טכנולוגיית חיתוך ועיבוד חומרי סגסוגת טיטניום

חומרי סגסוגת טיטניום נמצאים בשימוש נרחב בתחום התעופה והחלל בשל תכונותיהם המצוינות כגון חוזק ספציפי גבוה, צפיפות נמוכה, עמידות בפני קורוזיה ועמידות בטמפרטורה גבוהה. עם זאת, בשל המאפיינים של סגסוגת טיטניום כגון מוליכות תרמית קטנה, מודול גמישות נמוך ופעילות כימית גדולה, זה גורם לחומרי סגסוגת טיטניום בעיבוד של טמפרטורת חיתוך היא גבוהה, בלאי הכלים חמור וכו ', מה שמשפיע על העיבוד שבבי. יעילות של סגסוגת טיטניום, אז איך לשפר את יעילות החיתוך של סגסוגת טיטניום תמיד היה הצורך הדחוף לפתור את הבעיה בתעשייה האווירית.

1 מאפייני חומר מסגסוגת טיטניום וביצועי עיבוד

(1) חוזק ספציפי גבוה: צפיפות סגסוגת טיטניום קטנה, חוזק גבוה, החוזק שלה גדול מחוזק הפלדה.

(2) מוליכות תרמית ירודה: מוליכות תרמית מסגסוגת טיטניום, מקדם מוליכות תרמית קטן, קשה להעביר חום מאזור השבב, וכתוצאה מכך טמפרטורות גבוהות יותר של קצה החיתוך של הכלי, לסכין יש אפקט שוחק חזק, הפחתת עמידות הכלי.

(3) תכונות כימיות פעילות: סגסוגת טיטניום בטמפרטורות גבוהות, והאוויר ב O, N, H ואלמנטים אחרים של התגובה הכימית ליצירת שכבת התקשות עבודה, כך קשיים בחיתוך ועיבוד; יחד עם זאת, סגסוגת טיטניום בעיבוד של חומר הכלי קלה לייצור וזיקה, התרחשות של תופעות הידבקות ודיפוזיה, וכתוצאה מכך ללבוש מואץ של הכלי.

(4) מודול גמישות קטן: החזרה של חומר העבודה במהלך עיבוד החיתוך, קל לגרום לבלאי הפנים האחורי של הכלי ועיוות חומר העבודה.

(5) עמידות בפני קורוזיה: מתחת ל-550 מעלות משטח סגסוגת טיטניום קל ליצור סרט תחמוצת צפוף, כך שלא קל להתחמצן עוד יותר, האטמוספירה, מי הים, הקיטור וקצת חומצה, אלקלי, מלח יש עמידות בפני קורוזיה גבוהה [1].

2 עקרונות בסיסיים של חיתוך חומרי סגסוגת טיטניום

בתהליך העיבוד, חומר הכלי הנבחר, גיאומטריית הכלים ופרמטרי החיתוך ישפיעו על היעילות והחסכון של חיתוך ועיבוד סגסוגת טיטניום, עקרונות העיבוד הם כדלקמן.

2.1 חומר כלי

חומר הכלי הוא גורם חשוב המשפיע על תהליך החיתוך, לכן יש לבחור עד כמה שניתן את הקשיות של חומרי כלי עבודה טובים ועמידים בפני שחיקה, כגון כלי קרביד, כלים מצופים וכלי פלדה מהירים וכו', איור 1 עבור כלי הקרביד והכלים המצופים.

2.2 זווית גיאומטריית הכלי

בעת חיתוך חומרים קשים לעיבוד, זווית הגיאומטריה המתאימה של הכלי עוזרת לתת משחק מלא לביצועי החיתוך של הכלי ולשפר את יעילות החיתוך. ישנם שלושה אזורי דפורמציה בעת חיתוך סגסוגת טיטניום, כפי שמוצג באיור.

(1) אזור דפורמציה בסיסי I: דפורמציה גדולה, כוח חיתוך וחום חיתוך בעיקר מאזור זה. על ידי שמירה על קצה החיתוך חד וקצה המעבר בקשת הסכין וכו', מקדם החיכוך וטמפרטורת החיתוך במהלך עיבוד סגסוגת טיטניום מופחתים כדי למנוע הדבקת שבבים ושיתובים.

(2) אזור חיכוך ועיוות II בין שבבים לחזית הקדמית: זה משפיע ישירות על הבלאי של החזית הקדמית של הכלי. על ידי בחירה בזווית קדמית קטנה יותר כדי להגדיל את אורך השבב ואת פני הכלי הקדמי, הבלאי של פני הכלי הקדמי מצטמצם.

