Ako dodávateľ priemyselných titánových barov som bol svedkom z prvej ruky výzvy a zložitosti spojené s obrábaním titánu. Unikátne vlastnosti titánu, ako napríklad pomer s vysokou silou k hmotnosti, vynikajúca odolnosť proti korózii a biokompatibilita, z neho robia veľmi vyhľadávaný materiál v rôznych odvetviach vrátane letectva, lekárskeho a automobilového priemyslu. Tieto isté vlastnosti však tiež predstavujú významné výzvy, pokiaľ ide o obrábanie, čo často vedie k zlému povrchu, vysokému opotrebeniu nástroja a zníženej produktivite. V tomto blogovom príspevku sa podelím o niekoľko praktických tipov a stratégií o tom, ako zlepšiť machinabilitu priemyselných titánových barov na základe mojich skúseností a osvedčených postupov v priemysle.
Pochopenie výziev pri obrábaní titánu
Predtým, ako sa ponoríte do stratégií na zlepšenie machináovateľnosti, je nevyhnutné pochopiť základné príčiny výziev spojených s obrábaním titánu. Vysoká pevnosť titánu a nízka tepelná vodivosť sú primárnymi vinníkmi. Pri obrábaní titánu sa generuje značné množstvo tepla na škrtiacej hrane, čo môže rýchlo viesť k opotrebeniu nástroja a poškodeniu. Okrem toho, tendencia titánu pracovať privádza počas obrábania môže spôsobiť, že materiál sa bude ťažšie rozrezať, čím sa problém ešte viac zhoršuje.
Ďalšou výzvou je chemická reaktivita titánu. Titanium má vysokú afinitu k kyslíku a dusíku, ktoré môžu počas obrábania tvoriť tvrdé a krehké zlúčeniny na povrchu materiálu. Tieto zlúčeniny môžu spôsobiť, že nástroj sa rozdelí alebo zlomí, čo vedie k zlej povrchovej úprave a zníženej životnosti nástroja.
Výber správneho titánového stupňa
Výber stupňa titánu môže významne ovplyvniť jeho machinabilitu. Rôzne známky titánu majú rôzne kompozície a vlastnosti, ktoré môžu ovplyvniť, ako ľahko sa dajú opracovať. NapríkladTitánska tyč triedy 2je známy svojou vynikajúcou odolnosťou proti korózii a relatívne dobrým strojom. Má nižšiu silu v porovnaní s niektorými inými stupňami, čo uľahčuje rezanie.
Na druhej strane,Titánový hexový bar 5. stupňa, tiež známy ako TI-6AL-4V, je jednou z najpoužívanejších zliatin titánu kvôli svojej vysokej pevnosti a vynikajúcej odolnosti proti korózii. Je však zložitejšie na stroji v porovnaní s 2. stupňom z dôvodu jeho vyššej sily a zliatinových prvkov.
Ak je pri machinárovej machinácii primárne, zvážte použitieTitánový prút titánu 9. stupňa. Stupeň 9, tiež známy ako TI-3AL-2,5V, ponúka dobrú rovnováhu medzi silou a machináovateľnosťou. Má nižší obsah hliníka a vanádia v porovnaní s stupňom 5, čo uľahčuje strojové zariadenie pri zachovaní dobrých mechanických vlastností.
Optimalizácia rezných nástrojov
Výber strihaných nástrojov je rozhodujúci pre zlepšenie machinability titánu. Nástroje vysokorýchlostnej ocele (HSS) sa vo všeobecnosti neodporúčajú na obrábanie titánu kvôli ich slabému tepelnému odporu. Namiesto toho sú karbidové nástroje preferovanou voľbou. Nástroje karbidu majú vysokú odolnosť voči tvrdosti a opotrebeniu, ktoré vydržia vysoké teploty a tlaky generované počas obrábania titánu.
Potiahnuté karbidové nástroje môžu ďalej zvýšiť výkon. Povlaky, ako je nitrid titánu (TIT), titánový uhlíkom (TICN) a hliníkový nitrid titánu (ALTIN), môžu znížiť trenie, zlepšiť evakuáciu ChIP a zvýšiť životnosť nástroja. Pri výbere potiahnutého karbidového nástroja zvážte špecifickú opracovanie obrábania a opracovaný stupeň titánu.
Je tiež nevyhnutná správna geometria nástrojov. Nástroje s ostrými reznými hranami a vhodnými uhlami hrable a vôle môžu znížiť rezné sily a tvorbu tepla. Napríklad pozitívny uhol hrable môže pomôcť znížiť reznú silu, zatiaľ čo veľký uhol vôle môže zabrániť tomu, aby sa nástroj trel o obrobku.
Ovládanie parametrov rezania
Parametre rezania, vrátane rýchlosti rezania, rýchlosti posuvu a hĺbky rezu, zohrávajú pri obrábaní titánu rozhodujúcu úlohu. Nesprávne rezné parametre môžu viesť k nadmernému opotrebeniu nástroja, zlej povrchovej úpravy a dokonca aj zlomeniu nástroja.
