Titanlegierungen verfügen über hervorragende mechanische Eigenschaften, aber schlechte Prozesseigenschaften, was zu dem Widerspruch führt, dass ihre Anwendungsaussichten vielversprechend, die Verarbeitung jedoch schwierig ist. In diesem Artikel werden die Zerspanungsleistung von Titanlegierungsmaterialien in Kombination mit langjähriger praktischer Berufserfahrung, die Auswahl von Titanlegierungs-Schneidwerkzeugen, die Bestimmung der Schnittgeschwindigkeit, die Eigenschaften verschiedener Schneidmethoden, Bearbeitungszugaben und Verarbeitungsvorkehrungen analysiert werden besprochen. Darin werden meine Ansichten und Vorschläge zur Bearbeitung von Titanlegierungen dargelegt.
Titanlegierungen haben eine geringe Dichte, eine hohe spezifische Festigkeit (Festigkeit/Dichte), eine gute Korrosionsbeständigkeit, eine hohe Hitzebeständigkeit, eine gute Zähigkeit, Plastizität und Schweißbarkeit. Titanlegierungen sind in vielen Bereichen weit verbreitet. Die schlechte Wärmeleitfähigkeit, die hohe Härte und der niedrige Elastizitätsmodul machen Titanlegierungen jedoch auch zu einem schwierig zu verarbeitenden Metallwerkstoff. Dieser Artikel fasst einige technologische Maßnahmen bei der Bearbeitung von Titanlegierungen anhand ihrer technologischen Eigenschaften zusammen.
Die Hauptvorteile von Titanlegierungsmaterialien
(1) Titanlegierungen haben eine hohe Festigkeit, eine geringe Dichte (4,4 kg/dm3) und ein geringes Gewicht, was eine Lösung zur Gewichtsreduzierung einiger großer Strukturteile darstellt.
(2) Hohe thermische Festigkeit. Titanlegierungen können unter Bedingungen von 400–500 °C eine hohe Festigkeit beibehalten und stabil arbeiten, während die Arbeitstemperatur von Aluminiumlegierungen nur unter 200 °C liegen kann.
(3) Im Vergleich zu Stahl kann die inhärente hohe Korrosionsbeständigkeit der Titanlegierung die Kosten für den täglichen Betrieb und die Wartung von Flugzeugen senken.
Analyse der Bearbeitungseigenschaften von Titanlegierungen
(1) Geringe Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit von TC4 bei 200 °C beträgt l=16,8 W/m und die Wärmeleitfähigkeit beträgt 0,036 cal/cm, was nur 1/4 von Stahl, 1/13 von Aluminium und 1/25 von Kupfer entspricht. Beim Schneidprozess sind die Wärmeableitung und der Kühleffekt schlecht, was die Standzeit des Werkzeugs verkürzt.
(2) Der Elastizitätsmodul ist niedrig und die bearbeitete Oberfläche des Teils weist einen großen Rückprall auf, was zu einer Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen der bearbeiteten Oberfläche und der Freiflächenfläche des Werkzeugs führt, was sich nicht nur auf die Maßgenauigkeit auswirkt das Teil, verringert aber auch die Haltbarkeit des Werkzeugs.
(3) Die Sicherheitsleistung beim Schneiden ist schlecht. Titan ist ein brennbares Metall, und die hohen Temperaturen und Funken, die beim Mikroschneiden entstehen, können zum Verbrennen von Titanspänen führen.
(4) Härtefaktor. Titanlegierungen mit einem niedrigen Härtewert bleiben bei der Bearbeitung klebrig und die Späne bleiben an der Schneidkante der Spanfläche des Werkzeugs haften und bilden eine Aufbauschneide, die den Bearbeitungseffekt beeinträchtigt. Titanlegierungen mit einem hohen Härtewert neigen bei der Bearbeitung zu Absplitterungen und Abrieb des Werkzeugs. Diese Eigenschaften führen dazu, dass die Metallabtragsrate von Titanlegierungen nur ein Viertel der von Stahl beträgt und die Bearbeitungszeit viel länger ist als bei Stahl gleicher Größe.
(5) Starke chemische Affinität. Titan kann nicht nur chemisch mit den Hauptbestandteilen Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenmonoxid und anderen Stoffen in der Luft reagieren, um eine gehärtete Schicht aus TiC und TiN auf der Oberfläche der Legierung zu bilden, sondern auch unter der hohen Temperatur mit dem Werkzeugmaterial reagieren Bedingungen, die durch den Schneidprozess entstehen, wodurch das Schneidwerkzeug reduziert wird. der Haltbarkeit.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 08.02.2022