(3) חומר העבודה עבר עיבוד משטח ואזור עיוות בלאי הפנים האחורי III: השפעה רבה יותר על התקשות העבודה ועל בלאי הפנים האחוריים של הכלי. על ידי בחירת זווית גב גדולה יותר כדי להפחית את החיכוך בין פנים הכלי האחורי למשטח המעובד.

2.3 פרמטרי חיתוך

מהירות חיתוך על חיי הכלי גדול, ככל שמהירות החיתוך גבוהה יותר, כך הטמפרטורה של קצה החיתוך גבוה יותר, אז בחר חיתוך במהירות נמוכה; יחד עם זאת, לעומק החיתוך יש השפעה קטנה יותר על חיי הכלי, כך שבחלקים ובמכונות קשיחות מאפשרת את התנאים, שימוש בעומק חיתוך גדול יותר.

2.4 נוזל קירור

ניתן להסיר את החום של הלהב ולשטוף ממנו שבבים, להפחית את טמפרטורת החיתוך, לשפר את הפרודוקטיביות ביעילות ולשפר את איכות פני השטח של החלקים המעובדים. לנוזל חיתוך כללי יש שלוש קטגוריות, כלומר, מים או תמיסה מימית אלקלית, תמיסת שמן מסיס על בסיס מים ותמיסת שמן לא מסיס במים [2].

3 תהליך חיתוך חומר מסגסוגת טיטניום

3.1 פנייה

סגסוגת טיטניום הופכת קלה לקבלת חספוס טוב של פני השטח, התקשות העבודה אינה רצינית, אך טמפרטורת החיתוך גבוהה, שחיקה מהירה של הכלים. עבור מאפיינים אלה של סיבוב סגסוגת טיטניום יש לשים לב לבעיה: (1) פרמטרי סיבוב נסה לבחור חיתוך במהירות נמוכה, עומק חיתוך גדול. עבור חיספוס, מהירות חיתוך 45 ~ 70 מ'/דקה, הזנה 0.10 ~ 0.15 מ"מ/ר; לגימור, מהירות חיתוך 80 ~ 100 מ'/דקה, הזנה 0.05 ~ 0.10 מ"מ/ר. (2) כוח הידוק הגמר לא צריך להיות גדול מדי, להפחית את העיוות של החלקים המעובדים. (3) לאחר העיבוד, יש לעבד שוב את קו המתאר של החלק בהתאם למסלול המסע האחרון של הכלי כדי לבטל את העיוות של החלק שנגרם מכוח החיתוך ולתת מקום לכלי.

3.2 כרסום

כרסום סגסוגת טיטניום קשה יותר מאשר סיבוב, מכיוון שכרסום הוא חיתוך לסירוגין, וקל לחיבור שבבים עם קצה החיתוך, יוצרים סתתים, ומפחיתים מאוד את עמידות הכלי. עבור מאפיינים אלה של כרסום סגסוגת טיטניום יש לשים לב לנושאים הבאים: (1) בדרך כלל השתמש בכרסום חלק, כרסום חלק כאשר עומק החיתוך מגדול לקטן, השבב מעבה לדק, ותמיד בצד הדק של הצד של הגב כדי לעזוב את השיניים, השבב קל לשבור, לשפר את חיי הכלי. (2) לעיבוד חיספוס יש השפעה קטנה על איכות העיבוד, והוא צריך לבחור בעומק חיתוך גדול, הזנה קטנה, מהירות נמוכה; גימור צריך להפחית את עיוות העיבוד, לשפר את איכות פני השטח ולהשתמש במהירות גבוהה יותר ועומק חיתוך קטן. (3) לאחר עיבוד של סגסוגת טיטניום, תיווצר שכבה מוקשה של 0.1 ~ 0.2 מ"מ על פני השטח המעובדים, כך שעומק החיתוך המשני צריך להיות גדול מ-{{7 }}.2 מ"מ; הקצבה החד-צדדית של רזרבה לחספוס צריכה להיות גדולה מ-0.2 מ"מ.

4. מסקנה

המאמר משלב חלק מתוצאות המחקר הנוכחיות והניסיון בתהליך הייצור, בעיקר מתכונות החומר של סגסוגת טיטניום, כלי חיתוך, פרמטרי חיתוך ונוזל קירור והיבטים נוספים של העיבוד, מסכם את הפניית סגסוגת הטיטניום, בדרך כלל יש לשים לב לכרסום הבעיות ואמצעי התהליך שננקטו, ואני מקווה שעמיתים יכולים למלא תפקיד מסוים בהתייחסות.