Štúdia o povrchovej kontrole a metóde spracovania obrábania titánových zliatin
V tomto článku sú analyzované príčiny bežných povrchových defektov titánovej zliatiny v procese obrábania, sú systematicky diskutované kľúčové materiálové faktory ovplyvňujúce jej rezný výkon a sú zhrnuté optimalizačné opatrenia sústruženia, vŕtania, závitovania a iných procesov obrábania s cieľom poskytnúť referenciu pre formulovanie vysoko a vysoko stabilných procesov obrábania titánovej zliatiny.
I. Analýza typických defektov pri morení a povrchovej úprave titánových zliatin
V procesoch morenia a povrchovej úpravy titánových zliatin sú bežné chyby a mechanizmy ich vytvárania nasledovné:
1. Nadmerná-korózia
Po morení sú na povrchu jamky, odkrývajú sa nerovnosti alebo hranice zŕn. Medzi hlavné príčiny patrí: nerovnováha pomeru kyseliny fluorovodíkovej (HF) ku kyseline dusičnej (HNO3) v moriacom roztoku najmä vysoká koncentrácia HF alebo nedostatočná oxidačná kapacita HNO3; A dlhé časy morenia. Kľúčové body kontroly procesu sú nasledovné: prísne kontrolujte podiel moriaceho roztoku a počas prevádzky pravidelne sledujte stav povrchu podľa rýchlosti „(1 ~ 4) min/mm“ v závislosti od hrúbky a času obrobku-.
2. Závesný jaseň
Vzťahuje sa na zvyšky sivého-hnedého oxidu prichyteného k povrchu po morení. Dôvodom je, že nástavce generované reakciou sa nedokážu včas odtrhnúť od matrice alebo-následné opláchnutie nie je dôkladné. Opatrenia na zlepšenie zahŕňajú: trasenie obrobku počas morenia, aby sa podporilo odlupovanie; Po morení sa vysokorýchlostný-vodný prúd zmiešaný so stlačeným vzduchom a deionizovanou vodou používa na silné umytie, aby sa zabezpečila čistota povrchu.
3. Vodný kameň nebol odstránený
Ukazuje, že miestna pôvodná oxidová vrstva zostáva. Existuje mnoho dôvodov pre tento nedostatok, ktoré môžu zahŕňať: odstránenie nečistého oleja pri predbežnej úprave, nedostatočný čas na spracovanie roztavenej soli (varenie alkálií), zníženú aktivitu moriaceho roztoku alebo nízku teplotu. Pri kontrole by sa mala overiť položka po položke v poradí „pred-úprava → úprava roztavenou soľou → morenie“ a v prípade potreby je možné ako pomocnú pred-úpravu pridať proces pieskovania.
4. Pruhovaný Piebald
Nerovnomerné usmernenie alebo blokovanie farebného rozdielu, zvyčajne v dôsledku zlej rovnomernosti reakcie. Dá sa zlepšiť posilnením relatívneho pohybu obrobku-v moriacom roztoku a vhodnou moriacou teplotou (napríklad poklesom na rozsah izbovej teploty).
5. Oneskorený strakatý (starnúci strakatý)
Časť obrobku-pri kontrole morenia a skladovaní na určitý čas sa na povrchu objavili nové škvrny. Tento jav môže súvisieť so synergickým účinkom zvyškového kyslého média, korozívnosti a zvyškového namáhania obrobku-. Mikroskopická morfológia sa líši od bežnej korózie a zvyčajne neovplyvňuje výkon služby. Dá sa opäť odstrániť krátkodobým-morením, ale pre namáhané diely by sa malo posilniť vákuové dehydrogenačné ošetrenie po sekundárnom morení.
II. Materiálové faktory ovplyvňujúce obrobiteľnosť titánových zliatin
Náročnosť obrábania titánových zliatin vyplýva z ich jedinečných fyzikálnych a chemických vlastností:
· Nízka tepelná vodivosť: Tepelná vodivosť je asi 1/3 tepelnej vodivosti ocele a rezné teplo sa sústreďuje na hrot nástroja, čo má za následok zvýšenie teploty (experimenty ukazujú, že teplota hrotu nástroja môže dosiahnuť 2 až 3-násobok teploty reznej ocele), čím sa zrýchľuje opotrebovanie nástroja.
· Nízky modul pružnosti: Spracovaný povrch má počas spracovania veľký odraz, najmä v prípade tenkostenných dielov{0}}, čo zhoršuje vzťah medzi bokom a obrobkom a ľahko spôsobuje abrazívne opotrebovanie a zlomenie hrán.
