Pemprosesan Titanium: sifat awal bahan, kesukaran dan jenis pemprosesan, prinsip operasi, teknik dan cadangan pakar

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-02 14:00

Hari ini terdapat sekumpulan logam yang perlu mencipta syarat khas sebelum mula bekerja dengannya. Pemesinan titanium termasuk dalam kategori kerja ini. Semua kesukaran dan ciri proses adalah disebabkan oleh fakta bahawa bahan ini dicirikan oleh kekerasan yang meningkat.

Penerangan

Titanium dicirikan dengan sangat kuat, mempunyai warna keperakan dan juga sangat tahan terhadap proses pengaratan. Disebabkan oleh fakta bahawa filem TiO_{2 terbentuk pada permukaan logam, ia mempunyai rintangan yang baik terhadap semua pengaruh luaran. Hanya pengaruh bahan yang mengandungi alkali dalam komposisinya boleh menjejaskan sifat titanium secara negatif. Apabila bersentuhan dengan bahan kimia ini, bahan mentah kehilangan ciri kekuatannya.}

Disebabkan kekuatan produk yang tinggi, apabila memusing titanium, ia perlu menggunakan alat aloi ultra-keras dan keadaan khas lain apabila bekerja pada mesin pelarik CNC.

Apakah yang perlu saya pertimbangkan semasa memproses?

Jika perlu bekerja dengan titanium, sifat berikut mesti diambil kira:

• Yang pertama adalah melekat. Pemesinan titanium menggunakan mesin pelarik menghasilkan suhu yang tinggi, menyebabkan bahan cair dan melekat pada alat pemotong.
• Semasa pemprosesan, habuk halus yang tersebar juga berlaku. Ia boleh meletup, dan oleh itu adalah sangat penting untuk mematuhi semua peraturan keselamatan dengan ketat semasa operasi.
• Untuk menjalankan proses pemotongan berkualiti tinggi bagi logam tugas berat tersebut, alat diperlukan yang boleh menyediakan mod yang sesuai.
• Ia juga perlu memilih alat khas untuk memotong kerana titanium dicirikan oleh kekonduksian terma yang rendah.

Selepas pemprosesan titanium selesai, bahagian siap biasanya dipanaskan, selepas itu ia dibiarkan sejuk di udara terbuka. Oleh itu, filem pelindung dicipta pada permukaan bahan, yang diterangkan di atas.

Pengkelasan kaedah pemprosesan

Untuk memotong bahan mentah tersebut, alat khas diperlukan, serta mesin pelarik CNC. Proses itu sendiri dibahagikan kepada beberapa operasi, setiap satu dijalankan mengikut teknologinya sendiri.

Bagi operasi itu sendiri, ia boleh menjadi asas, pertengahan atau awal.

Apabila memproses titanium pada mesin, anda perlu ingat bahawa getaran berlaku pada masa ini. Untuk sebahagianUntuk menyelesaikan masalah ini, anda boleh mengikat bahan kerja dengan cara berbilang peringkat, dan juga melakukannya sedekat mungkin dengan gelendong. Untuk mengurangkan pengaruh suhu pada proses pemesinan, adalah disyorkan untuk menggunakan pemotong karbida bijirin halus yang tidak bersalut dan sisipan PVD khas. Di sini adalah bernilai memberi perhatian kepada fakta bahawa semasa pemprosesan titanium dengan memotong, dari 85 hingga 90% daripada semua tenaga akan ditukar menjadi haba, yang akan diserap oleh cip, bahan kerja sedang diproses, pemotong dan cecair yang bertujuan untuk menyejukkan. Biasanya suhu di kawasan kerja mencecah 1000-1100 darjah Celsius.

Laraskan parameter pemprosesan

Apabila memproses bahan tugas berat sedemikian, terdapat tiga parameter utama yang perlu dipertimbangkan:

• sudut penetapan alat kerja;
• kadar suapan;
• kelajuan memotong.

Jika anda melaraskan parameter ini, anda boleh menggunakannya untuk menukar suhu pemprosesan. Di bawah mod pemprosesan yang berbeza, parameter berbeza bagi ciri ini diperhatikan.

Untuk pra-rawatan dengan potongan lapisan atas sehingga 10 mm, elaun 1 mm dibenarkan. Untuk berfungsi dalam mod ini, parameter berikut biasanya ditetapkan. Pertama, sudut penetapan adalah dari 3 hingga 10 mm, dan kedua, kadar suapan adalah dari 0.3 hingga 0.8 mm, dan kelajuan pemotongan ditetapkan kepada 25 m/min.

Versi perantaraan pemprosesan titanium melibatkan pemotongan lapisan atas daripada 0.5 hingga 4 mm, serta pembentukan lapisan sekata 1 mm elaun. Sudut penetapan 0.5-4 mm, dimensi suapan 0.2-0,5 mm, kelajuan suapan 40-80 m/min.

Pilihan pemprosesan utama ialah penyingkiran lapisan 0.2-0.5 mm, serta penyingkiran elaun. Kelajuan kerja ialah 80-120 m/min, sudut penetapan ialah 0.25-0.5 mm, dan kadar suapan ialah 0.1-0.4 mm.

Ia juga amat penting untuk diperhatikan di sini bahawa pemesinan titanium pada peralatan tersebut sentiasa dijalankan hanya apabila emulsi penyejuk khas dibekalkan. Bahan dibekalkan di bawah tekanan ke alat kerja. Ini adalah perlu untuk mencipta mod operasi suhu biasa.

