Ngày nay, các hợp kim titan đã được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau như hàng không, hàng không vũ trụ, năng lượng hạt nhân và chăm sóc y tế vì hiệu suất vật chất tốt nhất của chúng. Bài viết này sẽ tiến hành một phân tích có hệ thống từ ba chiều: phân loại vật liệu, khó khăn xử lý và các biện pháp đối phó tương ứng.
Cấu trúc tinh thể và hệ thống phân loại hợp kim titan
Ở nhiệt độ phòng, hợp kim Titan có thể được phân loại thành ba loại chính dựa trên cấu trúc ma trận của chúng:
- Hợp kim Titan (sê -ri Lớp đại diện TA3)
Cấu trúc tinh thể: Pha mạng đóng gói hình lục giác
Ưu điểm: Độ ổn định nhiệt độ cao tuyệt vời (hoạt động lâu dài ở 500 độ), khả năng chống oxy hóa mạnh
Đặc điểm xử lý: Không thể được điều trị bằng nhiệt, cường độ tương đối thấp ở nhiệt độ phòng, hiệu suất cắt tốt nhất
Các lớp điển hình: TA7, TA8, v.v.
- Hợp kim Titan (sê -ri Lớp đại diện TB6)
Cấu trúc tinh thể: Pha mạng khối tập trung vào cơ thể
Ưu điểm: Độ dẻo biến dạng lạnh tuyệt vời, tăng cường có thể xử lý nhiệt
Hạn chế xử lý: Độ ổn định nhiệt kém (<300°C), most difficult cutting
Các lớp điển hình: TB1, TB2, v.v.
- + Hợp kim Titan song công (Dòng đại diện TC4)
Cấu trúc tinh thể: \/ cấu trúc tổng hợp song công
Hiệu suất tích hợp: Sức mạnh, độ dẻo và độ dẻo của nhiệt độ cao cân bằng
Đặc điểm xử lý: Tăng cường có thể xử lý được nhiệt, độ khó cắt vừa phải
Các lớp điển hình: TC1, TC4, v.v.
Phân tích các khó khăn trong quá trình xử lý cắt hợp kim titan
- Đặc điểm nhiệt động
Độ dẫn điện chỉ là 1\/6-1\/7 của 45 thép và nhiệt độ vùng cắt có thể đạt đến 600-800 độ
Chip Titan có xu hướng tự đánh lửa ở nhiệt độ cao (điểm đánh lửa khoảng 600 độ)
- Đặc điểm cơ học
Mô đun đàn hồi là 110 GPa (50% 45 thép), dẫn đến biến dạng đàn hồi đáng kể
Chỉ số cứng xử lý cao như 0. 3-0. 4, độ cứng bề mặt tăng lên bởi 20-30%
- Đặc điểm hóa học
Mối quan hệ mạnh mẽ với các công cụ titan được phủ, làm trầm trọng thêm hao mòn
Dễ dàng phản ứng với O\/N ở nhiệt độ cao để tạo thành lớp bề mặt giòn cứng (độ dày 50-100 m)
Độ dài liên hệ giữa công cụ và cHông chỉ là 1\/3 của thép carbon, với nồng độ ứng suất cục bộ
Biên độ dao động lực cắt đạt đến 20-30%, tốc độ sứt mẻ công cụ tăng
Công nghệ chính để xử lý hợp kim titan hiệu quả
- Lựa chọn vật chất
Hợp kim cứng: Được ưu tiên chọn K-Type (Sê-ri YG) mà không cần ma trận TI
Các công cụ siêu cứng: Có thể tăng cuộc sống công cụ PCD\/PCBN bằng cách 3-5 lần
- Thiết kế tham số hình học
Góc cào {{0}} độ, góc giải phóng
Sử dụng cấu trúc góc kép (góc cào chính 45 độ + góc cào thứ cấp 15 độ)
- Cắt kiểm soát tốc độ
Turn: 50-120 m\/min
Phay: 30-80 m\/phút
Khoan: 10-30 m\/phút
- Sơ đồ làm mát
Làm mát bên trong áp suất cao (áp suất> 7 MPa)
Chất lỏng làm mát gốc dầu (chứa các chất phụ gia áp suất cực cao clo\/lưu huỳnh))
Độ cứng máy công cụ: Độ cứng của hệ thống cần phải> 50 N\/μm
Phương pháp kẹp: Sử dụng đồ đạc linh hoạt đa điểm, phân phối lực kẹp đồng đều
Giám sát quy trình: Tích hợp hệ thống giám sát thời gian thực nhiệt độ\/rung động
Phần kết luận
Xử lý hợp kim Titan yêu cầu thiết lập hệ thống tối ưu hóa hợp tác "Đặc điểm vật liệu - Hệ thống công cụ". Thông qua việc lựa chọn các vật liệu công cụ phù hợp, tối ưu hóa các tham số hình học và kiểm soát nhiệt độ cắt và các biện pháp toàn diện khác, hiệu quả xử lý có thể được tăng hơn 30%và tuổi thọ của công cụ có thể được mở rộng theo 2-3. Với sự phát triển của các quy trình mới như công nghệ lớp phủ (ví dụ: lớp phủ Alcrn) và cắt rung, xử lý hợp kim titan liên tục vượt qua các hướng hiệu quả và chính xác.