Legure titana imaju visoku specifičnu čvrstoću, izvrsnu otpornost na toplinu i koroziju te se široko koriste u hidrauličkim sustavima zrakoplovstva. Međutim, ovaj materijal ima lošu toplinsku vodljivost, jaku kemijsku aktivnost i mali koeficijent deformacije, što izuzetno otežava obradu navoja za spojeve cijevi od legure titana. Ovaj rad, temeljen na karakteristikama materijala i obrade legura titana, analizira poteškoće u obradi navoja, pojašnjava ključne točke odabira pravih alata za tokarenje navoja i optimizira proces prema dimenzijama parametara rezanja, strukture alata, hlađenja i podmazivanja te alata i učvršćenja, pružajući referentno rješenje za visoko{2}}preciznu obradu navoja legura titana.
Analiza obradnih svojstava legura titana
Postoje uglavnom tri vrste legura titana: -tip (TA), -tip (TB) i + -tip (TC). Među njima, duplex legura tipa TC je najčešće korištena i važna je sirovina u zrakoplovnoj industriji. Njegove karakteristike obrade uglavnom se očituju kao:
1. Niska toplinska vodljivost: Loša disipacija topline, tijekom obrade, sklona je stvaranju visokih temperatura, što rezultira velikim odskokom obratka i očitom deformacijom.
2. Mali koeficijent deformacije: Tijekom rezanja, duljina kontakta između strugotine i alata je kratka, a sila rezanja je koncentrirana na oštrici, što pogoršava trošenje alata.
3. Visoka kemijska aktivnost: Na visokim temperaturama, sklon je reagirati s kisikom, dušikom i materijalom alata, stvarajući adheziju, uzrokujući fenomen "grizenja".
4. Visoka čvrstoća i dobra žilavost: otpornost na rezanje je velika, a zahtjevi za krutošću alata i otpornošću na trošenje su visoki.
Zbog ovih karakteristika se obrada navoja od titanijske legure suočava s istaknutim problemima kao što su veliki moment navoja, lako lomljenje navoja i teška kontrola točnosti navoja.
Izbor i projektiranje alata za rezanje navoja
Za poteškoće u narezivanju legura titana, preporučuje se korištenje nazubljenih nareznica. Ovom vrstom slavine uklanja se svaki drugi zub, zbog čega se zubi naizmjenično raspoređuju. Tijekom rezanja samo je jedna površina u kontaktu, učinkovito smanjujući moment trenja i sprječavajući zaglavljivanje ili oštećenje slavine. Debljina rezanja nazubljene nareznice je udvostručena, što može premašiti dubinu sloja očvrslog hladnom obradom. Iako se sila rezanja jednog zuba povećava, uklanjanje strugotine je glađe, trenje i prianjanje su smanjeni, čime se poboljšava trajnost nareznice i točnost navoja. Prilikom projektiranja važno je osigurati da broj zareza bude neparan kako bi se sila ravnomjerno rasporedila na rubove zuba.
Što se tiče odabira materijala, preporučuje se upotreba-nareznica od brzoreznog čelika. Imaju visoku žilavost, dobru otpornost na deformacije i izvrsnu otpornost na trošenje. Prvo se može izvršiti prethodno-narezivanje nareznicama-narezima od brzoreznog čelika, nakon čega slijedi korekcija nareznicama od tvrdog metala. U budućnosti, kako razvoj alatnih materijala bude napredovao, očekuje se da će postojati više specijaliziranih nareznica posebno dizajniranih za legure titana.
Mjere optimizacije tehnologije obrade navoja
1. Razumno povećanje promjera dna bušotine
Odgovarajuće povećanje promjera donje rupe navoja može smanjiti silu rezanja i toplinu rezanja. Iznos povećanja treba sveobuhvatno razmotriti na temelju zahtjeva stope kontakta niti i broja niti. Lagano smanjenje visine zuba i povećanje unutarnjeg promjera navoja, posebno za urezivanje navoja od legure titana, iako malo smanjuje stopu kontakta, može osigurati pouzdanost povećanjem duljine navojnog spoja.
2. Kontrola brzine rezanja i geometrijskih parametara alata
Za obradu navoja od legure titana treba-prihvatiti rezanje malom brzinom. Preporučena brzina rezanja je kontrolirana na 200-300 mm/min. Premala brzina je sklona stvaranju hladnih tvrdih slojeva, dok će prevelika brzina pogoršati porast temperature i trošenje alata. Što se tiče geometrijskih parametara alata: Odaberite odgovarajući nagnuti kut za povećanje snage oštrice; Koristite veći reljefni kut kako biste olakšali uklanjanje strugotine. Za narezivanje dubokih rupa, broj utora za zadržavanje strugotine može se smanjiti kako bi se povećao prostor za zadržavanje strugotine i poboljšao kapacitet uklanjanja strugotine.
3. Optimizacija stezne glave i rashladnog sredstva
Stroj za narezivanje navoja mora biti opremljen namjenskom steznom glavom i upravljati pomoću ključa. Repni zatik navoja od titanijske legure trebao bi biti malo duži od standardne duljine. Preporuča se postaviti utor za uvlačenje kako bi se spriječilo pucanje slavine kada dosegne dno.
Podmazivanje rashladnom tekućinom je ključno. Odaberite rashladnu tekućinu s visokom aktivnošću i dobrim učinkom podmazivanja, izravno hladeći slavinu kako biste spriječili da visoke temperature uzrokuju prianjanje. Preporuča se koristiti mješavinu rashladnog sredstva uljne kiseline, sumporiziranog ulja i kerozina u odgovarajućem omjeru ili koristiti F43 rezno ulje. Žlijeb za rashladnu tekućinu također se može otvoriti na stražnjoj strani slavine kako bi se osiguralo da rashladna tekućina može glatko doći do područja rezanja.
Visoko{0}}precizna obrada navojnih spojevacijevi od legure titanazahtijeva odabir odgovarajućih alata za rezanje kao što su nazubljene nareznice i nareznice od -brzoreznog čelika, kao i optimizaciju parametara procesa kao što su promjer donje rupe, brzina rezanja, geometrijski parametri alata, podmazivanje za hlađenje i stezna glava. Time se mogu učinkovito izbjeći slabosti legure titana, poput slabe toplinske vodljivosti i visoke kemijske aktivnosti, te poboljšati točnost obrade i učinkovitost niti. S razvojem znanosti o materijalima i tehnologije obrade, tehnologija obrade navoja od legure titana dodatno će se poboljšati, pružajući podršku za visoko-pouzdanu proizvodnju zrakoplovnih hidrauličkih sustava.
Baoji Yibaite Tehnologija Novih Materijala d.o.o.. specijalizirana za obraducijev od legure titana. Dobrodošli na konzultacije.