Zakaj menimo, da je titanova zlitina težko obdelati? Zaradi pomanjkanja globokega razumevanja njegovega mehanizma in pojava obdelave.
1. Fizikalni pojavi pri obdelavi titana
Rezalna sila pri obdelavi titanove zlitine je le malo večja kot pri jeklu z enako trdoto, vendar je fizikalni pojav obdelave titanove zlitine veliko bolj zapleten kot pri obdelavi jekla, zaradi česar se obdelava titanove zlitine sooča z velikimi težavami.
Toplotna prevodnost večine titanovih zlitin je zelo nizka, le 1/7 jekla in 1/16 aluminija. Zato toplota, ki nastane v procesu rezanja titanove zlitine, ne bo hitro prenesena na obdelovanec ali odvzeta z odrezki, temveč se bo akumulirala v območju rezanja, ustvarjena temperatura pa lahko doseže tudi 1000 °C, kar povzroči rezalni rob orodja se hitro obrabi, poči in umre. Nabiranje robov, hiter pojav obrabljenih robov, posledično ustvari več toplote v območju rezanja, kar dodatno skrajša življenjsko dobo orodja.
Visoka temperatura, ki nastane med postopkom rezanja, prav tako uniči celovitost površine delov iz titanove zlitine, kar ima za posledico zmanjšanje geometrijske natančnosti dela in pojav utrjevanja, ki resno zmanjša njegovo trdnost na utrujenost.
Elastičnost titanovih zlitin je lahko koristna za delovanje delov, vendar je med rezanjem elastična deformacija obdelovanca pomemben vzrok za vibracije. Rezalni pritisk povzroči, da "elastični" obdelovanec zapusti orodje in se odbije, tako da je trenje med orodjem in obdelovancem večje od rezanja. Pri procesu trenja se proizvaja tudi toplota, ki še poslabša problem slabe toplotne prevodnosti titanovih zlitin.
Ta problem je še hujši pri obdelavi tankostenskih ali obročastih delov, ki se zlahka deformirajo. Obdelava tankostenskih delov iz titanove zlitine do pričakovane dimenzijske natančnosti ni lahka naloga. Ker ko orodje potisne material obdelovanca, je lokalna deformacija tanke stene presegla elastično območje za nastanek plastične deformacije, trdnost in trdota materiala na rezalni točki pa se znatno povečata. V tem času postane obdelava pri prvotno določeni rezalni hitrosti previsoka, kar dodatno vodi do močne obrabe orodja.
“Toplota” je “krivec” za težavnost obdelave titanovih zlitin!
2. Tehnološko znanje in izkušnje za obdelavo titanovih zlitin
Na podlagi razumevanja mehanizma obdelave titanovih zlitin, skupaj s preteklimi izkušnjami, je glavno procesno znanje in izkušnje za obdelavo titanovih zlitin naslednje:
(1) Plošče z geometrijo pozitivnega kota za zmanjšanje rezalne sile, rezalne toplote in deformacije obdelovanca.
(2) Ohranite stalen pomik, da preprečite utrjevanje obdelovanca. Orodje mora biti med postopkom rezanja vedno v stanju podajanja. Količina radialnega reza ae mora biti 30 % polmera med rezkanjem.
(3) Rezalna tekočina pod visokim pritiskom in velikim pretokom se uporablja za zagotovitev toplotne stabilnosti obdelovalnega procesa in preprečevanje degeneracije površine obdelovanca in poškodb orodja zaradi previsoke temperature.
(4) Rezilo rezila naj bo ostro, topi noži so vzrok za kopičenje toplote in obrabo, kar lahko zlahka povzroči okvaro nožev.
(5) Obdelava v čim bolj mehkem stanju titanove zlitine, ker postane material po utrjevanju težje obdelan, toplotna obdelava izboljša trdnost materiala in poveča obrabo rezila.
(6) Uporabite velik polmer ali posnetek, da čim bolj zarežete v rezalni rob. To lahko zmanjša rezalno silo in toploto na vsaki točki ter prepreči lokalno zlom. Pri rezkanju titanovih zlitin ima med rezalnimi parametri na življenjsko dobo orodja vc največji vpliv rezalna hitrost, sledi pa radialna rezalna količina (globina rezkanja) ae.
CNC orodja Xinfa imajo lastnosti dobre kakovosti in nizke cene. Za podrobnosti obiščite:
Proizvajalci CNC orodij – Kitajska tovarna in dobavitelji CNC orodij (xinfatools.com)
3. Reševanje težav pri obdelavi titana, začenši z rezilom
Obraba utora rezila, ki se pojavi med obdelavo titanove zlitine, je lokalna obraba zadnje in sprednje strani vzdolž smeri globine reza, ki jo pogosto povzroči utrjena plast, ki je ostala po prejšnji obdelavi. Kemična reakcija in difuzija med orodjem in materialom obdelovanca pri temperaturi obdelave nad 800°C je tudi eden od razlogov za nastanek obrabe utorov. Ker se med obdelavo titanove molekule obdelovanca kopičijo na sprednji strani rezila in se pod visokim pritiskom in visoko temperaturo "privarijo" na rezilo, tako da tvorijo vgrajen rob. Ko se nabrani rob odlušči od rezalnega roba, odvzame karbidno prevleko ploščice, zato strojna obdelava titana zahteva posebne materiale in geometrijo ploščic.
4. Struktura orodja, primerna za obdelavo titana
Poudarek obdelave titanovih zlitin je toplota. Veliko količino visokotlačne rezalne tekočine je treba razpršiti na rezalni rob pravočasno in natančno, da hitro odstranimo toploto. Na trgu obstajajo edinstvene strukture rezkarjev, ki se uporabljajo posebej za obdelavo titanovih zlitin.
Čas objave: 9. avgusta 2023
