Aliatges de titani, amb els seus avantatges únics, tenen un paper important en camps com l'aviació, l'aeroespacial i la salut. En els darrers anys, també han sorgit al sector de l'electrònica de consum 3C, i s'utilitzen en els cossos i components estructurals de diversos telèfons intel·ligents-de gamma alta-més venuts.
Els aliatges de titani ofereixen avantatges de rendiment com ara pes lleuger, alta resistència i un acabat atractiu, que ajuden a millorar el disseny estètic dels telèfons intel·ligents i a reduir-ne significativament el pes. S'espera que es converteixin en una tendència líder en la innovació de materials electrònics de consum. Tanmateix, la dificultat de mecanitzar aliatges de titani ha suposat durant molt de temps un repte per als enginyers i tècnics.
Reptes en el mecanitzat d'aliatges de titani
1. Concentració de temperatura
La majoria dels aliatges de titani tenen una conductivitat tèrmica extremadament baixa-només 1/7 de la de l'acer, 1/16 de la de l'alumini i 1/25 de la del coure. Com a resultat, la calor generada durant el procés de tall no es dissipa fàcilment sinó que es concentra a la zona de tall. La temperatura a la vora de tall pot augmentar fins als 1.000 graus, provocant un ràpid desgast de l'eina, esquerdes i acumulació d'encenalls, la qual cosa redueix la vida útil de l'eina.
Les altes temperatures de tall es concentren a la vora de tall, dificultant la dissipació de la calor i provocant un ràpid desgast de l'eina. Aquestes altes temperatures també comprometen la integritat de la superfície de les peces d'aliatge de titani, redueixen la seva precisió geomètrica i indueixen un enduriment per treball, que redueix significativament la seva resistència a la fatiga.
2. Deformació elàstica
Els aliatges de titani tenen un mòdul d'elasticitat relativament baix; per exemple, el mòdul d'elasticitat del TC4 és només de 110 GPa, mentre que el de l'acer 45 és de 210 GPa, i el dels acers inoxidables com el 303, 304 i 316 també és d'uns 200 GPa. En mecanitzar aliatges de titani, és probable que es produeixi una deformació elàstica, especialment quan es mecanitzen peces de paret fines-o en forma d'anell-. Durant el mecanitzat, la deformació localitzada a les peces de paret fines-supera el límit elàstic, donant lloc a una deformació plàstica i un augment significatiu de la resistència i duresa del material al punt de tall.
La pressió de tall fa que la peça de treball experimenti una deformació elàstica i un rebot, augmentant la fricció entre l'eina i la peça, generant calor addicional i agreujant el problema de la mala conductivitat tèrmica dels aliatges de titani.
3. Alta afinitat
Els aliatges de titani tenen una gran afinitat, cosa que facilita la formació d'encenalls llargs i continus durant el tornejat i la perforació. Aquests xips poden envoltar l'eina i perjudicar-ne la funció. Una profunditat de tall excessiva pot provocar fàcilment l'enganxament, la crema o el trencament de l'eina.
Aquesta afinitat és molt valuosa en molts camps; per exemple, a les bombes d'ions, el titani s'utilitza com a placa de càtode. Quan els àtoms de titani s'escampen a la paret interna del tub ànode, adsorbeixen molècules de gas, creant així un ambient de buit ultra-.
4. Vibració
L'elasticitat dels aliatges de titani pot ser avantatjosa per al rendiment de les peces, però durant el procés de tall, es converteix en una de les principals causes de vibració. La vibració generada en el mecanitzat d'aliatges de titani és 10 vegades superior a l'acer. Atès que la calor de tall es concentra a la zona de tall, es produeixen encenalls dentats, cosa que provoca fluctuacions en la potència de tall.
Contramesures per a aliatges de titani difícils de-de-mecanitzar
1. Refrigeració
Utilitzeu refrigerant per reduir les altes temperatures de tall. En general, els refrigerants a base d'oli no-soluble-són adequats per al tall de baixa-velocitat i càrrega pesada-, mentre que els refrigerants de tall solubles són adequats per al tall de-alta velocitat.
A més, es poden utilitzar mètodes de tall a baixa -temperatura, com ara utilitzar nitrogen líquid (-180 graus ) o CO₂ líquid (-76 graus ) com a fluids de tall. Això redueix eficaçment la temperatura a la zona de tall, millora l'acabat de la superfície i allarga la vida útil de l'eina.
2. Selecció de les eines de tall adequades
L'elecció de les eines de tall adequades pot millorar significativament l'eficiència del mecanitzat. Atès que la calor dels aliatges de titani es dissipa principalment a través de la vora de tall i el refrigerant-en lloc de per les estelles, com és el cas de l'acer-, una petita part de la vora de tall ha de suportar esforços tèrmics i mecànics extrems. Mantenir un tall afilat redueix les forces de tall.
A més, les tècniques de mòlta que produeixen flautes polides i l'ús d'inserts indexables amb alts angles de rastell positius també ajuden a reduir la pressió de tall.
Si cal, també es poden utilitzar eines de tall recobertes per reduir l'adhesió de l'aliatge i trencar estelles massa llargues. Això no només redueix la fricció durant l'evacuació de l'encenall, sinó que també ajuda a controlar la calor generada durant el mecanitzat.
3. Mantenir una velocitat d'alimentació constant o augmentar la velocitat d'alimentació
Els aliatges de titani són propensos a endurir-se durant el mecanitzat; és a dir, la seva duresa augmenta durant el tall, la qual cosa accelera el desgast de l'eina. Per tant, mantenir una velocitat d'alimentació constant és fonamental per minimitzar l'enduriment del treball.
Per descomptat, si les capacitats de l'equip ho permeten, podeu provar d'augmentar la velocitat d'alimentació. En fer-ho, es redueix el temps que l'eina passa a la zona de mecanitzat, minimitzant així l'acumulació de calor i la probabilitat d'enduriment.
4. Reduir la velocitat de tall
Per controlar la generació de calor, utilitzeu una velocitat de tall que sigui un-terç o menys de la que s'utilitza per a l'acer en mecanitzar aliatges de titani.
5. Seleccioneu Eines basades en el procés
En mecanitzar aliatges de titani, les eines amb recobriments de ceràmica, carbur de titani i nitrur de titani tenen una vida útil relativament curta. En general, per a la mecanització d'aliatges de titani de gran-volum, les eines d'acer endurit són l'opció preferida; per a la producció de baix-volum, les eines de carbur cimentat d'alta-velocitat són més adequades.
Actualment, la tecnologia de mecanitzat per ultrasons està en desenvolupament, destinada a allargar la vida útil de l'eina reduint el temps de contacte entre l'eina i la peça.
6. Utilitzeu màquines-eina d'alta-rigidesa
Les màquines eina d'alta-rigidesa són crucials per al mecanitzat amb èxit dels aliatges de titani. Una fresadora ideal per a aliatges de titani ha de ser rígida, amb un eix capaç de funcionar a baixes velocitats i un parell elevat per absorbir les vibracions i reduir la xerrada durant el procés de tall.
7. Neteja periòdica
Netegeu els equips de mecanitzat i les eines de tall regularment per evitar l'acumulació d'encenalls, que poden afectar els resultats de mecanitzat.
Correu electrònic{0}:garychen3215@hotmail.com
Adreça: No.35, Baoti Rd, ciutat de Baoji, província de Shaanxi, Xina
Contacte: Sr. Gary Chen
Telèfon: +86-917-8883215
Mòbil/WhatsApp: +86 13092900605
