Titaniumbearbejdning: materialets oprindelige egenskaber, vanskeligheder og bearbejdningstyper, driftsprincip, teknikker og anbefalinger fra specialister

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-02 13:52

I dag er der en gruppe metaller, som det er nødvendigt at skabe særlige forhold for, før man begynder at arbejde med dem. Bearbejdning af titanium falder ind under denne kategori af arbejde. Alle vanskeligheder og funktioner ved processen skyldes, at dette materiale er kendetegnet ved øget hårdhed.

Description

Titanium er kendetegnet ved at være meget stærkt, have en sølvfarvet farve og også være ekstremt modstandsdygtigt over for rustprocessen. På grund af det faktum, at der dannes en film af TiO_{2 på overfladen af metallet, har den god modstandsdygtighed over for alle ydre påvirkninger. Kun påvirkningen af stoffer, der indeholder alkali i deres sammensætning, kan påvirke titaniums egenskaber negativt. I kontakt med disse kemikalier mister råmaterialet sine styrkeegenskaber.}

På grund af produktets høje styrke, når man drejer titanium, er det nødvendigt at bruge et ultrahårdt legeringsværktøj og andre specielle forhold, når man arbejder på en CNC-drejebænk.

Hvad skal jeg overveje, når jeg behandler?

Hvis det er nødvendigt at arbejde med titanium, skal følgende egenskaber tages i betragtning:

• Den første sidder fast. Bearbejdning af titanium ved hjælp af en drejebænk skaber høje temperaturer, hvilket får materialet til at smelte og klæbe til skæreværktøjet.
• Under behandlingen forekommer der også fint spredt støv. Den kan detonere, og derfor er det meget vigtigt nøje at følge alle sikkerhedsforskrifter under drift.
• For at udføre skæreprocessen af høj kvalitet af så kraftigt metal, er der brug for et værktøj, der kan levere den passende tilstand.
• Det er også nødvendigt at vælge et specielt værktøj til skæring, fordi titanium er kendetegnet ved lav varmeledningsevne.

Efter endt titaniumbearbejdning opvarmes den færdige del norm alt, hvorefter den får lov til at køle af i det fri. Der dannes således en beskyttende film på overfladen af materialet, som blev beskrevet ovenfor.

Klassificering af behandlingsmetoder

For at skære sådanne råmaterialer kræves der et specialværktøj samt en CNC-drejebænk. Selve processen er opdelt i flere operationer, som hver udføres efter sin egen teknologi.

Hvad angår selve operationerne, kan de være grundlæggende, mellemliggende eller foreløbige.

Når du behandler titanium på maskiner, skal du huske, at der forekommer vibrationer på dette tidspunkt. For at delvistFor at løse dette problem kan du fastgøre emnet på en flertrins måde og også gøre det så tæt på spindlen som muligt. For at reducere temperaturens indflydelse på bearbejdningsprocessen anbefales det at bruge ubelagte finkornede hårdmetalskærere og specielle PVD-skær. Her er det værd at være opmærksom på, at under behandlingen af titanium ved skæring vil fra 85 til 90% af al energi blive omdannet til varme, som vil blive absorberet af spånerne, emnet, der behandles, skærene og væsken der er beregnet til afkøling. Norm alt når temperaturen i arbejdsområdet 1000-1100 grader Celsius.

Juster behandlingsparametre

Når man behandler et så kraftigt materiale, er der tre hovedparametre at tage hensyn til:

• fastgørelsesvinkel på arbejdsværktøjet;
• feed rate;
• klippehastighed.

Hvis du justerer disse parametre, kan du bruge dem til at ændre behandlingstemperaturen. Under forskellige behandlingstilstande observeres forskellige parametre for disse karakteristika.

Ved forbehandling med et snit af det øverste lag på op til 10 mm, tillades en justering på 1 mm. For at arbejde i denne tilstand er følgende parametre norm alt indstillet. For det første er fikseringsvinklen fra 3 til 10 mm, og for det andet er tilspændingen fra 0,3 til 0,8 mm, og skærehastigheden er indstillet til 25 m/min.

En mellemversion af titaniumbearbejdning involverer afskæring af det øverste lag fra 0,5 til 4 mm, samt dannelsen af et jævnt lag på 1 mm tillæg. Fikseringsvinkel 0,5-4 mm, fremføringsmål 0,2-0,5 mm, fremføringshastighed 40-80 m/min.

Den vigtigste behandlingsmulighed er fjernelse af et lag på 0,2-0,5 mm, samt fjernelse af kvoter. Arbejdshastigheden er 80-120 m/min, fikseringsvinklen er 0,25-0,5 mm, og tilspændingshastigheden er 0,1-0,4 mm.

