Hauptvorteile von Titanlegierungsmaterialien
Titanlegierungen haben mehrere offensichtliche Vorteile. Erstens ist es sehr stark, aber leicht (Dichte beträgt 4,4 kg/dm³), was eine gute Lösung für große Strukturteile ist, bei denen das Gewicht reduziert werden muss. Zweitens weist eine Titanlegierung eine sehr gute Hitzebeständigkeit auf. Selbst bei hohen Temperaturen von 400-500 Grad kann es noch eine ausreichende Festigkeit beibehalten und stabil arbeiten, während Aluminiumlegierungen nur unter 200 Grad verwendet werden können. Schließlich weist die Titanlegierung eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit auf, insbesondere bei der täglichen Wartung von Flugzeugen, wodurch die Wartungskosten wirksam gesenkt und der normale Betrieb von Flugzeugen sichergestellt werden kann, wodurch im Vergleich zur Verwendung von Stahl viel Geld gespart wird.
Analyse der Verarbeitungseigenschaften von Titanlegierungen
Seine Wärmeleitfähigkeit ist sehr schlecht. Beispielsweise beträgt die Wärmeleitfähigkeit von TC4, einer Titanlegierung, bei 200 Grad nur 16,8 W/m·Grad, und der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient beträgt 0,036 cal/cm·s·Grad, was nur eins ist - ein Viertel aus Stahl, ein Dreizehntel aus Aluminium und ein Fünfundzwanzigstel aus Kupfer. Dies bedeutet, dass Titanlegierungen beim Schneiden eine schlechte Wärmeableitung und Kühlwirkung haben, was den Werkzeugverschleiß beschleunigt und die Sicherheitsleistung beim Schneiden beeinträchtigt. Titan ist ein brennbares Metall. Die beim Mikroschneiden entstehenden hohen Temperaturen und Funken können zum Verbrennen von Titanspänen führen. Der Elastizitätsmodul der Titanlegierung ist niedrig, wodurch die Teile nach der Verarbeitung leicht zurückprallen. Die Kontaktfläche zwischen der bearbeiteten Oberfläche und dem Werkzeug vergrößert sich, was sich nicht nur auf die Maßhaltigkeit auswirkt, sondern auch die Haltbarkeit des Werkzeugs verringert. Auch die Härte der Titanlegierung beeinflusst die Verarbeitung. Titanlegierungen mit geringer Härte haften leicht und die Späne bleiben beim Schneiden am Werkzeug haften, was die Schneidwirkung beeinträchtigt. Während Titanlegierungen mit hoher Härte leicht zum Bruch oder Verschleiß des Werkzeugs führen, was zu einer geringen Bearbeitungseffizienz führt. Im Vergleich zu Stahl beträgt die Verarbeitungsgeschwindigkeit von Titanlegierungen nur etwa ein Viertel und die Verarbeitungszeit ist viel länger. Titanlegierungen sind chemisch hochreaktiv. Beim Schneiden bei hoher Temperatur reagiert es nicht nur chemisch mit Stickstoff, Sauerstoff und Kohlenmonoxid in der Luft und bildet eine gehärtete Schicht auf der Oberfläche, sondern reagiert auch mit dem Werkzeugmaterial, was die Haltbarkeit des Werkzeugs weiter verringert.
Verarbeitungstechnologie für Titanlegierungen
Bei der Bearbeitung von Titanlegierungen verwenden Sie am besten Hartmetallwerkzeuge, insbesondere Wolfram-Kobalt-Karbidwerkzeuge. Diese Art von Werkzeug ist nicht nur robust und weist eine gute Wärmeleitfähigkeit auf, sondern reagiert bei hohen Temperaturen auch nicht so leicht chemisch mit Titan, wodurch es sich sehr gut zum Schneiden von Titanlegierungen eignet.
