Řezání titanové slitiny

Řezné vlastnosti
Když je tvrdost titanové slitiny vyšší než HB350, je řezání obzvláště obtížné, a když je nižší než HB300, je náchylná k přilepení nástroje a obtížně se řeže. Tvrdost titanových slitin je však pouze jedním z obtížně obrobitelných aspektů a klíč spočívá v komplexním dopadu chemických, fyzikálních a mechanických vlastností titanových slitin na jejich obrobitelnost. Titanová slitina má následující řezné vlastnosti:
(1) Nízký koeficient deformace: Toto je významný rys řezání titanové slitiny s koeficientem deformace menším než nebo blízkým 1. Vzdálenost tření třísky na čelní ploše je značně zvětšena, což zrychluje opotřebení nástroje.
(2) Vysoká teplota řezání: Díky malé tepelné vodivosti titanové slitiny (pouze ekvivalentní 1/5-1/7 oceli 45 #) je kontaktní délka mezi třískou a přední řeznou plochou extrémně krátká, a teplo vznikající při řezání není snadno přenášeno, koncentruje se v malém rozsahu blízko oblasti řezu a řezné hrany, což má za následek vysokou teplotu řezání. Za stejných řezných podmínek může být řezná teplota více než dvojnásobná než při řezání oceli 45.
(3) Řezná síla na jednotku plochy je velká: hlavní řezná síla je asi o 20 procent menší než při řezání oceli. Díky extrémně krátké kontaktní délce mezi třískou a přední řeznou plochou je řezná síla na jednotku kontaktní plochy značně zvýšena, což je náchylné ke zlomení ostří. Současně je díky malému modulu pružnosti titanové slitiny snadné vytvářet ohybovou deformaci působením radiální síly během zpracování, což způsobuje vibrace, zvyšuje opotřebení nástroje a ovlivňuje přesnost dílů. Proto je požadováno, aby procesní systém měl dobrou tuhost.
(4) Silný jev vytvrzování za studena: Vzhledem k vysoké chemické aktivitě titanu je snadné absorbovat kyslík a dusík ze vzduchu za vzniku tvrdé a křehké vnější vrstvy při vysokých teplotách řezání; Současně může plastická deformace během procesu řezání také způsobit povrchové zpevnění. Fenomén kalení za studena nejen snižuje únavovou pevnost dílů, ale také prohlubuje opotřebení nástroje, což je velmi důležitá vlastnost při řezání titanových slitin.
(5) Řezné nástroje jsou náchylné k opotřebení: Po zpracování polotovaru lisováním, kováním, válcováním za tepla a jinými metodami tvoří tvrdou a křehkou nerovnou vnější kůži, která je náchylná ke zlomení čepele, takže řezání je těžké. kůže nejobtížnější proces při zpracování slitiny titanu. Navíc díky silné chemické afinitě titanové slitiny k nástrojovým materiálům je nástroj náchylný k adhezivnímu opotřebení při vysoké řezné teplotě a vysoké řezné síle na jednotku plochy. Při soustružení titanových slitin je někdy opotřebení přední řezné plochy ještě výraznější než zadní řezné plochy; Když je rychlost posuvu f<0.1 mm/r, wear mainly occurs on the rear cutting surface; When f>{{0}}.2 mm/r, dojde k opotřebení povrchu přední čepele; Při použití řezných nástrojů z tvrdé slitiny pro přesné a polopřesné soustružení je pro opotřebení zadní řezné plochy vhodnější mít VBmax menší než 0,4 mm.
Při frézování v důsledku nízké tepelné vodivosti materiálů z titanové slitiny a extrémně krátké kontaktní délky mezi třískou a přední řeznou plochou není teplo vznikající při řezání snadno přenášeno, koncentruje se v zóně deformace řezu a má malý dosah blízko řezné plochy. ostří. Během obrábění se na břitu generují extrémně vysoké řezné teploty, což výrazně zkracuje životnost nástroje. U titanové slitiny Ti6Al4V je za přípustných podmínek pevnosti nástroje a výkonu stroje klíčovým faktorem ovlivňujícím životnost nástroje teplota řezu spíše než velikost řezné síly.