dvostrukim kutom (glavni kut grabljeg 45 stupnjeva + sekundarni kut grabljeg 15 stupnjeva)
- Kontrola brzine rezanja
Okretanje: 50-120 m\/min
Mljevenje: 30-80 m\/min
Bušenje: 10-30 m\/min
- Shema hlađenja
Unutarnje hlađenje visokog pritiska (tlak> 7 MPa)
Fluid za hlađenje na bazi ulja (koji sadrže klor\/sumpor ekstremni tlak aditiva)
Krutost alatnog strojeva: Krutost sustava mora biti> 50 n\/µm
Metoda stezanja: Koristite fleksibilne učvršćenja u više točaka, jednolična raspodjela sile stezanja
Nadgledanje procesa: integrirajte sustav praćenja temperature\/vibracije u stvarnom vremenu
Zaključak
Obrada legura od titana zahtijeva uspostavljanje sustava suradničke optimizacije "materijalnih karakteristika - parametri procesa - sustav alata". Odabirom odgovarajućih alatnih materijala, optimizacije geometrijskih parametara i kontrolom temperature rezanja i drugih sveobuhvatnih mjera, učinkovitost obrade može se povećati za više od 30%, a trajanje alata može se proširiti za 2-3. S razvojem novih procesa kao što su tehnologija oblaganja (npr. AlcRN premaz) i rezanje vibracija, obrada legura od titana kontinuirano se probija prema učinkovitim i preciznim smjerovima.