· Vysoká chemická aktivita: Je veľmi ľahké reagovať s O, H, N a ďalšími prvkami pri vysokej teplote za vzniku vytvrdenej vrstvy bohatej na kyslík-, ktorá má výraznú plasticitu a zhoršuje poškodenie nástroja.
· Organizačné vlastnosti: v žíhanom stave, obrobiteľnosť titánových zliatin -typu; + nasleduje typ; Zliatiny typu beta-majú vysokú pevnosť a dobrú kaliteľnosť, no najhoršia je ich obrobiteľnosť. Vzhľadom na vyššie uvedené charakteristiky je potrebné prijať systematické opatrenia od výberu materiálu nástroja, rezných parametrov a chladenia.
III. Kľúčové body typickej technológie obrábania titánovej zliatiny
1. Sústruženie a nuda
· Sústruženie: Hlavnými problémami sú vysoká teplota, opotrebovanie nástroja a pruženie. Hrubé opracovanie a kontinuálne rezanie sa odporúča používať nástroje zo slinutého karbidu (napríklad YG); Na tvárnenie, sústruženie alebo rezanie by sa mali používať-nástroje z rýchloreznej ocele. Základným princípom je vynútiť nepretržitý posuv, aby sa zabránilo prerušeniu rezania. Ako chladivo sa odporúča použiť 5% vodný roztok dusičnanu sodného alebo 1/20 rozpustnú olejovú emulziu.
· Nudné: Patrí do kategórie dokončovania. Je potrebné zamerať sa na tuhosť zovretia tenkostenných dielov, aby sa predišlo deformácii a zabezpečilo sa dostatočné chladenie, aby nedošlo k popáleniu.
2. Vŕtanie
Náročnosť spočíva v obtiažnosti navíjania triesky a odvodu tepla. Požiadavky na proces: Použite krátky-ostrohranný hrot, implementujte nízku-rýchlosť, nútený posuv a zabezpečte úplné vnútorné chladenie počas celého procesu. Počas procesu vŕtania je prísne zakázané bežať naprázdno a fréza by sa mala vytiahnuť a pravidelne odstraňovať triesky na vŕtanie hlbokých otvorov. Pri vŕtaní-diery by sa fréza mala pred penetráciou vytiahnuť, aby sa vyčistila, a posledným krokom je použitie núteného posuvu na vyhladenie steny otvoru.
3. Poklepanie
Je to jeden z náročných procesov a je ľahké zlomiť kohútik v dôsledku zlého odvádzania triesok a zmršťovania materiálu. Technologické protiopatrenia: Uprednostniť spracovanie hlbokých slepých dier; Zlepšite štruktúru závitníka (ako je odbrúsenie odtokovej hrany a otvorenie axiálnej drážky na odvod triesok); Na hryzenie používajte oxidované, nitridované alebo chrómované-kohútiky. Pri závitovaní sa odporúča použiť špeciálnu reznú pastu alebo vysokotlakový rezný olej.
4. Pílenie
Používa sa vysokorýchlostný pílový kotúč s hrubými zubami (rozstup 4,2 ~ 8,5 mm je vhodný pre tyče) a rozstup sa volí podľa hrúbky obrobku medzi 2,5 ~ 25,4 mm pri pílení pásovou pílou (veľký rozstup sa volí pre hrubé materiály). Počas spracovania je potrebné nútené podávanie a nepretržité chladenie a používa sa nízka rýchlosť pásu.
5. Elektroerozívne obrábanie (EDM)
Výbojovú medzeru medzi nástrojovou elektródou a obrobkom je potrebné udržiavať (0,005-0,05 mm pre dokončovacie obrábanie, 0,1-0,4 mm pre hrubé obrábanie). Ako elektródové materiály sa odporúča meď alebo zinok a procesná tekutina musí dobre cirkulovať, aby sa odstránila troska.
IV. Záver
Obrábanie titánovej zliatiny je ovplyvnené väzbou charakteristík materiálu, výberom nástroja, nastavením parametrov a podmienkami chladenia. Pri skutočnej výrobe je potrebné optimalizovať parametre každého procesu podľa špecifického čísla zliatiny, štruktúry dielu a požiadaviek na presnosť a prísne kontrolovať okná predúpravy a morenia, aby sa účinne predišlo chybám a dosiahlo sa efektívne a presné opracovanie.
