1790 yılında titanyumun keşfinden bu yana, insanlar bir asırdır titanyumun olağanüstü özelliklerini elde etmek için araştırıyorlar. 1910 yılında insanlar ilk olarak titanyum metali ürettiler ancak titanyum alaşımlarının uygulanmasına giden yol uzun ve zorluydu. Endüstriyel üretim ancak 40 yıl sonra 1951'de nihayet gerçekleşti.
Titanyum alaşımları yüksek özgül mukavemet, korozyon direnci, yüksek sıcaklık dayanımı ve yorulma direnci özelliklerine sahiptir. Aynı boyuttaki titanyum alaşımlarının ağırlığı çeliğin ağırlığının yalnızca %60'ı kadardır ancak alaşımlı çelikten daha güçlüdür. İyi özelliklerinden dolayı titanyum alaşımları havacılık, uzay, enerji üretim ekipmanları, nükleer enerji, gemiler, kimyasallar ve tıbbi ekipmanlarda giderek daha yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.
Titanyum alaşımlarının işlenmesindeki zorluğun nedenleri
Titanyum alaşımlarının düşük ısı iletkenliği, şiddetli iş sertleşmesi, kesici takımlara yüksek ilgi ve küçük plastik deformasyon gibi dört özelliği, titanyum alaşımlarının işlenmesindeki zorluğun temel nedenleridir. Kesme indeksi, kesilmesi kolay çeliğin yalnızca %20'sine eşdeğerdir.
Düşük ısı iletkenliği
Titanyum alaşımının ısıl iletkenliği 45# çeliğin yalnızca %16'sı kadardır. Isı, işleme sırasında zamanında iletilemez, bu da kesici kenarın yerel olarak yüksek sıcaklığına neden olur (işleme sırasında uç sıcaklığı 45# çeliğin 1 katından fazladır), bu da takımın kolaylıkla yaygın aşınmasına neden olur.
Şiddetli iş sertleşmesi
Titanyum alaşımının iş sertleşmesi olgusu açıktır ve yüzey sertleştirme tabakası paslanmaz çeliğinkinden daha ciddidir, bu da daha sonraki işlemlerde takım sınırında artan hasar gibi bazı zorluklara neden olur.
Araçlara yüksek ilgi
Titanyum içeren semente karbür ile güçlü yapışma.
Küçük plastik deformasyon
Bu, 45 çeliğin elastik modülünün yaklaşık 1/2'sidir, dolayısıyla elastik geri kazanım büyük ve sürtünme ciddidir. Aynı zamanda iş parçası sıkma deformasyonuna da eğilimlidir.
Titanyum alaşımının işlenmesi için teknik ipuçları
Titanyum alaşımının işleme mekanizmasının anlaşılmasına ve önceki deneyimlere dayanarak, titanyum alaşımının işlenmesine yönelik ana işlem ipuçları aşağıdaki gibidir:
(1) Kesme kuvvetini, kesme ısısını ve iş parçası deformasyonunu azaltmak için pozitif açılı geometriye sahip bir bıçak kullanın.
(2) İş parçasının sertleşmesini önlemek için sabit ilerlemeyi koruyun. Kesme işlemi sırasında takım her zaman beslemede olmalıdır. Frezeleme sırasında radyal kesme derinliği ae yarıçapın %30'u olmalıdır.
(3) İşleme sürecinin termal stabilitesini sağlamak ve aşırı sıcaklık nedeniyle yüzey bozulmasını ve takım hasarını önlemek için yüksek basınçlı ve yüksek akışlı kesme sıvısı kullanın.
(4) Bıçağın kenarını keskin tutun. Körelmiş takımlar ısı birikimine ve aşınmaya neden olur ve bu da kolaylıkla takımın arızalanmasına neden olabilir.
(5) Titanyum alaşımını mümkün olduğu kadar yumuşak halde işleyin, çünkü malzemenin sertleştikten sonra işlenmesi daha zor hale gelir. Isıl işlem malzemenin mukavemetini arttırır ve bıçak aşınmasını arttırır.
(6) Kesmek için geniş bir takım ucu yarıçapı veya pah kullanın ve mümkün olduğu kadar çok bıçağı kesime yerleştirin. Bu, her noktada kesme kuvvetini ve ısıyı azaltabilir ve yerel hasarı önleyebilir. Titanyum alaşımını frezelerken kesme hızı, tüm kesme parametreleri arasında takım ömrü üzerinde en büyük etkiye sahiptir ve bunu radyal kesme derinliği takip eder.
