W dzisiejszych czasach stopy tytanu były szeroko stosowane w różnych dziedzinach, takich jak lotnictwo, lotnictwo, energia jądrowa i opieka medyczna ze względu na ich najlepsze wyniki materialne. W tym artykule przeprowadzi systematyczną analizę z trzech wymiarów: klasyfikacja materialna, trudności w przetwarzaniu i odpowiednie środki zaradcze.
Struktura krystaliczna i system klasyfikacji stopów tytanowych
W temperaturze pokojowej stopy tytanu można podzielić na trzy główne kategorie w oparciu o ich strukturę macierzy:
- stopy tytanowe (reprezentatywne klasy TA3)
Struktura krystaliczna: sześciokątna faza sieciowa
Zalety: Doskonała stabilność w wysokiej temperaturze (długoterminowa obsługa w 500 stopnie), silna odporność na utlenianie
Charakterystyka przetwarzania: nie można zmocować obróbki cieplnej, stosunkowo niską wytrzymałość w temperaturze pokojowej, najlepsza wydajność cięcia
Typowe oceny: TA7, TA8 itp.
- stopy tytanowe (reprezentatywne klasy TB6 Series)
Struktura krystaliczna: faza sieci sześciennej zorientowana na ciało
Zalety: Doskonała plastyczność deformacji zimnej, wzmocnienie ciepła
Ograniczenia przetwarzania: Słaba stabilność termiczna (<300°C), most difficult cutting
Typowe oceny: TB1, TB2 itp.
- + stopy tytanu dupleksu (seria reprezentatywnych klas TC4)
Struktura krystaliczna: \/ Duplex Composite Structure
Zintegrowana wydajność: zrównoważona siła wysokiej\/normalnej temperatury, plastyczność i wytrzymałość
Charakterystyka przetwarzania: wzmocnienie ciepła, umiarkowane trudności w cięciu
Typowe oceny: TC1, TC4 itp.
Analiza trudności z przetwarzaniem stopu tytanu
- Charakterystyka termodynamiczna
Przewodność wynosi tylko 1\/6-1\/7 ze stali, a temperatura strefy cięcia może osiągnąć stopień 600-800
Chipsy tytanowe są podatne na samoigowanie w wysokich temperaturach (punkt zapłonu około 600 stopni)
- Charakterystyka mechaniczna
Moduł sprężysty wynosi 110 GPa (50% ze stali 45), co powoduje znaczącą deformację elastyczną
Indeks utwardzania przetwarzania jest tak wysoki jak 0. 3-0. 4, twardość powierzchni wzrasta o 20-30%
- Charakterystyka chemiczna
Silne powinowactwo z powlekanym narzędziami tytanu, zaostrzone zużycie kleju
Łatwo reaguje z O\/N w wysokich temperaturach, tworząc twardą kruchą warstwę powierzchniową (grubość 50-100 μm)
Długość kontaktu między narzędziem a cbiodra to tylko 1\/3 stali węglowej, z lokalnym stężeniem stresu
Amplituda fluktuacji siły cięcia dociera do 20-30%, stawki rozdzielania narzędzia wzrasta
Kluczowe technologie wydajnego przetwarzania stopu tytanu
- Wybór materiału
Stopy twarde: preferencyjnie wybierz typ K-Type (seria YG) bez matrycy TI
Super-twardo narzędzi: PCD\/PCBN Life Life można zwiększyć o czasy 3-5
- Geometryczny projekt parametrów
Rake kąt {{0}}, kąt prześwitu 10-15 stopień, szafka krawędzi 0. 05-0. 1 mm
Użyj struktury podwójnego kątów (główny kąt prake 45 stopni + wtórny kąt rake 15 stopni)
- Kontrola prędkości cięcia
Turning: 50-120 m\/min
Frezowanie: 30-80 m\/min
Wiercenie: 10-30 m\/min
- Schemat chłodzenia
Wewnętrzne chłodzenie pod wysokim ciśnieniem (ciśnienie> 7 MPa)
Płyn chłodzący na bazie oleju (zawierający ekstremalne dodatki ciśnienia chloru\/siarki)
Sztywność narzędzi maszynowych: Sztywność systemu musi wynosić> 50 N\/μm
Metoda zacisku: Użyj elastycznych urządzeń wielopunktowych, równomierny rozkład siły zacisków
Monitorowanie procesu: Zintegruj temperaturę\/wibracje system monitorowania w czasie rzeczywistym
Wniosek
Przetwarzanie stopu tytanu wymaga ustanowienia „charakterystyki materialnej - parametrów procesu - systemu optymalizacji systemu narzędzi”. Poprzez wybór odpowiednich materiałów narzędziowych, optymalizacja parametrów geometrycznych oraz kontrola temperatury cięcia i innych kompleksowych miar, wydajność przetwarzania można zwiększyć o ponad 30%, a czas na narzędzia można rozszerzyć o czasy 2-3. Wraz z rozwojem nowych procesów, takich jak technologia powlekania (np. Powłoka alcrn) i cięcie wibracji, przetwarzanie stopu tytanu ciągle przechodzi w kierunku wydajnych i precyzyjnych kierunków.