¿Por qué pensamos que la aleación de titanio es un tipo de material difícil? Debido a la falta de comprensión de su mecanismo de procesamiento
La mayoría de las aleaciones de titanio tienen baja conductividad térmica, solo 1/7 de acero y 1/16 de aluminio. Por lo tanto, el calor generado en el proceso de corte de la aleación de titanio no se transferirá rápidamente a la pieza de trabajo ni se lo llevarán las virutas, sino que se concentrará en el área de corte y la temperatura resultante puede ser de hasta 1000 grados o más. lo que hará que el borde de corte de la herramienta se desgaste rápidamente, se agriete y genere acumulación de virutas, y el borde de corte que se desgasta rápidamente también hará que el área de corte genere más calor, acortando aún más la vida útil de la herramienta.
La alta temperatura generada en el proceso de corte también destruye la integridad de la superficie de las piezas de aleación de titanio, lo que da como resultado la reducción de la precisión geométrica de las piezas y el fenómeno de endurecimiento por trabajo que reduce seriamente la resistencia a la fatiga de las piezas.
La elasticidad de la aleación de titanio puede ser beneficiosa para el rendimiento de las piezas, pero en el proceso de corte, la deformación elástica de la pieza de trabajo es una causa importante de vibración. La presión de corte hace que la pieza de trabajo "elástica" abandone la herramienta y rebote, de modo que la fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo es mayor que el efecto de corte. El proceso de fricción también produce calor, lo que agrava la mala conductividad térmica de la aleación de titanio.
Este problema es aún más grave cuando se mecanizan piezas anulares o de paredes delgadas que se deforman fácilmente. No es fácil procesar piezas de pared delgada de aleación de titanio con la precisión dimensional esperada. Porque cuando la herramienta empuja el material de la pieza de trabajo, la deformación local de la pared delgada ha excedido el rango elástico, lo que resulta en una deformación plástica, y la resistencia y dureza del material en el punto de corte aumentan significativamente. En este momento, la velocidad de mecanizado determinada previamente se vuelve demasiado alta, lo que conduce aún más a un desgaste agudo de la herramienta.
¡El "calor" es el "culpable" del difícil procesamiento de la aleación de titanio!
2. Conocimiento tecnológico para el procesamiento de aleaciones de titanio.
Sobre la base de comprender el mecanismo de procesamiento de aleaciones de titanio, combinado con la experiencia previa, los principales conocimientos tecnológicos para procesar piezas de titanio son los siguientes:
(1) La hoja con geometría de ángulo positivo se utiliza para reducir la fuerza de corte, el calor de corte y la deformación de la pieza de trabajo.
(2) Mantenga un avance constante para evitar el endurecimiento de la pieza de trabajo. La herramienta siempre debe estar en estado de avance durante el proceso de corte. Durante el fresado, el avance radial ae debe ser el 30 por ciento del radio.
(3) El fluido de corte de alta presión y gran flujo se utiliza para garantizar la estabilidad térmica del proceso de procesamiento y evitar que la superficie de la pieza de trabajo se desnaturalice y dañe la herramienta debido a la alta temperatura.
(4) Mantenga el filo de la hoja afilado. Las herramientas desafiladas son la causa de la acumulación de calor y el desgaste, lo que puede conducir fácilmente a la falla de la herramienta.
(5) Intente mecanizar en el estado blando de la aleación de titanio Z, porque el material se vuelve más difícil de mecanizar después del endurecimiento y el tratamiento térmico mejora la resistencia del material y aumenta el desgaste de la cuchilla.
(6) Use un radio de arco de punta grande o un chaflán para cortar y coloque más cuchillas en el corte en la medida de lo posible. Esto puede reducir la fuerza de corte y el calor en cada punto y evitar daños locales. Al fresar aleaciones de titanio, la velocidad de corte tiene una gran influencia en la vida útil de la herramienta vc, y el avance radial (profundidad de fresado) ocupa el segundo lugar.
3. Resuelva el problema de procesamiento de titanio desde la hoja.
El desgaste de la ranura del álabe durante el mecanizado de aleaciones de titanio es el desgaste local en la dirección de la profundidad de corte en la parte trasera y delantera, que a menudo es causado por la capa endurecida que deja el mecanizado anterior. La reacción química y la difusión del material de la herramienta y la pieza de trabajo a una temperatura de procesamiento de más de 800 grados también es una de las razones del desgaste de las ranuras. Porque en el proceso de mecanizado, las moléculas de titanio de la pieza de trabajo se acumulan en la parte delantera de la hoja y se "sueldan" a la hoja bajo alta presión y temperatura, formando un tumor de acumulación de virutas. Cuando las virutas se despeguen de la hoja, se quitará el revestimiento de aleación dura de la hoja. Por lo tanto, el procesamiento de aleaciones de titanio requiere una geometría y un material de hoja especiales.
4. Estructura de la herramienta adecuada para el procesamiento de titanio.
El enfoque del mecanizado de aleaciones de titanio es el calor. Se debe rociar una gran cantidad de fluido de corte a alta presión sobre el borde de corte a tiempo y con precisión para eliminar rápidamente el calor. Existe en el mercado una estructura única de fresa especialmente utilizada para el procesamiento de aleaciones de titanio.
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