Bıçakla başlayarak titanyum işleme sorunlarını çözün
Titanyum alaşımı işlendiğinde meydana gelen bıçak kanalı aşınması, kesme derinliği yönünde arka ve ön tarafta lokal aşınmadır. Çoğunlukla önceki işlemin bıraktığı sertleşmiş tabakadan kaynaklanır. 800 derecenin üzerindeki işleme sıcaklığında takım ile iş parçası malzemesi arasındaki kimyasal reaksiyon ve difüzyon da oluk aşınmasının oluşmasının nedenlerinden biridir. Çünkü işleme sırasında iş parçasının titanyum molekülleri bıçağın önünde birikir ve yüksek basınç ve yüksek sıcaklık altında bıçağa "kaynayarak" bir talaşlı kenar oluşturur. Birikmiş kenar bıçaktan soyulduğunda bıçağın karbür kaplaması da alınır. Bu nedenle titanyum alaşımlarının işlenmesi özel bıçak malzemeleri ve geometrileri gerektirir.
Titanyum işlemeye uygun takım yapısı
Titanyum alaşımı işlemenin odak noktası ısıdır. Isının hızlı bir şekilde uzaklaştırılması için büyük miktarda yüksek basınçlı kesme sıvısının kesici kenara zamanında ve doğru bir şekilde püskürtülmesi gerekir. Piyasada özellikle titanyum alaşımı işlemeye yönelik benzersiz frezeleme kesici yapılar bulunmaktadır.
Özel işleme yönteminden başlayarak
Tornalama
Titanyum alaşımlı ürünler tornalama sırasında iyi yüzey pürüzlülüğü elde etmek kolaydır ve iş sertleşmesi ciddi değildir, ancak kesme sıcaklığı yüksektir ve takım çabuk aşınır. Bu özellikler dikkate alınarak takım ve kesme parametreleri açısından temel olarak aşağıdaki önlemler alınır:
Takım malzemesi: YG6, YG8 ve YG10HT, fabrikanın mevcut koşullarına göre seçilir.
Takım geometrisi parametreleri: uygun takım ön ve arka açıları, yuvarlatılmış takım ucu.
Düşük kesme hızı, orta ilerleme hızı, derin kesme derinliği, yeterli soğutma, dış daireyi döndürürken takım ucu iş parçasının merkezinden daha yüksek olamaz, aksi takdirde sıkışması kolaydır. İnce duvarlı parçaların bitirilmesi ve tornalanması sırasında, takımın ana sapma açısı geniş, genellikle 75~90 derece olmalıdır.
Frezeleme
Titanyum alaşımlı ürünlerin frezelenmesi tornalamaya göre daha zordur çünkü frezeleme aralıklı kesmedir ve talaşların bıçağa yapışması kolaydır. Yapışkan talaş dişleri iş parçasını tekrar kestiğinde, yapışkan talaşlar kırılır ve takım malzemesinden küçük bir parçayı alıp götürerek kırık bir kenar oluşturur, bu da takımın dayanıklılığını büyük ölçüde azaltır.
Frezeleme yöntemi: genellikle aşağı frezelemeyi kullanın.
Alet malzemesi: yüksek hız çeliği M42.
Genel olarak alaşımlı çelik işlemede aşağı frezeleme kullanılmaz. Takım tezgahı vidası ile somun arasındaki boşluğun etkisinden dolayı, aşağı frezeleme sırasında frezeleme takımı iş parçasına etki eder ve besleme yönündeki kuvvet besleme yönüyle aynıdır, bu da iş parçasının kolayca kırılmasına neden olabilir tablanın aralıklı hareket etmesi kesicinin kırılmasına neden olur. Aşağı frezelemede kesici dişler kesmeye başladıklarında sert cilde çarparak kesicinin kırılmasına neden olur. Bununla birlikte, ters frezelemedeki talaşlar inceden kalına doğru olduğundan kesici, ilk kesme sırasında iş parçasıyla kuru sürtünmeye eğilimlidir, bu da kesicinin yapışmasını ve ufalanmasını ağırlaştırır. Titanyum alaşımlarının sorunsuz bir şekilde frezelenmesi için genel standart frezeleme takımına göre ön açının azaltılıp arka açının arttırılması gerektiğine de dikkat edilmelidir. Frezeleme hızı düşük olmalı, mümkün olduğunca keskin dişli frezeler kullanılmalı, kürek dişli frezelerin kullanımından kaçınılmalıdır.
Dokunarak
Titanyum alaşımlı ürünlere kılavuz çekilirken talaşlar küçük olduğundan bıçağa ve iş parçasına yapışması kolaydır, bu da işlenen yüzeyde büyük bir pürüzlülük değeri ve yüksek tork sağlar. Kılavuz çekme sırasında kılavuzların yanlış seçilmesi ve yanlış çalıştırılması kolaylıkla iş parçasının sertleşmesine, son derece düşük işleme verimliliğine ve ara sıra kılavuz kırılmasına neden olabilir.
