Prima che alcuni clienti si siano consultati sulla lega di titanio, pensano che la lavorazione della lega di titanio sia particolarmente problematica.Ora, i colleghi del Dipartimento Tecnologia di RSM vi racconteranno perché riteniamo che la lega di titanio sia un materiale difficile da lavorare?A causa della mancanza di una profonda comprensione del suo meccanismo e fenomeno di elaborazione.
1. Fenomeni fisici della lavorazione del titanio
La forza di taglio della lega di titanio è solo leggermente superiore a quella dell'acciaio con la stessa durezza, ma il fenomeno fisico della lavorazione della lega di titanio è molto più complesso di quello della lavorazione dell'acciaio, il che rende la lavorazione della lega di titanio molto difficile.
La conduttività termica della maggior parte delle leghe di titanio è molto bassa, solo 1/7 dell'acciaio e 1/16 dell'alluminio.Pertanto, il calore generato nel processo di taglio della lega di titanio non verrà rapidamente trasferito al pezzo o portato via dai trucioli, ma sarà concentrato nell'area di taglio e la temperatura generata può raggiungere 1000 ℃ o superiore. in modo che il tagliente dell'utensile possa rapidamente usurarsi, rompersi e generare tumori di accumulo di truciolo.Il tagliente che si usura rapidamente può anche generare più calore nell'area di taglio, riducendo ulteriormente la durata dell'utensile.
L'elevata temperatura prodotta nel processo di taglio distrugge anche l'integrità superficiale delle parti in lega di titanio, portando al declino della precisione geometrica delle parti e all'emergere di fenomeni di incrudimento che riducono seriamente la loro resistenza alla fatica.
L'elasticità della lega di titanio può essere vantaggiosa per le prestazioni delle parti, ma nel processo di taglio la deformazione elastica del pezzo è un importante motivo di vibrazione.La pressione di taglio separa il pezzo “elastico” dall'utensile e lo rimbalza, in modo che l'attrito tra l'utensile e il pezzo sia maggiore dell'effetto di taglio.Il processo di attrito genera anche calore, che aggrava la scarsa conduttività termica delle leghe di titanio.
Questo problema diventa sempre più grave quando si lavorano pezzi a pareti sottili o a forma di anello che si deformano facilmente.Non è facile lavorare parti in lega di titanio a pareti sottili con la precisione dimensionale prevista.Quando il materiale del pezzo viene spinto via dall'utensile, la deformazione locale della parete sottile ha superato il campo elastico e si verifica una deformazione plastica, e la resistenza del materiale e la durezza nel punto di taglio aumentano in modo significativo.A questo punto, la velocità di taglio originariamente determinata diventerà troppo elevata, provocando ulteriormente l'usura dell'utensile tagliente.
Il “calore” è il “colpevole” della lega di titanio difficile da lavorare!
2. Suggerimenti per la lavorazione della lega di titanio
Sulla base della comprensione del meccanismo di lavorazione della lega di titanio, combinata con l'esperienza precedente, il principale know-how tecnologico per la lavorazione della lega di titanio è il seguente:
(1) La lama con geometria ad angolo positivo viene utilizzata per ridurre la forza di taglio, il calore di taglio e la deformazione del pezzo.
(2) Mantenere un'alimentazione stabile per evitare l'indurimento del pezzo.L'utensile deve essere sempre nello stato di alimentazione durante il processo di taglio.La quantità di taglio radiale ae durante la fresatura sarà pari al 30% del raggio.
(3) Il fluido da taglio ad alta pressione e flusso elevato viene utilizzato per garantire la stabilità termica del processo di lavorazione ed evitare il deterioramento della superficie del pezzo e danni all'utensile dovuti alla temperatura eccessiva.
(4) Mantenere la lama affilata.L'utensile smussato è la causa dell'accumulo di calore e dell'usura, che porta semplicemente al guasto dell'utensile.
(5) Per quanto possibile, dovrebbe essere lavorato allo stato morbido della lega di titanio.Poiché il materiale diventa più difficile da lavorare dopo l'indurimento, il trattamento termico migliora la resistenza del materiale e aumenta l'usura della lama.
(6) Utilizzare un ampio raggio di arco della punta dell'utensile o uno smusso per tagliare e inserire quante più lame possibile nel taglio.Ciò può ridurre la forza di taglio e il calore in ciascun punto ed evitare danni locali.Quando si fresa una lega di titanio, la velocità di taglio ha una grande influenza sulla durata dell'utensile vc, seguita dalla profondità di taglio radiale (profondità di fresatura) ae.
3. Gestire i problemi di lavorazione del titanio dalla lama
L'usura della scanalatura della lama durante la lavorazione delle leghe di titanio è l'usura locale della parte posteriore e anteriore lungo la profondità di taglio, che spesso è causata dallo strato indurente lasciato dalla lavorazione precedente.Anche la reazione chimica e la diffusione del materiale dell'utensile e del pezzo a una temperatura di lavorazione superiore a 800 ℃ è uno dei motivi della formazione di usura delle scanalature.Poiché le molecole di titanio del pezzo in lavorazione si accumulano davanti alla lama durante la lavorazione, vengono “saldate” alla lama ad alta pressione e temperatura elevata, formando un tumore di accumulo di trucioli.Quando il truciolo accumulato viene rimosso dalla lama, il rivestimento in carburo cementato della lama viene rimosso.Pertanto, la lavorazione della lega di titanio richiede materiali delle pale e forme geometriche speciali.
Orario di pubblicazione: 27 settembre 2022