Tại sao Titanium hoạt động khác biệt dưới công cụ
Ba đặc tính giải thích hầu hết mọi vấn đề gia công gặp phải trên các bộ phận titan. Độ dẫn nhiệt thấp, khoảng 7 W/m·K so với khoảng 50 W/m·K của thép, do đó nhiệt sinh ra ở lưỡi cắt không thể thoát vào chip và tập trung ở một vùng hẹp ở đầu. Mô đun đàn hồi khoảng 110 GPa, gần bằng một nửa mô đun đàn hồi của thép, do đó phôi và dụng cụ bị lệch và đàn hồi trở lại, cọ xát mặt sườn vào bề mặt vừa được cắt. Và titan phản ứng hóa học ở nhiệt độ cao nên nó có xu hướng hàn vào vật liệu dụng cụ và lấy oxy, nitơ và hydro từ môi trường.
Tác động thực tế là mòn mặt sườn và miệng hố nhanh chóng, sứt mẻ cạnh,-cạnh tích tụ, bề mặt gia công bị cứng lại và khả năng kiểm soát kích thước kém trên các chi tiết mảnh mai. Gia công cũng làm cứng lớp bề mặt, do đó, lần thứ hai cắt vật liệu cứng hơn lần đầu tiên.
Lựa chọn dụng cụ
Sử dụng hạt dao cacbua có góc cào sắc bén và được chuẩn bị cạnh chắc chắn; một cạnh xỉn màu hoặc được mài giũa sẽ cọ xát và tạo ra nhiều nhiệt hơn mức nó thoát ra.
Các loại cacbua không tráng phủ có cấu trúc hạt mịn là điểm khởi đầu tiêu chuẩn; Lớp phủ PVD như titan nhôm nitrit giúp kéo dài tuổi thọ khi cắt liên tục.
Tránh các lớp phủ và vật liệu dụng cụ phản ứng mạnh với titan ở nhiệt độ và không bao giờ sử dụng chất lỏng cắt có chứa clo-vì clorua thúc đẩy sự ăn mòn ứng suất của titan.
Dụng cụ boron nitrit kim cương và khối boron phù hợp với công việc hoàn thiện và khối lượng lớn nhưng cần có máy cứng để tồn tại trong các lần cắt gián đoạn.
Giữ phần nhô ra của dụng cụ ngắn và phần giữ cứng; một sự gia tăng nhỏ của phần nhô ra sẽ làm tăng độ rung nhiều hơn so với các thông số cắt.
Cắt các thông số và Windows xử lý
| Hoạt động | Tốc độ bề mặt | Ghi chú |
|---|---|---|
| Tiện thô, cacbua | 40 – 70 m/phút | Cắt sâu, cấp liệu liên tục, không đọng lại trên bề mặt |
| Tiện hoàn thiện, cacbua | 70 – 110 m/phút | Độ sâu nông để kiểm soát kích thước |
| Phay, cacbua | 30 – 60 m/phút | Phay leo, tiến dao dương trên mỗi răng |
| Khoan, HSS hoặc cacbua | 10 – 20 m/phút | Mũi nhọn, xuyên qua chất làm mát |
| Luồng và khai thác | 5 – 15 m/phút | Giải phóng mặt bằng rộng rãi, đảo ngược thường xuyên |
Bước tiến trên mỗi răng được giữ đủ cao để giữ cho cạnh cắt thay vì cọ xát, thường là 0,05 đến 0,15 mm khi phay và 0,1 đến 0,3 mm mỗi vòng quay khi tiện. Độ sâu cắt được lấy ở mức độ sâu mà máy cho phép khi gia công thô, bởi vì các đường cắt nông lặp đi lặp lại sẽ nhân lên số chu kỳ nhiệt mà bề mặt nhìn thấy. Các bộ phận thanh mảnh được hưởng lợi từ phay trochoidal với độ bám hướng tâm thấp, giúp truyền nhiệt và giảm độ lệch.