Tek dişli yerinde musluk kullanımına öncelik vermek gerekir. Diş sayısı standart bir kılavuzdan daha az, genellikle 2 ila 3 diş olmalıdır. Kesme konik açısı geniş olmalı ve konik kısım genellikle 3 ila 4 diş uzunluğunda olmalıdır. Talaş kaldırmayı kolaylaştırmak için kesme konik kısmına negatif bir açı da taşlanabilir. Konikliğin sağlamlığını artırmak için kısa vuruşlar kullanmayı deneyin. Kılavuz ile iş parçası arasındaki sürtünmeyi azaltmak için koniğin ters konik kısmı standart olandan uygun şekilde daha büyük olmalıdır.
Raybalama
Titanyum alaşımlarının raybalanması sırasında takım aşınması ciddi değildir ve hem karbür hem de yüksek hız çeliği raybalar kullanılabilir. Karbür raybalar kullanıldığında, raybanın ufalanmasını önlemek için delmeye benzer işlem sistemi sertliği benimsenmelidir. Titanyum alaşımlarının raybalanmasındaki ana sorun, raybalama işleminin iyi olmamasıdır. Bıçağın delik duvarına yapışmasını önlemek için rayba bıçağının genişliği yağ taşı ile daraltılmalı ancak yeterli mukavemet sağlanmalıdır. Genellikle bıçak genişliği 0,1 ila 0,15 mm arasındadır.
Kesici kenar ile kalibrasyon parçası arasındaki geçiş düzgün bir yay şeklinde olmalıdır. Aşınma sonrasında zamanında onarılmalı ve her dişin yayının boyutu tutarlı olmalıdır; Gerektiğinde arka koniğin kalibrasyon kısmı arttırılabilir.
Sondaj
Titanyum alaşımını delmek zordur ve işleme sırasında matkabın yanması ve kırılması durumu sıklıkla ortaya çıkar. Bunun başlıca nedeni, matkap ucunun zayıf taşlaması, zamansız talaş kaldırma, zayıf soğutma ve proses sisteminin zayıf sertliği gibi çeşitli nedenlerden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, titanyum alaşımlarının delinmesinde, makul matkap ucu taşlama, geniş üst açı, azaltılmış dış kenar ön açısı, artırılmış dış kenar arka açısına dikkat edilmeli ve arka koniklik, matkap ucunun 2 ila 3 katına kadar artırılmalıdır. standart matkap ucu. Aleti sık sık geri çekin ve talaşların şekline ve rengine dikkat ederek talaşları zamanında çıkarın. Talaşların delme sırasında tüylü görünmesi veya renk değiştirmesi, matkap ucunun kör olduğu ve aletin zamanında değiştirilip keskinleştirilmesi gerektiği anlamına gelir.
Matkap mastarı çalışma tezgahına sabitlenmeli, matkap mastarı kılavuz bıçağı yüzeyi işleme yüzeyine yakın olmalı ve kısa bir matkap ucu kullanmaya çalışın. Dikkat edilmesi gereken bir diğer husus, manuel besleme benimsendiğinde matkap ucunun delikte ileri veya geri hareket etmemesi gerektiğidir, aksi takdirde matkap bıçağı işleme yüzeyine sürtünerek iş parçasının sertleşmesine ve matkap ucunun körelmesine neden olur.
Bileme
Titanyum alaşımlı parçaların taşlanmasında yaygın bir sorun, yapışkan talaşların taşlama çarkının tıkanmasına ve parça yüzeyinde yanıklara neden olmasıdır. Bunun nedeni, titanyum alaşımının termal iletkenliğinin zayıf olmasıdır, bu da taşlama alanında yüksek sıcaklığa neden olur, böylece titanyum alaşımı ve aşındırıcı bağlanır, yayılır ve kimyasal olarak güçlü bir şekilde reaksiyona girer. Yapışkan talaşlar ve taşlama çarkının tıkanması, taşlama oranında önemli bir azalmaya neden olur. Difüzyon ve kimyasal reaksiyon sonucunda iş parçasının yüzeyi yanar, bu da parçaların yorulma mukavemetinde bir azalmaya neden olur, bu durum titanyum alaşımlı dökümlerin taşlanmasında daha belirgindir.
Bu sorunu çözmek için alınan önlemler şunlardır:
Uygun taşlama taşı malzemesini seçin: yeşil silisyum karbür TL. Biraz daha düşük taşlama taşı sertliği: ZR1.
Titanyum alaşımlı malzemelerin kesme işlemi, titanyum alaşımlı malzeme işlemenin kapsamlı verimliliğini artırmak için takım malzemeleri, kesme sıvıları ve işleme parametreleri açısından kontrol edilmelidir.
Önerilen video Metal işleme video hesabını takip edin ve endüstriyel medyaya tavırla dikkat edin
