Kontrola kvality povrchu a metody zpracování obrábění slitin titanu

Titanové slitinypředstavují velké výzvy v procesech řezání a broušení. Během obrábění se mohou vyskytnout defekty včetně vysokoteplotního odpružení, silného opotřebení nástroje, povrchových škrábanců, mikrotrhlin a zbytkového napětí v tahu, které vážně zhoršují rozměrovou přesnost a provozní výkonnost součástí.

 

 

1. Parametry řezání

Příliš vysoká rychlost otáčení vede k rychlému nárůstu teploty, zvýšenému opotřebení nástroje a zvýšenému zbytkovému tahovému napětí; příliš nízká rychlost otáčení usnadňuje{0}}vytváření hran a nerovnou topografii povrchu. Lineární řezná rychlost pro dokončovací obrábění se doporučuje v rozsahu od 30 do 35 m/min. Větší rychlosti posuvu mají za následek horší drsnost povrchu; nadměrná radiální hloubka řezu zesiluje řezné síly a vyvolává vibrace při obrábění.

 

2. Stav nástroje

Nástroje ze slinutého karbidu se mohou pochlubit širokou použitelností, zatímco diamantové -nástroje s povlakem jsou určeny pro vysoce přesné{1}}obrábění načisto. Nástroje pro řezání titanových slitin se musí vyznačovat vysokou tepelnou odolností a antiadhezivními-vlastnostmi. Pasivace hran a malé úhly hřbetu způsobí stlačení obrobku, což způsobí škrábance a ztvrdlé povrchové vrstvy. Nástroje se během řezání titanové slitiny rychle opotřebovávají a kvalita povrchu se prudce zhoršuje v pozdní fázi opotřebení nástroje, takže je nutná pravidelná výměna nástroje.

 

3. Prostředí chlazení, mazání a obrábění

Konvenční chladicí systémy vykazují slabý odvod tepla a kapacitu odvodu třísek, zatímco vysokotlaké{0}}chlazení může rychle snížit řeznou teplotu, odplavit třísky a potlačit tvorbu-ostří. Nesprávný chladicí tlak, typ řezné kapaliny nebo úhel rozstřiku způsobí přilnavost nástroje a tepelné poškození povrchové vrstvy obrobku. Nízká přesnost vřetena, nedostatečná tuhost upínače a vnější vibrace také zhorší rozměrovou přesnost povrchu.

 

4. Schéma procesu obrábění

Nedefinované oddělení hrubovacího a dokončovacího obrábění a nerovnoměrné rozdělení přídavků snadno spouští vibrace a deformaci obrobku. Vícenásobné upínací operace zavádějí chyby polohování a značky spojů nástrojů. Nepřiměřené dráhy nástroje vedou k opakovanému řezání a vibracím během chodu nástroje naprázdno, což poškozuje povrch obrobku.

 

 

1. Optimalizované tradiční přesné řezání

Soustružení a frézování jsou základními způsoby zpracování titanových slitin, jejichž parametry lze optimalizovat pomocí ortogonálních experimentů. Pro dokončovací obrábění výrobků z titanové slitiny Gr5 se používají nízké otáčky a malý posuv: lineární rychlost 30–35 m/min a rychlost posuvu 0,1 mm/r. Po optimalizaci parametrů se drsnost povrchu sníží z Ra1,6 na Ra0,6, s koaxiálností regulovanou v rozmezí 0,05 mm.

 

2. Kompozitní proces přesného broušení a zpevnění válečkovým leštěním

U mimořádně{0}}vysoce{1}}přesných dílů se nejprve provede broušení diamantem, aby se odstranily stopy po nástroji, a poté se povrchová vrstva zpevní válečkem. Po optimalizaci parametrů stoupne tvrdost obrobku z 338 HV na 461 HV, zbytkové tahové napětí je eliminováno, zatímco je zavedeno zbytkové napětí v tlaku, což výrazně zlepšuje únavové vlastnosti.

 

3. Ultrazvukové vibrace-Asistované obrábění

Zahrnuje paralelní ultrazvukové řezání a podélné-torzní kompozitní ultrazvukové frézování. Vysokofrekvenční vibrace zajišťují přerušované řezání, které snižuje řezné síly, snižuje řeznou teplotu a zabraňuje přilnutí materiálu k nástrojům. Ve srovnání s konvenčním frézováním snižuje podélné-torzní ultrazvukové frézování drsnost povrchu o 11,08 %, neprodukuje žádné povrchové mikrotrhliny a dosahuje hladkého odvádění třísek, takže je vhodné pro přesné součásti v leteckém průmyslu.

 

4. Speciální procesy obrábění kompozitů

Konvenční obrábění snadno způsobuje deformaci a nízkou přesnost u štíhlých hřídelí, složitých dutin a vysoce přesných -děr. Soustružení krátkým elektrickým obloukem změkčuje materiály prostřednictvím elektrických oblouků, aby se snížil řezný odpor, čímž se řeší problémy silné deformace a nízké účinnosti obrábění štíhlých hřídelí. Ultrazvukové -asistované plazmové oxidační broušení změkčuje povrchovou vrstvu před přesným broušením, čímž je vyvážena vysoká účinnost obrábění a nízké poškození povrchu.

 

 

1. Před-plánování procesu obrábění a kontrola parametrů

Před obráběním jsou přídavky na obrábění rozděleny podle třídy materiálu a požadavků na přesnost, aby se zabránilo deformaci. Řezné parametry jsou optimalizovány pomocí experimentů v kombinaci s adaptivními systémy pro regulaci-v reálném čase, aby se zpomalilo opotřebení nástroje a stabilizovaly se podmínky obrábění.

 

2. Výběr nástroje a úplná správa-životního cyklu

Vyberte vhodné nástroje ze slinutého karbidu a nástroje s povlakem pro hrubé a dokončovací obrábění; optimalizujte úhly nástroje a provádějte pasivaci břitu pro snížení tření. Sledujte opotřebení nástrojů v reálném čase a opotřebované nástroje rychle vyměňte, abyste zabránili poškození povrchu obrobků.

 

3. Optimalizovaný systém chlazení a mazání

Přijměte 70 bar vysokotlaké-vnitřní chlazení a minimální množství mazání (MQL), v kombinaci se speciálními řeznými kapalinami pro slitiny titanu. Upravte úhel rozstřiku a rychlost průtoku, abyste dosáhli rychlého odvodu tepla a odstranění třísek, zmírnili-narůstání ostří a zpevnění.

 

4. Kontrola hotového výrobku a zpevnění povrchu

Po opracování zkontrolujte drsnost povrchu, metalografickou strukturu, zbytkové napětí a tvrdost. U obrobků se zbytkovým napětím v tahu nebo se špatnou výkonností povrchové vrstvy zaveďte zpevňovací ošetření, jako je leštění válečkem a ošetření ultrazvukem. Standardizujte přepravní a skladovací postupy, abyste zabránili nárazům a poškrábání.

 

 

Ruihang, jako přímý výrobce titanových produktů, dodává suroviny optimální kvality pro vaši výrobu přesných součástí. Pokud máte nějaké požadavky na nákup titanových desek nebo tyčí třídy 5, neváhejte nás kontaktovat prostřednictvím e-mailu:Sam.Rui@bjrh-titanium.com