Schwierigkeiten bei der Titanbearbeitung
Die Wärmeleitfähigkeit von Titanlegierungen ist gering, daher ist die Schnitttemperatur bei der Bearbeitung von Titanlegierungen sehr hoch. Unter gleichen Bedingungen ist die Schnitttemperatur bei der Bearbeitung von TC4[i] mehr als doppelt so hoch wie bei Stahl Nr. 45, und die bei der Bearbeitung entstehende Wärme kann nur schwer durch das Werkstück geleitet werden. Hinweis: Die spezifische Wärmekapazität von Titanlegierungen ist gering, und die lokale Temperatur steigt während der Bearbeitung schnell an. Dadurch steigt die Werkzeugtemperatur sehr hoch, die Werkzeugspitze verschleißt stark und die Lebensdauer verkürzt sich.
Der niedrige Elastizitätsmodul der Titanlegierung[ii] macht die bearbeitete Oberfläche anfällig für Rückfederung. Besonders die Bearbeitung dünnwandiger Teile ist problematischer, da es leicht zu starker Reibung zwischen der Flanke und der bearbeiteten Oberfläche kommen kann, was zu Werkzeugverschleiß und Absplitterungen der Klinge führt.
Titanlegierungen weisen eine starke chemische Aktivität auf und reagieren bei hohen Temperaturen leicht mit Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff. Dies erhöht ihre Festigkeit und verringert ihre Plastizität. Die beim Erhitzen und Schmieden entstehende sauerstoffreiche Schicht erschwert die Bearbeitung.
Bearbeitungsprinzipien von Titanlegierungen[1-3]
Beim Bearbeitungsprozess wirken sich das ausgewählte Werkzeugmaterial, die Schnittbedingungen und die Schnittzeit auf die Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Schneidens von Titanlegierungen aus.
1. Wählen Sie ein geeignetes Werkzeugmaterial
Entsprechend den Eigenschaften, Verarbeitungsmethoden und verarbeitungstechnischen Bedingungen der Titanlegierungen sollten die Werkzeugmaterialien sinnvoll ausgewählt werden. Das Werkzeugmaterial sollte gängiger sein, günstig, verschleißfest, thermisch hochfest und ausreichend zäh.
2. Schnittbedingungen verbessern
Die Steifigkeit des Maschinen-Vorrichtung-Werkzeug-Systems ist verbessert. Der Abstand der einzelnen Teile der Werkzeugmaschine sollte gut eingestellt sein, und der Rundlauf der Spindel sollte gering sein. Die Spannarbeit der Vorrichtung sollte fest und stabil genug sein. Der Schneidteil des Werkzeugs sollte so kurz wie möglich sein, und die Dicke der Schneide sollte so weit wie möglich erhöht werden, wenn die Spantoleranz ausreicht, um die Festigkeit und Steifigkeit des Werkzeugs zu verbessern.
3. Geeignete Wärmebehandlung des verarbeiteten Materials
Die Eigenschaften und die metallografische Struktur von Titanlegierungsmaterialien werden durch Wärmebehandlung verändert [iii], um die Bearbeitbarkeit der Materialien zu verbessern.
4. Wählen Sie eine angemessene Schnittmenge
Die Schnittgeschwindigkeit sollte niedrig sein. Da die Schnittgeschwindigkeit einen großen Einfluss auf die Temperatur der Schneide hat, steigt die Temperatur der Schneide umso stärker an, je höher die Schnittgeschwindigkeit ist. Die Temperatur der Schneide wirkt sich direkt auf die Lebensdauer des Werkzeugs aus. Daher ist es notwendig, die richtige Schnittgeschwindigkeit zu wählen.
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