Det er også meget vigtigt at bemærke her, at bearbejdning af titanium på sådant udstyr altid kun udføres, når der leveres en speciel køleemulsion. Stoffet tilføres under tryk til arbejdsværktøjet. Dette er nødvendigt for at skabe en normal temperaturdrift.

Behandlingsværktøj

Kravene til materialebearbejdningsværktøjet er ret høje. Oftest udføres behandlingen af titanium og legeringer ved hjælp af fræsere, der har aftagelige hoveder, og de er installeret på CNC-maskiner. Under drift udsættes arbejdsværktøjet for slibende, klæbende og diffust slid. Der skal lægges særlig vægt på diffust slid, da processen med opløsning af både skærematerialet og titaniumemnet på dette tidspunkt finder sted. Disse processer er mest aktive, hvis temperaturen er i området fra 900 til 1200 grader Celsius.

Værktøjskrav

Et træk ved titaniumbehandling er også, at det er nødvendigt at vælge et arbejdsværktøj afhængigt af, hvilken driftstilstand der er valgt.

For at arbejde i foreløbig tilstand er de mest almindeligt anvendte skær runde eller firkantede iC19. Disse plader er lavet af en speciel legering, som er mærket som H13A og ikke har nogen belægning.

For at kunne behandle titanium på en mellemliggende måde, er det allerede nødvendigt kun at bruge runde skær fra den samme legering H13A eller fra legering GC1155 med en PDV-coating.

Til den mest ansvarlige, grundlæggende forarbejdningsmetode anvendes runde dyser med slibende skær, som er lavet af legeringer H13A, GC 1105, CD 10.

Det er vigtigt at tilføje, at ved bearbejdning på CNC-drejebænke er den mindste afvigelse fra formen på den del, der er angivet i kommissoriet, tilladt. Oftest har elementer fremstillet af en sådan legering slet ikke afvigelser fra normen.

Hovedbehandlingsproblem

Det største problem, man støder på i forarbejdningen af dette råmateriale, er at klæbe og skrabe på værktøjet. På grund af dette er varmebehandlingen af titanium meget vanskelig. Derudover er der mange problemer forårsaget af, at metallet har en meget lav varmeledningsevne. På grund af det faktum, at andre metaller modstår varme meget svagere, når de er i kontakt med titanium, danner de oftest en legering. Dette er hovedårsagen til hurtig værktøjsslid. For at reducere skrammer og klæbning, samt for at aflede noget af den genererede varme, anbefaler eksperter at gøre følgende:

• Først skal du bruge kølevæske;
• for det andet, når du skærperarbejdsemner, f.eks. værktøj fra de samme kraftige materialer, skal bruges;
• for det tredje, når råmaterialer behandles med kuttere, reduceres hastigheden betydeligt for at reducere varmen.

Oxidation og nitrering af titanium

Det er værd at starte med titaniumnitrering, da denne type behandling er meget sværere end oxidation. Den teknologiske proces er som følger. Titanium produktet opvarmes til 850-950 grader celsius, hvorefter delen skal placeres i et miljø med ren nitrogengas i flere dage. Derefter dannes en film af titaniumnitrid på overfladen af grundstoffet på grund af kemiske reaktioner, der vil finde sted i løbet af disse dage. Hvis alt gik godt, så vil en gylden-farvet film vises på titaniumet, som vil blive kendetegnet ved øget styrke og slidstyrke.

Hvad angår oxidation af titanium, er metoden meget almindelig og hører ligesom den foregående til varmebehandlingen af titanium. Begyndelsen af processen er ikke anderledes end nitrering, delen skal opvarmes til en temperatur på 850 grader Celsius. Men afkølingsprocessen sker ikke gradvist og i et gasformigt medium, men brat og med brug af en væske. Således er det muligt at opnå en film på overfladen af titanium, som vil være fast bundet til den. Tilstedeværelsen af denne type film på overfladen fører til en stigning i styrke og slidstyrke med 15-100 gange.

Tilslutningsdele

I nogle tilfælde er titaniumprodukter en del af en stordesigns. Dette tyder på, at der er behov for at forbinde forskellige materialer.

For at forbinde produkter fra dette råmateriale, bruges fire hovedmetoder. Den vigtigste er svejsning, der anvendes også lodning, en mekanisk forbindelsesmetode, der involverer brug af nitter og boltforbindelse. Til dato er den vigtigste forarbejdningsmetode til at forbinde produkter i en struktur svejsning i et inertgasmiljø eller specielle iltfrie flusmidler.

Med hensyn til lodning bruges denne metode kun, hvis svejsning er umulig eller upraktisk. Denne proces er kompliceret af nogle kemiske reaktioner, der opstår som følge af lodning. For at lave en mekanisk forbindelse med bolte eller nitter skal du også bruge et specielt materiale.