Ріжучі характеристики титанового сплаву
Коли твердість титанового сплаву перевищує HB350, різка особливо складна. Коли він нижчий за HB300, його легко прилипнути до ножа та важко різати. Однак твердість титанових сплавів є лише одним з аспектів складності механічної обробки. Ключ полягає в комплексному впливі хімічних, фізичних і механічних властивостей самого титанового сплаву на його продуктивність різання. Титанові сплави мають наступні ріжучі властивості:
(1) Малий коефіцієнт деформації: це чудова особливість різання титанового сплаву. Коефіцієнт деформації менше або близький до 1. Відстань тертя ковзання стружки по передній поверхні значно збільшується, що прискорює знос інструменту.
(2) Висока температура різання: оскільки теплопровідність титанового сплаву дуже мала (еквівалентна лише 1/5–1/7 сталі № 45), довжина контакту між стружкою та передньою поверхнею надзвичайно мала, і тепло, що утворюється під час різання, важко передається. . Виходьте, зосереджені в зоні різання та невеликому діапазоні біля ріжучого краю, температура різання дуже висока. За тих самих умов різання температура різання може бути більш ніж удвічі вищою за температуру різання сталі 45.
(3) Велика сила різання на одиницю площі: основна сила різання приблизно на 20 відсотків менша, ніж різання сталі. Через надзвичайно коротку довжину контакту між стружкою та передньою поверхнею сила різання на одиницю контактної площі значно збільшується, що, ймовірно, спричинить сколювання. У той же час, завдяки малому модулю пружності титанового сплаву, він схильний до деформації вигину під дією радіальної сили під час обробки, що викликає вібрацію, збільшує знос інструменту та впливає на точність деталей. Тому технологічна система повинна мати хорошу жорсткість.
(4) Явище сильного холодного зміцнення: завдяки високій хімічній активності титану при вищих температурах різання він може легко поглинати кисень і азот у повітрі, утворюючи тверду та крихку зовнішню оболонку; в той же час, пластична деформація під час різання також може викликати поверхневе зміцнення. Явище наклепування не тільки знижує втомну міцність деталі, але й збільшує знос інструменту, що є дуже важливою характеристикою при різанні титанових сплавів.
(5) Інструмент легко носити: після обробки заготовки штампуванням, куванням, гарячою прокаткою тощо утворюється тверда та крихка нерівна оболонка, яка може легко спричинити відколи, що робить видалення твердої шкіри найпростішим складний процес обробки титанових сплавів. Крім того, через сильну хімічну спорідненість між титановим сплавом і інструментальним матеріалом, інструмент схильний до адгезійного зносу в умовах високої температури різання та великої сили різання на одиницю площі. Під час точіння титанових сплавів іноді знос передньої поверхні навіть більш серйозний, ніж бокової поверхні; при швидкості подачі f<0.1mm/r, the wear mainly occurs on the flank face; when f>{{0}}.2 mm/r, поверхня інструменту на передній поверхні буде зношена; при використанні інструментів з твердого сплаву для фінішної та напівчистової обробки доцільніше, щоб боковий знос VBmax був менше 0,4 мм.
Під час фрезерування через низьку теплопровідність матеріалів із титанового сплаву довжина контакту між стружкою та передньою поверхнею надзвичайно мала, а тепло, що утворюється під час різання, важко розсіювати, і воно концентрується в зоні деформації різання та на невеликій площі. . діапазон, близький до ріжучого краю. Під час обробки на різальній кромці створюватимуться надзвичайно високі температури різання, що значно скоротить термін служби інструменту. Для титанового сплаву Ti6Al4V, коли дозволяють міцність інструменту та потужність машини, ключовим фактором, що впливає на термін служби інструменту, є температура різання, а не сила різання.
У процесі різання титанового сплаву слід звернути увагу на такі моменти:
(1) Через малий модуль пружності титанового сплаву деформація затискання та силова деформація заготовки під час обробки є великими, що зменшить точність обробки заготовки; сила затиску не повинна бути надто великою, коли деталь встановлена, і при необхідності можна додати допоміжні опори.
(2) Якщо використовується ріжуча рідина, що містить водень, вона буде розкладатися та виділяти водень при високих температурах під час процесу різання, який буде поглинатися титаном і викликати водневу крихкість; це також може спричинити високотемпературне корозійне розтріскування титанових сплавів.
(3) Хлорид у рідині для різання може розкладатися або випаровувати токсичні гази під час використання. Під час використання слід дотримуватися заходів безпеки, інакше його не можна використовувати; деталі слід ретельно очистити засобом для чищення, що не містить хлору, одразу після різання, щоб видалити залишки речей, що містять хлор.
(4) Забороняється використовувати інструменти та пристосування зі сплавів на основі свинцю або цинку в контакті зі сплавами титану, а також використання міді, олова, кадмію та їх сплавів.
(5) Усі інструменти, пристосування та інші пристрої, що контактують із титановим сплавом, мають бути чистими; очищені частини з титанового сплаву слід запобігати забрудненню жиром або відбитками пальців, інакше це може спричинити корозію під напругою від солі (хлориду натрію) у майбутньому.
(6) За нормальних обставин під час різання титанових сплавів немає ризику займання. Лише при мікрорізанні відрізана дрібна стружка має запалювання та горіння. Щоб уникнути пожежі, окрім заливання великої кількості рідини для різання, слід також запобігати накопиченню стружки на верстаті. Інструмент слід замінити відразу після того, як він затупиться, або зменшити швидкість різання та збільшити швидкість подачі, щоб збільшити товщину стружки. Якщо виникла пожежа, для гасіння вогню слід використовувати такі засоби пожежогасіння, як тальк, вапняковий порошок і сухий пісок. Категорично заборонено використовувати чотирихлористий і вуглекислотний вогнегасники, а також поливати водою, оскільки вода може прискорити горіння і навіть викликати вибух водню.
