Jaký je proces broušení titanové slitiny Gr5?

Titanová slitina Gr5, také známý jako Ti-6Al-4V, je jednou z nejoblíbenějších slitin titanu. Jeho jedinečné fyzikální a mechanické vlastnosti činí z procesu broušení technickou výzvu ve zpracovatelském průmyslu.

 

 

1. Přednosti mechanických vlastností

Titanová slitina Gr5 má vysokou specifickou pevnost s hustotou 4,42 g/cm³. Jeho pevnost v tahu při pokojové teplotě je větší nebo rovna 895 MPa, mez kluzu je větší nebo rovna 830 MPa a má vynikající houževnatost a odolnost proti únavě. Udržuje stabilní výkon v teplotním rozsahu -200 stupňů až 500 stupňů. Jeho modul pružnosti znesnadňuje přesné broušení. Je vhodný do extrémních pracovních podmínek.

 

2.Chemické a fyzikální vlastnosti

Titanová slitina Gr5 vytváří na svém povrchu hustý oxidový film pro dobrou odolnost proti korozi a biokompatibilitu, takže je vhodná pro lékařské implantáty. Avšak nad 300 stupňů má tendenci reagovat za vzniku křehkých sloučenin. Jeho tepelná vodivost vede k akumulaci tepla při broušení. Je nemagnetický, s tvrdostí menší nebo rovnou 350HB v žíhaném stavu, vyznačuje se vysokou odolností proti deformaci během zpracování a obtížným vytvářením třísek.

 

 

1. Příliš vysoká teplota broušení náchylná k poškození povrchu

Během broušení titanové slitiny Gr5 se více než 90 % tepla koncentruje do 0,1 mm od povrchu a teplota v mlecí zóně může dosáhnout 1500 stupňů. To pravděpodobně způsobí povrchové hoření, vytvoří vrstvy TiO₂/TiN, vyvolá trhliny při tepelném namáhání a výrazně sníží únavovou životnost. U komponentů pro letectví a kosmonautiku, pokud je zde oxidovaná křehká vrstva 5-10μm, únavová životnost se sníží o více než 50 %.

 

2. Vysoká chemická aktivita zhoršuje opotřebení a zanášení kol

Při vysokých teplotách titanová slitina Gr5 reaguje s prvky jako Al, Si a C v brusných zrnech brusného kotouče. To má za následek difúzní opotřebení brusných zrn. Brusné třísky přilnou ke kotouči a ucpou je, což způsobí, že ztratí samočinné ostření, což zvyšuje brusnou sílu a snižuje přesnost. Nejvíce jsou postiženy běžné bílé korundové kotouče, které vykazují rychlé opotřebení a výrazný pokles brusného poměru.

 

3. Elastická deformace ovlivňuje přesnost obrábění

Titanová slitina Gr5 má nízký modul pružnosti, takže při broušení je náchylné k pružnému vyboulení a zpětnému odpružení, což vede k nedostatečné skutečné hloubce broušení. Mezitím se objeví vibrační stopy, které ovlivňují povrch a přesnost tvaru. Deformace tenkostěnných a složitě zakřivených obrobků je významnější, což může snadno vést k rozměrovým odchylkám.

 

4. Potíže s likvidací čipů

Mlecí třísky jsou lamelové a extrudované-popraskané, s nepravidelnými tvary a velkými rozměry. Pravděpodobně ucpávají brusný kotouč, zvyšují brusnou sílu a třecí teplo a dále zhoršují opotřebení kotouče a poškození obrobku a vytvářejí začarovaný kruh.

 

 

1. Výběr brusného kotouče

Mikrokrystalické korundové kolo: Má vysokou teplotní odolnost a odolnost proti opotřebení, udržuje stabilní výkon při 1500 stupních. Dokáže snížit chemické opotřebení a jeho životnost a účinnost broušení jsou mnohem lepší než u kotoučů z bílého korundu.

Jemný-zrnitý CBN kotouč: Může snížit řeznou sílu a teplotu broušení. Porézní struktura usnadňuje odvod třísek a chlazení. Kotouč by měl být opracován diamantovým perem každé 4 hodiny, aby se odstranila matná brusná zrna a přilepené třísky a zůstalo ostré.

 

2. Optimalizace parametrů broušení

Požadavek na základní parametr: Teplota v mlecí zóně by měla být<300℃ .

Lineární rychlost kola: 18-22 m/s. Dokáže snížit třecí teplo o více než 50 %. Na každých 10 % snížení lineární rychlosti klesne teplota asi o 20 %.

Jednotlivá hloubka broušení: 0,01-0,015 mm, použití víceprůchodového zpracování. Přídavek 5 mm lze ovládat pod 250 stupňů 500 průchody.

Rychlost posuvu: 5-6m/min. Optimální experimentální kombinace: 27 m/s lineární rychlost + 0.01mm hloubka řezu + 12m/min rychlost posuvu, dosažení rovnováhy mezi účinností a kvalitou.

 

3. Upgrade chladicího systému

Nízkoteplotní{0}}chlazení olejovou mlhou: -10 stupňů letecký petrolej + stlačený vzduch. 2mm tryska stříká přímo na brusnou zónu ze vzdálenosti 5-8 mm, čímž snižuje teplotu a snižuje rychlost hoření nástroje z 25 % na 8 %. Může také izolovat kyslík, aby chránil povrch.

Liquid Nitrogen Auxiliary Cooling: Only suitable for workpieces with a wall thickness >10 mm. 45stupňová tryska rozprašuje -196° kapalný dusík rychlostí 10 l/h, snižuje teplotu broušení a zcela zabraňuje spálení nástroje.

Poznámka: Optimalizujte polohu trysky pro přesné chlazení, abyste předešli trhlinám způsobeným tepelným šokem způsobeným přímým stříkáním studené vody na vysokou-teplotu

povrch.

 

 

 

Ruihang Group se specializuje na výrobu-kvalitního titanu a titanových produktů pokrývajících různé jakosti, jako jsou Gr5, Gr7, CP Ti, Gr23 atd. Pro více podrobností nás prosím kontaktujte na adrese:Sam.Rui@bjrh-titanium.com