Analýza procesu broušení titanové slitiny

Titanová slitinamá speciální fyzikální a chemické vlastnosti, které vedou k velkým potížím při broušení, včetně snadné akumulace tepla, hoření povrchu, zatížení kotouče a vibracím obrobku, které vážně ovlivňují přesnost obrábění, kvalitu povrchu a efektivitu výroby.

 

 

 

(1) Extrémní teplotní citlivost

Při nízké tepelné vodivosti titanových slitin má brusné teplo tendenci se hromadit, což způsobuje povrchové hoření, oxidaci a tepelnou deformaci. To vážně zhoršuje přesnost dílů, zejména u štíhlých a malých součástí.

 

(2) Nedostatečná tuhost

Titanové slitiny mají nízký modul pružnosti. Díly s velkým poměrem délky-k-průměru trpí špatnou tuhostí a snadno se při broušení chvějí. Může to mít za následek povrchové vady, přesnost-mimo{5}}tolerance a nízkou rychlost průchodu.

 

(3) Vysoká chemická aktivita

Slitiny titanu snadno reagují s brusnými kotouči a brusné třísky mají tendenci kotouč ulpívat a ucpávat. Mohou vytvořit začarovaný kruh, který zhoršuje opotřebení a zhoršuje kvalitu povrchu.

 

(4) Obtížné-kontrola-Mikro-přesnosti

Titanové slitiny jsou náchylné k odpružení po broušení a vylamování hran při vysoké tvrdosti. Teplo při broušení také vytváří přetavené vrstvy a mikrotrhliny, což snižuje únavovou životnost a spolehlivost dílů.

 

 

(1) Před-procesy ošetření

Sferoidizační žíhání ve vakuové zóně

Zabraňuje oxidaci titanových slitin ve vysokém vakuu. Prostřednictvím tří-stupňového zahřívání, udržování a pomalého chlazení se hrubé mikrostruktury zjemňují na kulovité. Po úpravě se tvrdost Gr5 sníží pod 210 HBW se zjevným zjemněním zrna, opotřebení kotouče se sníží o 25 % a obrobitelnost se výrazně zlepší.

 

Posílení tepelného zpracování

U dílů odolných proti opotřebení -je použito ošetření roztokem + stárnutím, aby se rozpustily legující prvky a vysrážely se zpevňující fáze, čímž se zvýšila tvrdost Gr5 při zachování dobré houževnatosti.

 

Přesné hrubovací soustružení pro tváření

Pro přesné soustružení se používají speciální soustruhy a PCD nástroje. Řezné parametry jsou přísně kontrolovány s minimálním množstvím mazání a přiměřený přídavek na broušení je vyhrazen pro zajištění vysoké válcovitosti a přímosti obrobků.

 

Duální NDT screening

Ultrazvukové + penetrační testování se používá ke komplexní detekci drobných vnitřních a povrchových defektů, eliminuje nekvalifikované obrobky, aby se zabránilo vstupu vadných dílů do procesu broušení.

 

(2) Procesy broušení jádra

Konvenční přesné broušení

Vhodné pro díly z titanové slitiny s obecnou přesností. Vybírají se kotouče potažené CBN nebo diamantem-se zrnitostí 80–150. Parametry využívají vysokou rychlost kotouče, malou hloubku řezu a střední rychlost posuvu pro řízení akumulace tepla a hoření, vyvažování kvality povrchu a účinnosti.

 

Ultrazvukové-broušení

Ultrazvukové vibrace 20–40 kHz snižují brusnou sílu o více než 30 %, potlačují chvění a snižují zatížení kotouče. Je vhodný pro snadno deformovatelné díly z titanové slitiny, jako jsou štíhlé hřídele a tenkostěnné- součásti, s pozoruhodným účinkem na tlumení vibrací na Gr5.

 

Laserové-broušení

Předehřívá obrobky pomocí 400–500stupňového laseru pro zlepšení rychlosti úběru materiálu a snížení opotřebení kotouče, použitelné pro vysoce-účinné obrábění vysoce-pevných a velkých-dílů z titanové slitiny.

 

Elektrochemické broušení

Kombinuje elektrolytické a mechanické broušení, snižuje brusnou sílu a eliminuje mechanické zpevňování. Může dosáhnout drsnosti povrchu Ra 0,4 μm pro letecké slitiny titanu, což splňuje požadavky na vysokou-přesnost obrábění.

 

Adaptivní broušení brusného pásu

Pružné brusné pásy se přizpůsobí složitým zakřiveným povrchům. Pomocí CNC a robotů lze chybu tvaru povrchu řídit v rozmezí 0,05 mm, což zlepšuje přesnost přibližně o 40 % ve srovnání s tradičními metodami. Vhodné pro části, jako jsou čepele a kůže.

 

(3) Systémy chlazení a mazání

Nízkoteplotní-chlazení studeným vzduchem

Přijímá -5stupňový vysokotlaký proud studeného vzduchu, řídí chybu tepelné deformace při broušení titanové slitiny v rozsahu menším nebo rovném 0,003 mm. Tato technologie byla aplikována v bruskách JUNKERS v Německu pro řešení akumulace tepla.

 

Minimální množství mazání Technologie

Směs řezného oleje pro letectví- a stlačeného vzduchu je rozstřikována, aby nahradila velké množství řezné kapaliny a snížila spotřebu chladicí kapaliny o 90 %. Je ekologický-a účinně potlačuje přilnavost, většinou se používá při přesném a zakřiveném povrchovém broušení titanových slitin.

 

Chlazení emulze

Vhodné pro konvenční broušení. Odvádí teplo a snižuje opotřebení kola prostřednictvím chlazení a mazání. Teplota a koncentrace musí být během používání kontrolovány, aby se zabránilo povrchovému spálení.

 

(4) Přesná inspekce a kontrola kvality

Broušení z titanové slitiny vyžaduje vysokou přesnost, takže je třeba zavést úplný{0}}systém kontroly procesu, aby byla zajištěna kvalita dílů:

Laserový interferometr Renishaw XL80 se používá pro dynamickou tepelnou kompenzaci s přesností kompenzace ±0,0001 mm pro korekci chyb tepelné deformace.

 

Mahr S3P, PULSTEC μX360, VHX600 a další zařízení se používají ke kontrole drsnosti povrchu, zbytkového napětí, topografie povrchu a mikrostruktury.

 

Špičkové{0}}díly, jako jsou základní součásti humanoidních robotů a lopatky aero{1}}motorů, musí splňovat Ra menší nebo rovné 0,4 μm s chybou profilu řízenou na úrovni mikronů.

 

Ruihang Group, profesionální výrobce výrobků z titanu a titanových slitin, zavádí přísnou kontrolu kvality v celém výrobním procesu od surovin až po hotové výrobky. Dodáváme vysoce kvalitní titanové desky, kroužky, výkovky, tyče a další titanové produkty atd.Sam.Rui@bjrh-titanium.com