Tại sao chúng ta nghĩ rằng hợp kim titan là một vật liệu khó gia công?Vì chưa hiểu sâu về cơ chế và hiện tượng xử lý của nó.
1. Hiện tượng vật lý của gia công titan
Lực cắt khi gia công hợp kim titan chỉ cao hơn một chút so với thép có cùng độ cứng, nhưng hiện tượng vật lý khi gia công hợp kim titan phức tạp hơn nhiều so với gia công thép, khiến cho việc gia công hợp kim titan gặp khó khăn lớn.
Độ dẫn nhiệt của hầu hết các hợp kim titan rất thấp, chỉ bằng 1/7 so với thép và 1/16 so với nhôm.Do đó, nhiệt sinh ra trong quá trình cắt hợp kim titan sẽ không nhanh chóng được truyền đến phôi hoặc bị phoi lấy đi mà sẽ tích tụ ở khu vực cắt, nhiệt độ sinh ra có thể lên tới 1000 ° C, gây ra hiện tượng lưỡi cắt của dụng cụ bị mòn, nứt và chết nhanh chóng.Sự tích tụ của cạnh tích tụ, sự xuất hiện nhanh chóng của các cạnh bị mòn, từ đó tạo ra nhiều nhiệt hơn trong vùng cắt, làm giảm tuổi thọ của dụng cụ hơn nữa.
Nhiệt độ cao được tạo ra trong quá trình cắt cũng phá hủy tính toàn vẹn bề mặt của các bộ phận hợp kim titan, dẫn đến giảm độ chính xác hình học của bộ phận và hiện tượng hóa cứng làm giảm nghiêm trọng độ bền mỏi của nó.
Tính đàn hồi của hợp kim titan có thể có lợi cho hiệu suất của bộ phận, nhưng trong quá trình cắt, biến dạng đàn hồi của phôi là một nguyên nhân quan trọng gây ra rung động.Áp lực cắt làm cho phôi “đàn hồi” rời khỏi dụng cụ và bật lại, do đó ma sát giữa dụng cụ và phôi lớn hơn tác động cắt.Quá trình ma sát cũng tạo ra nhiệt, làm trầm trọng thêm vấn đề dẫn nhiệt kém của hợp kim titan.
Vấn đề này thậm chí còn nghiêm trọng hơn khi xử lý các bộ phận có thành mỏng hoặc hình vòng dễ bị biến dạng.Việc gia công các bộ phận có thành mỏng bằng hợp kim titan đạt độ chính xác về kích thước như mong đợi không phải là một nhiệm vụ dễ dàng.Bởi vì khi vật liệu phôi bị dụng cụ đẩy ra xa, biến dạng cục bộ của thành mỏng đã vượt quá phạm vi đàn hồi để tạo ra biến dạng dẻo, đồng thời độ bền và độ cứng của vật liệu tại điểm cắt tăng lên đáng kể.Tại thời điểm này, quá trình gia công ở tốc độ cắt được xác định ban đầu trở nên quá cao, điều này càng dẫn đến sự mài mòn mạnh của dụng cụ.
“Nhiệt” là “thủ phạm” gây khó gia công hợp kim titan!
2. Bí quyết công nghệ gia công hợp kim titan
Trên cơ sở hiểu biết về cơ chế xử lý của hợp kim titan, cùng với kinh nghiệm trong quá khứ, bí quyết quy trình chính để xử lý hợp kim titan như sau:
(1) Hạt dao có dạng hình học góc dương để giảm lực cắt, nhiệt cắt và biến dạng của phôi.
(2) Giữ lượng nạp liên tục để tránh làm cứng phôi.Dụng cụ phải luôn ở trạng thái nạp trong suốt quá trình cắt.Lượng cắt xuyên tâm ae nên bằng 30% bán kính trong quá trình phay.
(3) Chất lỏng cắt cao áp và lưu lượng lớn được sử dụng để đảm bảo độ ổn định nhiệt của quá trình gia công và ngăn bề mặt phôi khỏi bị thoái hóa và hư hỏng dụng cụ do nhiệt độ quá cao.
(4) Giữ cho lưỡi cắt sắc bén, dao cùn là nguyên nhân tích tụ nhiệt và mài mòn, dễ dẫn đến hỏng dao.
(5) Xử lý hợp kim titan ở trạng thái mềm nhất có thể, vì vật liệu trở nên khó xử lý hơn sau khi làm cứng, xử lý nhiệt giúp cải thiện độ bền của vật liệu và tăng độ mài mòn của lưỡi dao.
(6) Sử dụng bán kính mũi lớn hoặc mặt vát để cắt càng nhiều càng tốt vào lưỡi cắt.Điều này có thể làm giảm lực cắt và nhiệt tại mỗi điểm và ngăn ngừa vỡ cục bộ.Khi phay hợp kim titan, trong số các thông số cắt, tốc độ cắt có ảnh hưởng lớn nhất đến tuổi thọ dụng cụ vc, tiếp theo là lượng cắt xuyên tâm (độ sâu phay) ae.
Các công cụ CNC của Xinfa có đặc điểm là chất lượng tốt và giá thấp.Để biết chi tiết, vui lòng truy cập:
Các nhà sản xuất công cụ CNC - Nhà máy & nhà cung cấp công cụ CNC Trung Quốc (xinfatools.com)
3. Giải quyết các vấn đề xử lý titan bắt đầu từ lưỡi dao
Sự mài mòn rãnh lưỡi xảy ra trong quá trình xử lý hợp kim titan là sự mài mòn cục bộ ở mặt sau và mặt trước dọc theo chiều sâu của hướng cắt, thường do lớp cứng còn sót lại trong quá trình xử lý trước đó gây ra.Phản ứng hóa học và sự khuếch tán giữa dụng cụ và vật liệu phôi ở nhiệt độ xử lý vượt quá 800°C cũng là một trong những nguyên nhân hình thành mòn rãnh.Bởi vì trong quá trình xử lý, các phân tử titan của phôi tích tụ ở phía trước lưỡi dao và được “hàn” vào lưỡi dao dưới áp suất cao và nhiệt độ cao, tạo thành gờ tích hợp.Khi lưỡi tích hợp bong ra khỏi lưỡi cắt, nó sẽ lấy đi lớp phủ cacbua của hạt dao, vì vậy gia công titan yêu cầu vật liệu hạt dao và hình học đặc biệt.
4. Cấu trúc công cụ phù hợp để gia công titan
Trọng tâm của chế biến hợp kim titan là nhiệt.Một lượng lớn chất lỏng cắt áp suất cao phải được phun lên lưỡi cắt một cách kịp thời và chính xác để loại bỏ nhiệt nhanh chóng.Có những cấu trúc độc đáo của dao phay được sử dụng đặc biệt để gia công hợp kim titan trên thị trường.
Thời gian đăng: 09-08-2023
