Snijeigenschappen van titaniumlegering

Wanneer de hardheid van de titaniumlegering groter is dan HB350, is snijden bijzonder moeilijk. Wanneer het lager is dan HB300, blijft het gemakkelijk aan het mes plakken en is het moeilijk te snijden. De hardheid van titaniumlegeringen is echter slechts één aspect van de moeilijkheidsgraad van de bewerking. De sleutel ligt in de uitgebreide invloed van de chemische, fysische en mechanische eigenschappen van de titaniumlegering zelf op de snijprestaties. Titaniumlegeringen hebben de volgende snijeigenschappen:

(1) Kleine vervormingscoëfficiënt: dit is een opmerkelijk kenmerk van het snijden van titaniumlegeringen. De vervormingscoëfficiënt is kleiner dan of dichtbij 1. De glijdende wrijvingsafstand van spanen op het harkvlak wordt aanzienlijk vergroot, wat de slijtage van het gereedschap versnelt.

(2) Hoge snijtemperatuur: aangezien de thermische geleidbaarheid van een titaniumlegering erg klein is (equivalent aan slechts 1/5 tot 1/7 van nr. 45 staal), is de contactlengte tussen de chip en het harkvlak extreem kort, en de tijdens het snijden gegenereerde warmte wordt niet gemakkelijk overgedragen. . Kom naar buiten, geconcentreerd in het snijgebied en een klein bereik nabij de snijkant, de snijtemperatuur is erg hoog. Onder dezelfde snijomstandigheden kan de snijtemperatuur meer dan het dubbele zijn van die bij het snijden van staal.

(3) Grote snijkracht per oppervlakte-eenheid: de belangrijkste snijkracht is ongeveer 20 procent kleiner dan bij het snijden van staal. Door de extreem korte contactlengte tussen de spaan en het spaanvlak wordt de snijkracht per eenheid contactoppervlak aanzienlijk vergroot, wat waarschijnlijk tot chippen zal leiden. Tegelijkertijd is het, vanwege de kleine elastische modulus van de titaniumlegering, gevoelig voor buigvervorming onder invloed van radiale kracht tijdens de verwerking, wat trillingen veroorzaakt, de slijtage van het gereedschap verhoogt en de nauwkeurigheid van het onderdeel beïnvloedt. Daarom moet het processysteem een ​​goede stijfheid hebben.

(4) Ernstig fenomeen van koude verharding: vanwege de hoge chemische activiteit van titanium kan het bij hogere snijtemperaturen gemakkelijk zuurstof en stikstof in de lucht opnemen om een ​​harde en broze buitenhuid te vormen; Tegelijkertijd kan plastische vervorming tijdens het snijden ook oppervlakteverharding veroorzaken. Het fenomeen werkharding vermindert niet alleen de vermoeiingssterkte van het onderdeel, maar verhoogt ook de gereedschapsslijtage, wat een zeer belangrijk kenmerk is bij het snijden van titaniumlegeringen.

(5) Het gereedschap is gemakkelijk te dragen: nadat de plano is verwerkt door stempelen, smeden, warmwalsen, enz., Vormt zich een harde en broze oneffen huid, die gemakkelijk kan leiden tot afbrokkeling, waardoor het verwijderen van de harde huid het meest mogelijk is. moeilijk proces bij de verwerking van titaniumlegeringen. Bovendien is het gereedschap, vanwege de sterke chemische affiniteit tussen titaniumlegering en gereedschapsmateriaal, gevoelig voor adhesieve slijtage onder de omstandigheden van hoge snijtemperatuur en grote snijkracht per oppervlakte-eenheid. Bij het draaien van titaniumlegeringen is de slijtage van het spaanvlak soms zelfs ernstiger dan die van het flankvlak; wanneer de voedingssnelheid f<0.1mm/r, the wear mainly occurs on the flank face; when f>{{0}}.2 mm/r, het oppervlak van het gereedschap aan de voorkant zal versleten zijn; bij gebruik van hardmetalen gereedschappen voor nabewerken en semi-nabewerken is het beter dat de flankslijtage VBmax kleiner is dan 0,4 mm.

Tijdens het frezen is, vanwege de lage thermische geleidbaarheid van materialen van titaniumlegering, de contactlengte tussen de spanen en het harkvlak extreem kort, en de tijdens het snijden gegenereerde warmte is niet gemakkelijk te dissiperen en is geconcentreerd in de snijvervormingszone en een klein gebied . bereik dicht bij de snijkant. Tijdens de bewerking ontstaan ​​er extreem hoge snijtemperaturen aan de snijkant, waardoor de levensduur van het gereedschap aanzienlijk wordt verkort. Voor de titaniumlegering Ti6Al4V is, wanneer de gereedschapssterkte en het machinevermogen dit toelaten, de snijtemperatuur de belangrijkste factor die de standtijd beïnvloedt, en niet de snijkracht.

Bij het snijden van titaniumlegeringen zijn de zaken waar op gelet moet worden:
(1) Vanwege de kleine elastische modulus van de titaniumlegering zijn de klemvervorming en krachtvervorming van het werkstuk tijdens de verwerking groot, wat de verwerkingsnauwkeurigheid van het werkstuk zal verminderen; de klemkracht mag niet te groot zijn wanneer het werkstuk is geïnstalleerd en indien nodig kunnen er extra steunen worden toegevoegd.
(2) Als waterstofhoudende snijvloeistof wordt gebruikt, zal deze tijdens het snijproces bij hoge temperaturen ontleden en waterstof vrijgeven, dat door titanium zal worden geabsorbeerd en waterstofbrosheid zal veroorzaken; het kan ook spanningscorrosie bij hoge temperaturen in titaniumlegeringen veroorzaken.
(3) Het chloride in de snijvloeistof kan bij gebruik giftige gassen ontbinden of vervluchtigen. Bij het gebruik ervan moeten veiligheidsmaatregelen worden genomen, anders mag het niet worden gebruikt; onderdelen dienen direct na het snijden grondig gereinigd te worden met chloorvrij schoonmaakmiddel om chloorhoudende resten te verwijderen.
(4) Het is verboden gereedschappen en armaturen te gebruiken die gemaakt zijn van legeringen op lood- of zinkbasis in contact met titaniumlegeringen, en het gebruik van koper, tin, cadmium en hun legeringen is ook verboden.
(5) Alle gereedschappen, armaturen of andere apparaten die in contact komen met de titaniumlegering moeten schoon zijn; Er moet worden voorkomen dat gereinigde onderdelen van titaniumlegering vervuild raken door vet of vingerafdrukken, anders kan er in de toekomst spanningscorrosie door zout (natriumchloride) ontstaan.
(6) Onder normale omstandigheden bestaat er bij het snijden van titaniumlegeringen geen risico op ontsteking. Alleen bij microsnijden hebben de kleine afgesneden spanen ontsteking en verbranding. Om brand te voorkomen, moet naast het gieten van een grote hoeveelheid snijvloeistof ook worden voorkomen dat spanen zich ophopen op de werktuigmachine. Het gereedschap moet onmiddellijk worden vervangen nadat het bot is geworden, of de snijsnelheid moet worden verlaagd en de voedingssnelheid moet worden verhoogd om de spaandikte te vergroten. Als er brand uitbreekt, moeten brandblusapparatuur zoals talkpoeder, kalksteenpoeder en droog zand worden gebruikt om de brand te blussen. Het is ten strengste verboden om tetrachloorkoolstof en kooldioxide-brandblussers te gebruiken, en water geven is niet toegestaan, omdat water de verbranding kan versnellen en zelfs een waterstofexplosie kan veroorzaken.