Glavne prednosti materialov iz titanovih zlitin
Titanova zlitina ima več očitnih prednosti. Prvič, je zelo močan, vendar lahek (gostota je 4,4 kg/dm³), kar je dobra rešitev za velike strukturne dele, ki morajo zmanjšati težo. Drugič, titanova zlitina ima zelo dobro toplotno odpornost. Tudi pri visokih temperaturah 400-500 stopinj lahko še vedno ohrani zadostno trdnost in deluje stabilno, medtem ko je aluminijevo zlitino mogoče uporabiti le pod 200 stopinjami. Končno ima titanova zlitina odlično odpornost proti koroziji, zlasti pri vsakodnevnem vzdrževanju letal, kar lahko učinkovito zmanjša stroške vzdrževanja in zagotovi normalno delovanje letal, pri čemer prihrani veliko denarja v primerjavi z uporabo jekla.
Analiza lastnosti obdelave titanove zlitine
Njegova toplotna prevodnost je zelo slaba. Na primer, toplotna prevodnost TC4, titanove zlitine, je le 16,8 W/m· stopinj pri 200 stopinjah, koeficient toplotne prevodnosti pa je 0,036 cal/cm·s· stopinj, kar je le ena -četrtina iz jekla, ena trinajstina iz aluminija in ena petindvajseta iz bakra. To pomeni, da ima titanova zlitina pri rezanju slabo odvajanje toplote in hladilne učinke, kar bo pospešilo obrabo orodja in slabo varnost med rezanjem. Titan je vnetljiva kovina. Visoka temperatura in iskre, ki nastanejo med mikrorezanjem, lahko povzročijo vžig titanovih odrezkov. Modul elastičnosti titanove zlitine je nizek, zaradi česar se deli zlahka odbijejo po obdelavi. Poveča se kontaktna površina med obdelano površino in orodjem, kar ne vpliva samo na dimenzijsko natančnost, ampak tudi zmanjša vzdržljivost orodja. Trdota titanove zlitine vpliva tudi na obdelavo. Titanove zlitine z nizko trdoto je enostavno lepiti, ostružki pa se bodo med rezanjem prijeli na orodje, kar bo vplivalo na učinek rezanja; medtem ko titanove zlitine z visoko trdoto zlahka povzročijo zlom ali obrabo orodja, kar povzroči nizko učinkovitost obdelave. V primerjavi z jeklom je hitrost obdelave titanove zlitine le približno ena četrtina, čas obdelave pa je veliko daljši. Titanova zlitina je zelo kemično reaktivna. Pri rezanju pri visoki temperaturi ne le kemično reagira z dušikom, kisikom in ogljikovim monoksidom v zraku, da na površini tvori utrjeno plast, ampak reagira tudi z materialom orodja, kar dodatno zmanjša vzdržljivost orodja.
Tehnologija obdelave titanovih zlitin
Pri obdelavi titanove zlitine je najbolje uporabiti orodja iz karbidne trdine, zlasti orodja iz volframovega in kobaltovega karbida. Ta vrsta orodja ni samo močna in ima dobro toplotno prevodnost, ampak tudi težko kemično reagira s titanom pri visokih temperaturah, zaradi česar je zelo primerna za rezanje titanovih zlitin.
Razumna izbira parametrov geometrije orodja. Da bi zmanjšali rezalno temperaturo in zmanjšali oprijem orodja, je mogoče nagibni kot orodja ustrezno zmanjšati za odvajanje toplote s povečanjem kontaktne površine med odrezkom in sprednjim rezalnim robom; istočasno se lahko poveča zadnji kot orodja, da se zmanjša oprijem orodja in zmanjšana natančnost površine, ki jo povzroči trenje med obdelano površino in zadnjim rezalnim robom; konica orodja mora sprejeti ločni prehod za povečanje moči orodja. Pri obdelavi titanovih zlitin je treba orodja pogosto brusiti, da zagotovite, da so njihova rezila ostra in odstranjevanje odrezkov gladko.
Ustrezni rezalni parametri. Za določanje rezalnih parametrov se lahko uporabijo naslednje sheme: nižja rezalna hitrost - visoka rezalna hitrost bo povzročila močno povišanje rezalne temperature; zmeren pomik - velik pomik bo povzročil visoko temperaturo rezanja, medtem ko bo nizek pomik povzročil hitrejšo obrabo rezila zaradi dolgega časa rezanja v utrjeni plasti; večja globina reza - rezanje s konico orodja čez utrjeno plast na površini titanove zlitine lahko podaljša življenjsko dobo orodja.
Pretok in tlak rezalne tekočine morata biti med obdelavo velika, območje obdelave pa mora biti popolnoma in stalno ohlajeno, da se zmanjša temperatura rezanja.