Angemessene Auswahl der Werkzeuggeometrieparameter. Um die Schnitttemperatur zu senken und das Anhaften des Werkzeugs zu verringern, kann der Spanwinkel des Werkzeugs entsprechend verringert werden, um die Wärme abzuleiten, indem die Kontaktfläche zwischen dem Span und der vorderen Schneidkante vergrößert wird. Gleichzeitig kann der Werkzeugrückseitenwinkel vergrößert werden, um das Anhaften des Werkzeugs und die verringerte Oberflächengenauigkeit durch Reibung zwischen der bearbeiteten Oberfläche und der hinteren Schneidkante zu reduzieren. Die Werkzeugspitze sollte einen Bogenübergang annehmen, um die Werkzeugfestigkeit zu erhöhen. Bei der Bearbeitung von Titanlegierungen sollten die Werkzeuge häufig geschärft werden, um sicherzustellen, dass ihre Schneiden scharf sind und die Spanabfuhr reibungslos erfolgt.
Passende Schnittparameter. Die folgenden Schemata können zur Bestimmung der Schnittparameter verwendet werden: niedrigere Schnittgeschwindigkeit – eine hohe Schnittgeschwindigkeit führt zu einem starken Anstieg der Schnitttemperatur; mäßiger Vorschub – ein großer Vorschub führt zu einer hohen Schnitttemperatur, während ein kleiner Vorschub aufgrund der langen Schnittzeit in der gehärteten Schicht zu einem schnelleren Verschleiß der Klinge führt; eine größere Schnitttiefe – das Schneiden mit der Werkzeugspitze über der gehärteten Schicht auf der Oberfläche der Titanlegierung kann die Standzeit des Werkzeugs erhöhen.
Der Durchfluss und der Druck der Schneidflüssigkeit sollten während der Bearbeitung groß sein und der Bearbeitungsbereich sollte vollständig und kontinuierlich gekühlt werden, um die Schneidtemperatur zu senken.
Bei der Auswahl von Werkzeugmaschinen muss stets auf eine Verbesserung der Stabilität geachtet werden, um Vibrationen zu vermeiden. Vibrationen führen zum Bruch der Klinge und zur Beschädigung der Klinge. Gleichzeitig sollte die Steifigkeit des Titanlegierungsverarbeitungssystems gut sein, um eine größere Schnitttiefe beim Schneiden zu gewährleisten. Die Verarbeitung von Titanlegierungen weist jedoch einen großen Rückprall auf und eine große Spannkraft verschlimmert die Verformung des Werkstücks. Daher können bei der Feinbearbeitung Hilfsunterstützungen wie Montagevorrichtungen in Betracht gezogen werden, um die Steifigkeitsanforderungen des Prozesssystems zu erfüllen.
Die Fräsmethode verwendet im Allgemeinen das Vorwärtsfräsen. Das Anhaften und Abplatzen von Fräserspan durch Rückwärtsfräsen bei der Verarbeitung von Titanlegierungen ist weitaus schwerwiegender als die Beschädigung des Fräsers durch Vorwärtsfräsen.
Häufige Probleme beim Schleifen sind das Anhaften von Spänen, die zum Blockieren der Schleifscheibe und zu Verbrennungen auf der Werkstückoberfläche führen. Daher ist es ratsam, beim Schleifen grüne Siliziumkarbid-Schleifscheiben mit scharfen Schleifkörnern, hoher Härte und guter Wärmeleitfähigkeit zu verwenden; Die Körnung der Schleifscheibe kann je nach unterschiedlicher Beschaffenheit der bearbeiteten Oberfläche zwischen F36 und F80 liegen. die Härte der Schleifscheibe sollte weicher sein, um die Anhaftung von Schleifkörnern und Schleifspänen zu verringern und die Schleifwärme zu reduzieren; Der Schleifvorschub sollte gering, die Geschwindigkeit niedrig und die Emulsion ausreichend sein.
