Das erste, worüber wir sprechen müssen, ist das physikalische Phänomen der Verarbeitung von Titanlegierungen.Obwohl die Schnittkraft von Titanlegierungen nur geringfügig höher ist als die von Stahl mit der gleichen Härte, ist das physikalische Phänomen der Verarbeitung von Titanlegierungen viel komplizierter als das von Stahl, was die Schwierigkeit der Verarbeitung von Titanlegierungen in die Höhe treibt.
Die Wärmeleitfähigkeit der meisten Titanlegierungen ist sehr gering, sie beträgt nur 1/7 von Stahl und 1/16 von Aluminium.Daher wird die beim Schneiden von Titanlegierungen entstehende Wärme nicht schnell auf das Werkstück übertragen oder von den Spänen abgeführt, sondern sammelt sich im Schneidbereich und die erzeugte Temperatur kann bis zu 1.000 °C oder mehr betragen Dies führt zu schnellem Verschleiß, Absplitterungen und Rissen an der Schneidkante des Werkzeugs.Die Bildung einer Aufbauschneide, also das schnelle Auftreten einer verschlissenen Kante, erzeugt wiederum mehr Wärme im Schneidbereich, was die Lebensdauer des Werkzeugs weiter verkürzt.
Die beim Schneidvorgang erzeugte hohe Temperatur zerstört auch die Oberflächenintegrität der Titanlegierungsteile, was zu einer Verschlechterung der geometrischen Genauigkeit der Teile und einem Kaltverfestigungsphänomen führt, das ihre Ermüdungsfestigkeit erheblich verringert.
Die Elastizität von Titanlegierungen kann sich positiv auf die Leistung von Teilen auswirken, während des Schneidvorgangs ist die elastische Verformung des Werkstücks jedoch eine wichtige Ursache für Vibrationen.Durch den Schneiddruck bewegt sich das „elastische“ Werkstück vom Werkzeug weg und springt zurück, sodass die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück größer ist als die Schneidwirkung.Der Reibungsprozess erzeugt außerdem Wärme, was das Problem der schlechten Wärmeleitfähigkeit von Titanlegierungen verschärft.
Noch gravierender ist dieses Problem bei der Bearbeitung dünnwandiger oder ringförmiger Teile, die sich leicht verformen.Es ist keine leichte Aufgabe, dünnwandige Teile aus Titanlegierungen mit der erwarteten Maßgenauigkeit zu bearbeiten.Denn wenn das Werkstückmaterial durch das Werkzeug weggedrückt wird, hat die lokale Verformung der dünnen Wand den elastischen Bereich überschritten und es kommt zu einer plastischen Verformung, und die Materialfestigkeit und Härte der Schneidspitze nehmen deutlich zu.An diesem Punkt wird die Bearbeitung mit der zuvor festgelegten Schnittgeschwindigkeit zu hoch, was wiederum zu starkem Werkzeugverschleiß führt.Man kann sagen, dass „Hitze“ die „Grundursache“ ist, die die Verarbeitung von Titanlegierungen erschwert.
Als führendes Unternehmen in der Schneidwerkzeugindustrie hat Sandvik Coromant sorgfältig sein Prozess-Know-how für die Verarbeitung von Titanlegierungen zusammengestellt und mit der gesamten Branche geteilt.Sandvik Coromant sagte, dass das Hauptprozess-Know-how für die Verarbeitung von Titanlegierungen auf der Grundlage des Verständnisses des Verarbeitungsmechanismus von Titanlegierungen und der Einbeziehung früherer Erfahrungen wie folgt lautet:
(1) Wendeschneidplatten mit positiver Geometrie werden verwendet, um die Schnittkraft, die Schnittwärme und die Werkstückverformung zu reduzieren.
(2) Halten Sie einen konstanten Vorschub ein, um eine Verhärtung des Werkstücks zu vermeiden. Das Werkzeug sollte sich während des Schneidvorgangs immer im Vorschubzustand befinden und der radiale Schnittbetrag ae sollte beim Fräsen 30 % des Radius betragen.
(3) Schneidflüssigkeit mit hohem Druck und großem Durchfluss wird verwendet, um die thermische Stabilität des Bearbeitungsprozesses sicherzustellen und eine Degeneration der Werkstückoberfläche und Werkzeugschäden aufgrund übermäßiger Temperaturen zu verhindern.
(4) Halten Sie die Klingenkante scharf, stumpfe Werkzeuge verursachen Hitzestau und Verschleiß, was leicht zum Ausfall des Werkzeugs führen kann.
(5) Bearbeitung möglichst im weichsten Zustand der Titanlegierung, da das Material nach dem Aushärten schwieriger zu bearbeiten ist und die Wärmebehandlung die Festigkeit des Materials erhöht und den Verschleiß des Einsatzes erhöht.
(6) Verwenden Sie zum Einschneiden einen großen Nasenradius oder eine große Fase und bringen Sie so viele Schneidkanten wie möglich in den Schnitt ein.Dies reduziert Schnittkraft und Hitze an jeder Stelle und verhindert lokale Brüche.Beim Fräsen von Titanlegierungen hat unter den Schnittparametern die Schnittgeschwindigkeit den größten Einfluss auf die Standzeit vc, gefolgt vom radialen Schnittbetrag (Frästiefe) ae.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 06.04.2022