- Rýchlosť: Titán by sa mal opracovať pri relatívne nízkych rýchlostiach rezania v porovnaní s inými kovmi. Vysoké rýchlosti rezania môžu generovať nadmerné teplo, čo môže spôsobiť, že nástroj sa rýchlo opotrebuje a materiál stvrdne. Všeobecným pravidlom je začať rýchlosťou rezania okolo 30-60 povrchových stôp za minútu (SFM) pre drsné operácie a 60-120 SFM na dokončenie operácií. Optimálna rýchlosť rezania sa však môže líšiť v závislosti od stupňa titánu, materiálu nástroja a obrábania.
- Kŕmenie: Sadzba posuvu by sa mala starostlivo vybrať na vyváženie produktivity a životnosti nástroja. Rýchlosť posuvu, ktorá je príliš vysoká, môže spôsobiť, že nástroj preťažené a zlomenie, zatiaľ čo rýchlosť prívodu, ktorá je príliš nízka Typická rýchlosť posuvu pre obrábanie titánu je v rozmedzí 0,002-0,010 palcov na zub (IPT).
- Hĺbka strihu: Mierna hĺbka rezu môže pomôcť znížiť rezné sily a tvorbu tepla. Pri drsných operáciách sa odporúča hĺbka strihu 0,05-0,15 palca, zatiaľ čo pre dokončovacie operácie je vhodná hĺbka rezu 0,005-0,02 palca.
Používanie chladiacich a mazivých látok
Chladivá a mazivá sú nevyhnutné pre obrábanie titánu. Môžu pomôcť znížiť tvorbu tepla, zlepšiť evakuáciu čipov a zabrániť tvorbe zastavaného okraja (BUE) na nástroji.
Chladuby na vode sa bežne používajú na obrábanie titánu. Majú dobré chladiace vlastnosti a môžu účinne odstrániť teplo z rezacej zóny. Je však dôležité zvoliť chladivo, ktorá je špecificky formulovaná pre obrábanie titánu, aby sa zabránilo chemickým reakciám medzi chladivom a titánom.
V niektorých prípadoch sa v kombinácii s chladiacimi mazivám, ako sú rezanie oleje alebo syntetické lubrikanty. Lubrikanty môžu znížiť trenie medzi nástrojom a obrobkom, čo môže ďalej zlepšiť životnosť nástroja a povrchovú úpravu.
Implementácia správneho riadenia ChIP
Správne riadenie čipov je rozhodujúce pre úspešné obrábanie titánu. Titánske čipy môžu byť dlhé a strúhané, ktoré sa môžu omotať okolo nástroja a spôsobiť jeho zlomenie. Aby ste tomu zabránili, použite náradie s čipmi alebo drážkovanými flautami, aby ste štiepky rozdelili na menšie, zvládnuteľnejšie kúsky.
Primeraný tok chladiacej kvapaliny je tiež nevyhnutný pre evakuáciu ChIP. Chladivo by malo byť nasmerované na reznú hranu, aby sa štiepky vypláchli od nástroja a obrobku. Okrem toho sa na odstránenie čipov z oblasti obrábania môže použiť dopravník čipu alebo iný systém odstraňovania triesok.
Liečba po odbore
Po obrábaní je dôležité vykonať ošetrenia po odbore, aby sa odstránili všetky kontaminanty a zlepšili povrchovú úpravu titánovej tyče. To môže zahŕňať procesy, ako je čistenie, deburovanie a pasivácia.
Čistenie opracovaného povrchu môže odstrániť akékoľvek chladiace kvapaliny, hranolky alebo iné zvyšky, ktoré môžu byť prítomné. Deburing môže odstrániť akékoľvek ostré hrany alebo roviny, ktoré boli vytvorené počas obrábania, čo môže zlepšiť bezpečnosť a funkčnosť časti. Pasivácia je chemické ošetrenie, ktoré môže zvýšiť koróznu rezistenciu povrchu titánu odstránením akéhokoľvek voľného železa alebo iných kontaminantov.
Záver
Zlepšenie machináovateľnosti priemyselných titánových tyčí si vyžaduje komplexný prístup, ktorý zahŕňa výber správneho titánového stupňa, optimalizáciu rezných nástrojov, riadenie parametrov rezania, používanie chladiacich a mazivých látok, implementáciu správnej správy čipov a vykonávanie post-machinistračných ošetrení. Dodržiavaním týchto tipov a stratégií môžete znížiť opotrebenie nástroja, zlepšiť povrchovú úpravu a zvýšiť produktivitu vo vašich operáciách obrábania titánu.
Ak máte záujem o nákup vysokokvalitných titánových barov v priemysle alebo máte nejaké otázky týkajúce sa obrábania titánu, neváhajte nás kontaktovať. Sme tu, aby sme vám poskytli najlepšie produkty a technickú podporu, aby ste uspokojili vaše potreby.
Odkazy
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2010). Výrobné inžinierstvo a technológie. Pearson.
- Trent, EM, & Wright, PK (2000). Rezanie kovov. Butterworth-Heinemann.
- Príručka ASM, zväzok 16: obrábanie. ASM International.
