Титановые сплавы обладают отличными механическими свойствами, но плохими технологическими свойствами, что приводит к противоречию: перспективы их применения многообещающи, но обработка затруднена. В этой статье, путем анализа характеристик резки металлов из материалов из титановых сплавов в сочетании с многолетним практическим опытом работы, выбора режущих инструментов из титановых сплавов, определения скорости резания, характеристик различных методов резки, припусков на обработку и мер предосторожности при обработке. обсуждаются. В нем излагаются мои взгляды и предложения по обработке титановых сплавов.
Титановый сплав имеет низкую плотность, высокую удельную прочность (прочность/плотность), хорошую коррозионную стойкость, высокую жаростойкость, хорошую ударную вязкость, пластичность и свариваемость. Титановые сплавы нашли широкое применение во многих областях. Однако плохая теплопроводность, высокая твердость и низкий модуль упругости также делают титановые сплавы трудным для обработки металлическим материалом. В данной статье обобщены некоторые технологические мероприятия при механической обработке титановых сплавов с учетом их технологических характеристик.
Основные преимущества материалов из титановых сплавов
(1) Титановый сплав обладает высокой прочностью, низкой плотностью (4,4 кг/дм3) и легким весом, что позволяет снизить вес некоторых крупных деталей конструкции.
(2) Высокая термическая прочность. Титановые сплавы могут сохранять высокую прочность при температуре 400-500 ℃ и стабильно работать, в то время как рабочая температура алюминиевых сплавов может быть только ниже 200 ℃.
(3) По сравнению со сталью, присущая титановому сплаву высокая коррозионная стойкость может сэкономить затраты на ежедневную эксплуатацию и техническое обслуживание самолетов.
Анализ характеристик механической обработки титанового сплава
(1) Низкая теплопроводность. Теплопроводность TC4 при 200 °C составляет l=16,8 Вт/м, а теплопроводность — 0,036 кал/см, что составляет всего 1/4 стали, 1/13 алюминия и 1/25 меди. В процессе резки эффект рассеивания тепла и охлаждения плохой, что сокращает срок службы инструмента.
(2) Модуль упругости низкий, а обработанная поверхность детали имеет большой отскок, что приводит к увеличению площади контакта между обработанной поверхностью и боковой поверхностью инструмента, что не только влияет на точность размеров детали, но и снижает долговечность инструмента.
(3) Показатели безопасности во время резки низкие. Титан — легковоспламеняющийся металл, поэтому высокая температура и искры, возникающие во время микрорезки, могут привести к возгоранию титановой стружки.
(4) Коэффициент твердости. Титановые сплавы с низким значением твердости будут липкими при обработке, а стружка будет прилипать к режущей кромке передней поверхности инструмента, образуя нарост, что влияет на эффект обработки; титановые сплавы с высоким значением твердости склонны к сколам и истиранию инструмента при механической обработке. Эти характеристики приводят к низкой скорости съема металла титанового сплава, которая составляет всего 1/4 от скорости стали, а время обработки значительно больше, чем у стали того же размера.
(5) Сильное химическое сродство. Титан может не только химически реагировать с основными компонентами азота, кислорода, оксида углерода и другими веществами в воздухе, образуя закаленный слой TiC и TiN на поверхности сплава, но также вступать в реакцию с инструментальным материалом под воздействием высокой температуры. условия, создаваемые процессом резки, уменьшающие режущий инструмент. долговечности.
Время публикации: 08 февраля 2022 г.