Pri izbiri strojnih orodij je treba vedno paziti na izboljšanje stabilnosti, da se izognete vibracijam. Vibracije bodo povzročile zlom rezila in poškodbe rezila. Hkrati mora biti togost sistema za obdelavo titanove zlitine dobra, da zagotovi večjo globino rezanja med rezanjem. Vendar ima obdelava titanove zlitine velik odboj in velika vpenjalna sila bo poslabšala deformacijo obdelovanca. Zato se med fino obdelavo lahko šteje, da pomožne podpore, kot so napeljave za sestavljanje, izpolnjujejo zahteve glede togosti procesnega sistema.
Metoda rezkanja na splošno vključuje rezkanje naprej. Lepljenje ostružkov rezkalnika in krušenje, ki ga povzroči vzvratno rezkanje pri obdelavi titanove zlitine, sta veliko resnejša kot poškodba rezkalnika, ki jo povzroči rezkanje naprej.
Pogoste težave pri brušenju so lepljenje ostružkov, ki povzročajo zamašitev brusilnega kolesa in opekline površine delov. Zato je pri brušenju priporočljiva uporaba zelenih brusov iz silicijevega karbida z ostrimi abrazivnimi zrni, visoko trdoto in dobro toplotno prevodnostjo; velikost zrna brusilnega kolesa je lahko F36 ~ F80 glede na različno končno obdelavo obdelane površine; trdota brusa mora biti mehkejša, da se zmanjša oprijem abrazivnih zrn in brusnih ostružkov ter zmanjša toplota brušenja; hitrost mletja mora biti majhna, hitrost mora biti nizka in emulzija mora biti zadostna.
Pri vrtanju lukenj v titanove zlitine je treba standardni sveder ponovno nabrusiti, da zmanjšate pojav ožganih orodij in lomljenje svedra. Metoda ponovnega ozemljitve: ustrezno povečajte zgornji kot, zmanjšajte sprednji kot rezalnega dela, povečajte zadnji kot rezalnega dela in podvojite stopnjo zoženosti cilindričnega roba. Med obdelavo je treba povečati število umikov orodja, sveder ne sme ostati v vrtini, ostružke pravočasno odstraniti, za hlajenje pa uporabiti zadostno količino emulzije. Pazite, da se sveder topi, ostružke pa pravočasno odstranite. Za hlajenje je treba uporabiti zadostno količino emulzije. Pazite, da se sveder topi, ostružke pa pravočasno odstranite. Za hlajenje je treba uporabiti zadostno količino emulzije. Bodite pozorni na to, da se sveder topi, ostružke pa je treba pravočasno zamenjati in nabrusiti.
Povrtavanje iz titanove zlitine zahteva tudi modifikacijo standardnega povrtala: širina rezila povrtala mora biti manjša od {{0}}.15 mm, rezalni del in kalibracijski del pa morata biti v prehodu v krožnem loku, da se izognete ostrim konicam . Pri povrtavanju lahko skupinsko povrtalo uporabite za večkratno povrtanje, pri čemer vsakič povečate premer povrtala za manj kot 0,1 mm. Hitrost vretena naj bo nekoliko nižja, orodje pa se ne sme ustaviti pri umiku. Ta metoda lahko doseže višje končne zahteve.
Rezanje titanove zlitine je najtežji postopek pri obdelavi titanove zlitine. Zaradi prevelikega vrtilnega momenta se zobje svedra hitro obrabijo, odboj obdelanega dela pa lahko povzroči celo zlom svedra v izvrtini. Pri uporabi navadnih svedrov za obdelavo je treba število zob ustrezno zmanjšati glede na premer, da se poveča prostor za odrezke. Ko pustite 0.15 mm široko rezilo na kalibracijskem zobu, je treba zadnji kot povečati na približno 30 stopinj in odstraniti 1/2 do 1/3 zadnjega dela zoba. Po ohranitvi 3 zaponk na kalibracijskem zobu je treba povečati stopnjo zadnjega stožca. Priporočljivo je, da uporabite navojni sveder za učinkovito zmanjšanje kontaktne površine med orodjem in obdelovancem, boljši pa je tudi učinek obdelave.
Previdnostni ukrepi pri obdelavi
(1) Med obdelavo je treba orodje pogosto brusiti, da se zmanjša toplota, ki nastaja med rezanjem.
(2) Opremo, orodje, obdelovance in napeljave je treba vzdrževati čiste, odrezane odpadke pa je treba pravočasno očistiti. To lahko zagotovi boljšo kakovost obdelave.
(3) Za prenos titanovih čipov uporabite negorljiva ali ognjevarna orodja. Predelane sekance shranimo v negorljive posode in jih pokrijemo.
(4) Pri delu z očiščenimi deli iz titanove zlitine nosite čiste rokavice, da se v prihodnosti izognete napetostni koroziji natrijevega klorida.
(5) Na posesišču so protipožarni objekti.
(6) Pri rezanju majhne količine titanovih sekancev, če se vnamejo, jih je mogoče pogasiti z gasilnim aparatom s suhim prahom ali suho zemljo ali suhim peskom.
