Zašto mislimo da je legura titana težak materijal za obradu? Zbog nedostatka dubokog razumijevanja mehanizma i fenomena njegove obrade.
1. Fizikalni fenomeni strojne obrade titana
Sila rezanja kod obrade legure titana samo je malo veća od one kod čelika iste tvrdoće, ali je fizički fenomen obrade legure titana mnogo kompliciraniji od procesa obrade čelika, zbog čega se obrada legure titana suočava s velikim poteškoćama.
Toplinska vodljivost većine legura titana je vrlo niska, samo 1/7 od čelika i 1/16 od aluminija. Dakle, toplina koja se stvara u procesu rezanja legure titana neće se brzo prenijeti na radni komad niti oduzeti strugotinama, već će se akumulirati u području rezanja, a stvorena temperatura može biti visoka i do 1000 °C, uzrokujući oštrica alata koja se brzo troši, puca i umire. Nagomilavanje rubova, brza pojava istrošenih rubova, stvara više topline u zoni rezanja, dodatno skraćujući vijek trajanja alata.
Visoka temperatura koja se stvara tijekom procesa rezanja također uništava površinski integritet dijelova od legure titana, što rezultira smanjenjem geometrijske točnosti dijela i pojavom otvrdnuća pri radu koji ozbiljno smanjuje njegovu čvrstoću na zamor.
Elastičnost titanovih legura može biti korisna za izvedbu dijela, ali tijekom rezanja, elastična deformacija obratka važan je uzrok vibracija. Pritisak rezanja uzrokuje da "elastični" radni komad napusti alat i odskoči, tako da je trenje između alata i obratka veće od rezanja. Proces trenja također stvara toplinu, što pogoršava problem loše toplinske vodljivosti legura titana.
Ovaj problem je još ozbiljniji kod obrade dijelova tankih stijenki ili prstenastih dijelova koji se lako deformiraju. Nije lak zadatak obraditi dijelove tankih stijenki od legure titana do očekivane točnosti dimenzija. Budući da kada se materijal izratka odgurne alatom, lokalna deformacija tanke stijenke je premašila elastični raspon za proizvodnju plastične deformacije, a čvrstoća materijala i tvrdoća na točki rezanja značajno se povećavaju. U tom trenutku obrada pri izvorno određenoj brzini rezanja postaje prevelika, što dalje dovodi do oštrog trošenja alata.
“Vrućina” je “krivac” za otežanu obradu legura titana!
2. Tehnološka znanja za obradu legura titana
Na temelju razumijevanja mehanizma obrade legura titana, zajedno s prošlim iskustvom, glavni proces know-how za obradu legura titana je sljedeći:
(1) Pločice s geometrijom pozitivnog kuta za smanjenje sile rezanja, topline rezanja i deformacije obratka.
(2) Održavajte stalni pomak kako biste izbjegli otvrdnjavanje obratka. Alat bi uvijek trebao biti u stanju posmaka tijekom procesa rezanja. Radijalna količina rezanja ae trebala bi biti 30% polumjera tijekom glodanja.
(3) Tekućina za rezanje pod visokim pritiskom i velikim protokom koristi se kako bi se osigurala toplinska stabilnost procesa obrade i spriječila degeneracija površine izratka i oštećenje alata zbog previsoke temperature.
(4) Držite rezni rub oštrice oštrim, tupi noževi su uzrok nakupljanja topline i trošenja, što može lako dovesti do kvara noževa.
(5) Obrada u što je moguće mekšem stanju legure titana, jer materijal postaje teže obraditi nakon stvrdnjavanja, toplinska obrada poboljšava čvrstoću materijala i povećava trošenje oštrice.
(6) Upotrijebite veliki radijus vrha ili skošenje kako biste rezali što je više moguće u oštricu. To može smanjiti silu rezanja i toplinu na svakoj točki i spriječiti lokalno lomljenje. Kod glodanja titanovih legura, od parametara rezanja, najveći utjecaj na vijek trajanja alata vc ima brzina rezanja, a zatim radijalna količina rezanja (dubina glodanja) ae.
Xinfa CNC alati imaju karakteristike dobre kvalitete i niske cijene. Za detalje posjetite:
Proizvođači CNC alata – kineska tvornica i dobavljači CNC alata (xinfatools.com)
3. Rješavanje problema obrade titana počevši od oštrice
Trošenje utora oštrice do kojeg dolazi tijekom obrade titanijske legure lokalno je trošenje stražnje i prednje strane duž smjera dubine rezanja, što je često uzrokovano očvrslim slojem koji je ostao nakon prethodne obrade. Kemijska reakcija i difuzija između alata i materijala obratka pri temperaturi obrade višoj od 800°C također je jedan od razloga za nastanak trošenja utora. Budući da se tijekom obrade molekule titana obratka nakupljaju u prednjem dijelu oštrice, te se pod visokim pritiskom i visokom temperaturom "zavaruju" za oštricu, tvoreći izgrađeni rub. Kada se nakupljeni rub odlijepi od reznog ruba, on uklanja karbidni sloj pločice, tako da obrada titana zahtijeva posebne materijale i geometriju pločice.
4. Struktura alata prikladna za obradu titana
Fokus obrade legure titana je toplina. Velika količina visokotlačne tekućine za rezanje mora se raspršiti na oštricu na vrijeme i točno kako bi se brzo uklonila toplina. Na tržištu postoje jedinstvene strukture glodala posebno korištenih za obradu legura titana.
Vrijeme objave: 9. kolovoza 2023
