Heutzutage wurden Titanlegierungen aufgrund ihrer besten materiellen Leistung in verschiedenen Bereichen wie Luftfahrt, Luft- und Raumfahrt, Kernenergie und medizinische Versorgung weit verbreitet. In diesem Artikel wird eine systematische Analyse aus drei Dimensionen durchgeführt: Materialklassifizierung, Verarbeitungsschwierigkeiten und entsprechende Gegenmaßnahmen.
Kristallstruktur und Klassifizierungssystem von Titanlegierungen
Bei Raumtemperatur können Titanlegierungen basierend auf ihrer Matrixstruktur in drei Hauptkategorien eingeteilt werden:
- Titanlegierungen (Repräsentative Grade TA3 -Serie)
Kristallstruktur: hexagonale Gitterphase in der Nähe
Vorteile: ausgezeichnete Hochtemperaturstabilität (langfristiger Betrieb bei 500 Grad), starke Oxidationsresistenz
Verarbeitungseigenschaften: Kann nicht hitzebehandelt werden, verstärkt, bei Raumtemperatur relativ geringe Festigkeit, beste Schnittleistung
Typische Noten: TA7, TA8 usw.
- Titanlegierungen (Repräsentative Grade TB6 -Serie)
Kristallstruktur: Körperzentrierte Kubikgitterphase
Vor-
Verarbeitungsbeschränkungen: schlechte thermische Stabilität (<300°C), most difficult cutting
Typische Noten: Tb1, Tb2 usw.
- + Duplex -Titan -Legierungen (Repräsentative Grade TC4 -Serie)
Kristallstruktur: / Duplex -Verbundstruktur
Integrierte Leistung: ausgewogene Stärke, Plastizität und Zähigkeit mit hoher/normaler Temperaturen
Verarbeitungsmerkmale: Wärmebehandlungsbetriebsverstärkung, mittelschwere Schnittschwierigkeit
Typische Noten: TC1, TC4 usw.
Analyse der Verarbeitungsschwierigkeiten der Titan -Legierungspflicht
- Thermodynamische Eigenschaften
Die Leitfähigkeit beträgt nur 1/6-1/7 von 45 Stahl, und die Schneidzonentemperatur kann 600-800 Grad erreichen
Titanchips sind bei hohen Temperaturen anfällig für Selbstentzündung (Zündpunkt etwa 600 Grad)
- Mechanische Eigenschaften
Der elastische Modul beträgt 110 GPa (50% von 45 Stahl), was zu einer signifikanten elastischen Verformung führt
Der Verarbeitungshärtenindex ist so hoch wie 0. 3-0. 4, Oberflächenhärte nimmt um 20-30% zu
- Chemische Eigenschaften
Starke Affinität zu beschichteten Titan -Werkzeugen, verschlimmertem Klebstoffverschleiß
Reagiert leicht mit O/N bei hohen Temperaturen, um eine harte, spröde Oberflächenschicht zu bilden (Dicke 50-100 μm)
Kontaktlänge zwischen dem Werkzeug und cDie Hüften sind nur 1/3 des Kohlenstoffstahls mit lokaler Spannungskonzentration
Die Schwankungsamplitude der Schnittkraft erreicht {20-30%, die Tool -Chipping -Rate erhöht sich
Schlüsseltechnologien für die effiziente Verarbeitung von Titanlegierung
- Materialauswahl
Hardlegierungen: Wählen Sie vorzugsweise K-Typ (YG-Serie) ohne Ti-Matrix aus
Super-Hard-Tools: Die Lebensdauer von PCD/PCBN kann durch 3-5 mal erhöht werden
- Geometrisches Parameterdesign
Rake -Winkel {{0}} Grad, Clearance -Winkel 10-15 Grad, Kantenkamm 0. 05-0. 1 mm
Verwenden Sie die Doppelwinkelstruktur (Haupt-Rake-Winkel 45 Grad + Sekundärer Rechenwinkel 15 Grad)
- Schnittgeschwindigkeitskontrolle
Drehung: 50-120 m/min
Mahlen: 30-80 m/min
Bohrungen: 10-30 m/min
- Kühlschema
Hochdruck interne Kühlung (Druck> 7 MPa)
Kühlflüssigkeit auf Ölbasis (enthaltende Extremdruckdruckzusammenwerte Chlor/Schwefel)
Werkzeugmaschinensteifigkeit: Die Systemsteifheit muss> 50 n/μm betragen
Klemmmethode: Verwenden Sie Multi-Point-Flexible, gleichmäßige Klemmkraftverteilung
Prozessüberwachung: Integrieren Sie das Echtzeit-Überwachungssystem von Temperatur/Vibration
Abschluss
Die Verarbeitung von Titanlegierungen erfordert die Festlegung eines "Materialeigenschaften - Prozessparameter - Tool -System" Collaborative Optimization System. Durch die Auswahl geeigneter Werkzeugmaterialien, die Optimierung geometrischer Parameter und die Kontrolle der Schnitttemperatur und andere umfassende Maßnahmen können die Verarbeitungseffizienz um mehr als 30%erhöht werden, und die Lebensdauer kann durch 2-3 -Faden verlängert werden. Mit der Entwicklung neuer Prozesse wie der Beschichtungstechnologie (z. B. der ALCRN -Beschichtung) und dem Vibrationsabschneiden bricht die Verarbeitung von Titanlegierungen kontinuierlich in Richtung effizienter und präziser Richtungen.