Alat pemprosesan

Keperluan untuk alat pemprosesan bahan agak tinggi. Selalunya, pemprosesan titanium dan aloi dijalankan menggunakan pemotong yang mempunyai kepala boleh tanggal, dan ia dipasang pada mesin CNC. Semasa operasi, alat kerja tertakluk kepada haus kasar, pelekat dan meresap. Perhatian khusus harus diberikan kepada kehausan meresap, kerana pada masa ini proses pembubaran kedua-dua bahan pemotong dan kosong titanium berlaku. Proses ini paling aktif jika suhu berada dalam julat dari 900 hingga 1200 darjah Celsius.

Keperluan alat

Ciri pemprosesan titanium juga adalah perlu untuk memilih alat yang berfungsi bergantung pada mod operasi yang dipilih.

Untuk bekerja dalam mod awal, sisipan yang paling biasa digunakan ialah bulat atau segi empat sama iC19. Plat ini diperbuat daripada aloi khas, yang ditandakan sebagai H13A dan tidak mempunyai salutan.

Untuk berjaya memproses titanium dengan cara perantaraan, anda perlu menggunakan hanya sisipan bulat daripada aloi H13A yang sama atau daripada aloi GC1155 dengan salutan PDV.

Untuk kaedah pemprosesan asas yang paling bertanggungjawab, muncung bulat dengan tepi pemotong pengisaran digunakan, yang diperbuat daripada aloi H13A, GC 1105, CD 10.

Adalah penting untuk menambah bahawa apabila pemesinan pada mesin pelarik CNC, sisihan terkecil daripada bentuk bahagian yang dinyatakan dalam terma rujukan dibenarkan. Selalunya, unsur yang diperbuat daripada aloi sedemikian tidak mempunyai sisihan daripada norma sama sekali.

Masalah pemprosesan utama

Masalah utama yang dihadapi dalam pemprosesan bahan mentah ini ialah melekat dan melecet pada alat. Kerana ini, rawatan haba titanium sangat sukar. Di samping itu, banyak masalah disebabkan oleh fakta bahawa logam mempunyai kekonduksian terma yang sangat rendah. Disebabkan fakta bahawa logam lain menahan haba jauh lebih lemah, apabila bersentuhan dengan titanium, mereka paling kerap membentuk aloi. Ini adalah sebab utama alat cepat haus. Untuk mengurangkan sedikit lecet dan melekat, serta mengalihkan sebahagian daripada haba yang dijana, pakar mengesyorkan melakukan perkara berikut:

• Pertama, anda mesti menggunakan penyejuk;
• kedua, apabila mengasahbahan kerja, sebagai contoh, alatan daripada bahan tugas berat yang sama harus digunakan;
• ketiga, apabila memproses bahan mentah dengan pemotong, kelajuan dikurangkan dengan ketara untuk mengurangkan haba.

Pengoksidaan dan nitriding titanium

Adalah berbaloi bermula dengan titanium nitriding, kerana rawatan jenis ini jauh lebih sukar daripada pengoksidaan. Proses teknologi adalah seperti berikut. Produk titanium dipanaskan hingga 850-950 darjah Celsius, selepas itu bahagian itu mesti diletakkan dalam persekitaran dengan gas nitrogen tulen selama beberapa hari. Selepas itu, filem titanium nitrida terbentuk pada permukaan unsur, disebabkan oleh tindak balas kimia yang akan berlaku pada hari-hari ini. Jika semuanya berjalan lancar, maka filem berwarna emas akan muncul pada titanium, yang akan dibezakan dengan peningkatan kekuatan dan rintangan lelasan.

Bagi pengoksidaan titanium, kaedah ini sangat biasa dan tergolong, seperti yang sebelumnya, dalam rawatan haba titanium. Permulaan proses tidak berbeza dengan nitriding, bahagian mesti dipanaskan hingga suhu 850 darjah Celsius. Tetapi proses penyejukan tidak berlaku secara beransur-ansur dan dalam medium gas, tetapi secara tiba-tiba dan dengan penggunaan cecair. Oleh itu, adalah mungkin untuk mendapatkan filem pada permukaan titanium, yang akan terikat kuat padanya. Kehadiran jenis filem ini pada permukaan membawa kepada peningkatan kekuatan dan rintangan lelasan sebanyak 15-100 kali ganda.

Menyambung bahagian

Dalam beberapa kes, produk titanium adalah sebahagian daripada yang besarreka bentuk. Ini menunjukkan bahawa terdapat keperluan untuk menyambungkan bahan yang berbeza.

Untuk menyambungkan produk daripada bahan mentah ini, empat kaedah utama digunakan. Yang utama ialah kimpalan, brazing juga digunakan, kaedah sambungan mekanikal yang melibatkan penggunaan rivet dan sambungan bolted. Sehingga kini, kaedah pemprosesan utama untuk menyambungkan produk ke dalam satu struktur ialah kimpalan dalam persekitaran gas lengai atau fluks bebas oksigen khas.

Bagi pematerian, kaedah ini hanya digunakan jika kimpalan adalah mustahil atau tidak praktikal. Proses ini rumit oleh beberapa tindak balas kimia yang berlaku akibat pematerian. Untuk membuat sambungan mekanikal dengan bolt atau rivet, anda juga perlu menggunakan bahan khas.