Beim Bohren von Löchern in Titanlegierungen muss der Standardbohrer nachgeschliffen werden, um das Phänomen verbrannter Werkzeuge und Bohrerbrüche zu reduzieren. Methode zum Nachschleifen: Erhöhen Sie den oberen Winkel entsprechend, verringern Sie den vorderen Winkel des Schneidteils, vergrößern Sie den hinteren Winkel des Schneidteils und verdoppeln Sie den Grad der zylindrischen Kantenverjüngung. Während der Bearbeitung sollte die Anzahl der Werkzeugrückzüge erhöht werden, der Bohrer sollte nicht im Loch bleiben, die Späne sollten rechtzeitig entfernt werden und es sollte ausreichend Emulsion zur Kühlung verwendet werden. Achten Sie darauf, dass der Bohrer stumpf wird und die Späne rechtzeitig entfernt werden. Zur Kühlung sollte ausreichend Emulsion verwendet werden. Achten Sie darauf, dass der Bohrer stumpf wird und die Späne rechtzeitig entfernt werden. Zur Kühlung sollte ausreichend Emulsion verwendet werden. Achten Sie darauf, dass der Bohrer stumpf wird und die Späne rechtzeitig ausgetauscht und nachgeschliffen werden sollten.
Das Reiben von Titanlegierungen erfordert auch eine Modifikation der Standardreibahle: Die Breite der Reibahlenklinge sollte weniger als {{0}},15 mm betragen, und der Schneidteil und der Kalibrierungsteil sollten sich in einem kreisförmigen Bogenübergang befinden, um scharfe Spitzen zu vermeiden . Beim Reiben kann eine Gruppenreibahle zum mehrfachen Reiben verwendet werden, wodurch der Reibahlendurchmesser jedes Mal um weniger als 0,1 mm vergrößert wird. Die Spindelgeschwindigkeit sollte etwas langsamer sein und das Werkzeug sollte beim Zurückziehen nicht gestoppt werden. Mit dieser Methode können höhere Finish-Anforderungen erreicht werden.
Das Gewindeschneiden von Titanlegierungen ist der schwierigste Prozess bei der Verarbeitung von Titanlegierungen. Aufgrund des zu hohen Drehmoments verschleißen die Zähne des Gewindebohrers schnell und der Rückprall des bearbeiteten Teils kann sogar dazu führen, dass der Gewindebohrer im Loch bricht. Bei der Bearbeitung mit gewöhnlichen Gewindebohrern sollte die Zähnezahl entsprechend dem Durchmesser entsprechend reduziert werden, um den Spanraum zu vergrößern. Nachdem eine 0,15 mm breite Klinge auf dem Kalibrierzahn belassen wurde, sollte der Rückenwinkel auf etwa 30 Grad vergrößert werden und 1/2 bis 1/3 des Zahnrückens entfernt werden. Nachdem 3 Schnallen am Kalibrierungszahn befestigt wurden, sollte der Grad der hinteren Verjüngung erhöht werden. Es wird empfohlen, einen Gewindebohrer mit überspringendem Gewinde zu verwenden, um die Kontaktfläche zwischen Werkzeug und Werkstück effektiv zu reduzieren und auch den Bearbeitungseffekt zu verbessern.
Vorsichtsmaßnahmen bei der Verarbeitung
(1) Während der Bearbeitung sollte das Werkzeug häufig geschärft werden, um die beim Schneiden entstehende Hitze zu reduzieren.
(2) Geräte, Werkzeuge, Werkstücke und Vorrichtungen sollten sauber gehalten werden und der Schnittabfall sollte rechtzeitig beseitigt werden. Dadurch kann eine bessere Verarbeitungsqualität gewährleistet werden.
(3) Verwenden Sie zum Übertragen von Titanspänen nicht brennbare oder flammhemmende Werkzeuge. Lagern Sie die verarbeiteten Späne in nicht brennbaren Behältern und decken Sie diese ab.
(4) Tragen Sie beim Betrieb gereinigter Titanlegierungsteile saubere Handschuhe, um künftig Spannungskorrosion durch Natriumchlorid zu vermeiden.
(5) Im Schneidbereich sind Brandschutzeinrichtungen vorhanden.
(6) Wenn beim Schneiden einer kleinen Menge Titanspäne Feuer gefangen wird, können diese mit einem Trockenpulver-Feuerlöscher oder trockener Erde oder trockenem Sand gelöscht werden.