Kiểm soát làm mát, kẹp và rung
Chất làm mát áp suất cao được cung cấp qua dụng cụ sẽ loại bỏ nhiệt khỏi vùng cắt và loại bỏ các phoi có thể bị cắt lại. Chất lỏng được chọn để có khả năng tương thích với titan và cho máy, với chất lỏng có thể trộn được với nước được sử dụng ở nồng độ duy trì được cả khả năng làm mát và bôi trơn. Việc kẹp cứng cũng quan trọng như chế độ cắt: phôi được đỡ gần vết cắt, các mạng mỏng được tựa vào hoặc trong chậu và các đồ gá được thiết kế sao cho bộ phận không bị bung ra khi nó được thả ra. Trên các chi tiết mỏng dài, ụ sau hoặc phần tựa ổn định làm giảm cả độ lệch và tiếng kêu, đồng thời một đường hoàn thiện nhẹ ở phần cuối sẽ loại bỏ lớp cứng do cắt trước đó.
Tình trạng biến dạng, kiểm tra và giao hàng
Titan di chuyển sau khi gia công vì ứng suất dư do rèn hoặc do loại bỏ vật liệu tự phân phối lại. Phôi được giảm ứng suất trước khi gia công lần cuối trong đó dung sai chặt chẽ và việc loại bỏ vật liệu được cân bằng ở cả hai mặt của bộ phận để ứng suất được giải phóng một cách đối xứng. Việc kiểm tra bao gồm các kích thước, độ hoàn thiện bề mặt và, nếu được chỉ định, kiểm tra tính toàn vẹn bề mặt xem có trường hợp alpha hoặc nhiễm bẩn hay không.
Các bộ phận gia công được cung cấp đã được mài nhẵn và làm sạch, sử dụng toàn bộ quy trình không có clorua-và được đóng gói để các cạnh không bị cọ xát trong quá trình vận chuyển. Giấy chứng nhận ghi lại hợp kim, số lượng nhiệt của cổ phiếu và điều kiện giao hàng. Sai lầm cần tránh là lấy các thông số từ gia công thép và chia tỷ lệ chúng, bởi vì titan xử lý cả tốc độ quá cao, làm hỏng dụng cụ và tốc độ quá chậm, khiến bề mặt cứng lại thay vì cắt nó.
Câu hỏi thường gặp
Hỏi: Tốc độ bề mặt nào phù hợp với Ti-6Al-4V với dụng cụ cacbua?
A: Khoảng 40 đến 70 m/phút khi tiện và 30 đến 60 m/phút khi phay. Tốc độ cao hơn làm tăng nhiệt độ cạnh mạnh mẽ vì nhiệt không thể thoát vào chip.
Hỏi: Tại sao chất lỏng cắt có clo bị cấm?
Đáp: Cặn clorua trên titan thúc đẩy hiện tượng nứt do ăn mòn do ứng suất, do đó, chất lỏng-không chứa clorua được sử dụng và các bộ phận được làm sạch trước bất kỳ hoạt động hoặc dịch vụ nhiệt nào.
Hỏi: Làm thế nào để giảm bớt việc nói chuyện?
A: Rút ngắn phần nhô ra của dụng cụ, tăng độ cứng của đồ gá, đỡ phôi gần với vết cắt và sử dụng phay có độ bám hướng tâm thấp thay vì giảm bước tiến.
Hỏi: Tại sao chi tiết titan được gia công lại chuyển động sau khi gia công?
A: Ứng suất dư từ việc rèn và từ việc loại bỏ vật liệu phân phối lại. Ứng suất làm giảm phôi và loại bỏ vật liệu một cách đối xứng sẽ hạn chế chuyển động.
Hỏi: Có nên dùng chung chất bôi trơn xử lý các bộ phận titan với công việc bằng thép không?
Đáp: Chất lỏng sạch, riêng biệt và dụng cụ chuyên dụng giúp giảm ô nhiễm sắt, vốn có thể tạo ra các vị trí ăn mòn cục bộ trên thành phần hoàn thiện.
