Vai titānu ir grūtāk apstrādāt nekā nerūsējošo tēraudu?

Jā, titānu parasti ir grūtāk apstrādāt nekā nerūsējošo tēraudu. Iemesls ir drīzāk fizisks, nevis tikai cietības jautājums: titānam ir zema siltumvadītspēja, aptuveni 7 W/m·K Ti-6Al-4V, salīdzinot ar aptuveni 15–20 W/m·K austenīta nerūsējošajam tēraudam, tāpēc lielākā daļa griešanas siltuma paliek instrumenta malās. Tas arī ātri sacietē un griešanas temperatūrā ķīmiski reaģē ar instrumenta materiāliem. Praktiski titāna apstrādei nepieciešams par aptuveni 30% vairāk apstrādes laika un tas izraisa ātrāku instrumenta nodilumu nekā parasto nerūsējošā tērauda veidu apstrāde ar tādu pašu materiāla noņemšanas ātrumu.

Kāpēc titānu ir grūti apstrādāt

Siltuma koncentrācija

Aptuveni 80% siltuma, kas rodas, griežot titānu, paliek skaidā un griešanas malā, salīdzinot ar labāku siltuma izkliedi caur nerūsējošā tērauda sagatavi. Sekas ir paātrināts sānu un krāteru nodilums, instrumenta termiski bojājumi un nepieciešamība pēc agresīvas dzesēšanas.

Darba rūdīšana

Titāna deformācija-sacietē ar lielu ātrumu, tāpēc jebkāda berze, noturība vai blāva mala sacietē virsmu un sabojā nākamo griezumu. Nerūsējošais tērauds arī sacietē-, taču rūdītais slānis ir seklāks un mazāk stingrs.

Griešanas parametri un instrumenti

Praktiski sākumpunkti virpošanai un frēzēšanai ir griešanas ātrums 30-60 virsmas pēdas minūtē titānam pretstatā 70-100 SFM nerūsējošajam tēraudam ar padeves ātrumu 0,002-0,005 collas uz apgriezienu titānam un 0,0004 IN8-PR 0,0004. Karbīda instrumenti labi darbojas uz abiem, taču ātrgaitas tērauds ir slikta izvēle titānam, un keramikas instrumentus, kas ir lieliski piemēroti tēraudam, nedrīkst izmantot titānam ķīmiskās reaģētspējas dēļ. CBN ir ierobežots ar viegliem apdares griezumiem uz titāna. Titānam ir būtiskas asas pozitīvās ģeometrijas, lieli svina leņķi un nemainīgs skaidu biezums; kāpšanas frēzēšanas un trochoidālo instrumentu ceļi samazina sacietējušā slāņa aizturi un atkārtotu griešanu.

Prasības dzesēšanas šķidrumam un mašīnai

Plūdu dzesēšanas šķidrums ir obligāts titānam, un ļoti ieteicams ar instrumentu nodrošināt augsta-spiediena padevi 1000 psi vai vairāk, lai salauztu skaidas un aiznestu siltumu. Priekšroka tiek dota eļļas-vai daļēji{4}}sintētiskiem dzesēšanas šķidrumiem, nevis vienkāršiem ūdenī{5}}šķīstošiem šķidrumiem. Pieņemami nerūsējošā tērauda mašīnas ar 300{8}}500 psi ar ūdenī šķīstošu dzesēšanas šķidrumu. Mašīnas stingrība ir ļoti svarīga titānam: smagākas mašīnas, stingra darba turēšana, vibrācijas kontrole un augstākās kvalitātes instrumentu turētāji samazina pļāpāšanu, kas citādi iznīcina gan instrumenta kalpošanas laiku, gan virsmas apdari.

Ietekme uz izmaksām un kvalitāti

Apstrādes sods tieši izpaužas izmaksās. Titāna mašīnas darbības laiks ir par 30-40% lielāks nekā nerūsējošajam tēraudam ar līdzvērtīgu noņemšanas ātrumu, instrumenta patēriņš ir lielāks, un dzesēšanas šķidruma un uzstādīšanas prasības ir lielākas. Titāna virsmas apdarei bieži ir nepieciešamas vairākas apdares kārtas un rūpīga instrumenta-ceļa plānošana, un plānu -sienu titāna detaļu izmēru stabilitāte ir jutīgāka pret karstumu, tāpēc apstrādes laikā detaļas var kustēties vairāk. Tāpēc kvalitātes kontrolē jāietver temperatūras kontrolētas rupjmaiņas un apdares stratēģijas, kā arī pārbaude pēc atdzesēšanas.

Paraugprakses kopsavilkums

Saglabājiet instrumenta malas asas; nomainiet ieliktņus pie pirmajām nodiluma pazīmēm

Saglabājiet pastāvīgu iesaistīšanos un izvairieties no kavēšanās vai pārtrauktiem griezumiem

Izmantojiet augsta-spiediena, virzītu dzesēšanas šķidrumu un pareizu dzesēšanas šķidruma ķīmisko sastāvu

Izvēlieties stingras mašīnas, turētājus un darba turētājus

Kāpt dzirnavās un izmantot trochoidālos celiņus uz titāna; parastie ceļi ir pieņemami uz nerūsējošā tērauda

Pārraugiet instrumentu nodilumu, izmantojot noteiktu ieliktņa{0}}dzīves laika kritēriju, nevis pēc sajūtas

FAQ

Vai titāns ir cietāks par nerūsējošo tēraudu?

Ne parastajā izpratnē. Atkausētais titāns ir mīkstāks nekā daudzi nerūsējošie tēraudi, tā cietība ir aptuveni 160–200 HV 2. pakāpei, taču to ir grūtāk apstrādāt siltuma koncentrācijas un darba sacietēšanas dēļ, nevis tāpēc, ka tas ir cietāks.

Kāds ir labākais titāna griešanas ātrums?

Karbīda instrumentiem 30-60 SFM ir uzticams sākuma diapazons Ti-6Al-4V. Stingras ģeometrijas, pārtrauktu griezumu vai vecākām mašīnām ātrums ir jāsamazina vēl vairāk.

Kāpēc titāns metinās pie griezējinstrumenta?

Griešanas temperatūrā titāns ir ķīmiski reaģējošs un saistās ar instrumenta materiālu, izraisot{0}}apaugušās malas un šķelšanos. Asas malas, atbilstošs ātrums un dzesēšanas šķidrums samazina šo saķeri.

Vai titānu var apstrādāt ar standarta CNC dzirnavām?

Jā, ar nosacījumu, ka iekārta ir stingra un var tikt appludināta vai ar -instrumenta dzesēšanas šķidrumu. Neliels griešanas dziļums, liela padeve uz vienu zobu un kāpšanas frēzēšana nodrošina labus rezultātus pat ar mazāk stingrām mašīnām.

Cik maksā titāna apstrāde nekā nerūsējošā tērauda apstrāde?

Parasti apstrādes laiks ir par 30–40% lielāks un instrumentu izmaksas ir vēl augstākas, tāpēc apstrādātas titāna detaļas parasti maksā 1,5–2 reizes par līdzvērtīgu nerūsējošā tērauda daļu, pirms tiek ņemtas vērā materiālu izmaksas.

Vai 2. klases titānu ir vieglāk apstrādāt nekā 5. klases titānu?

Jā. Komerciāli tīra 2. pakāpe ir mīkstāka un mazāk reaģējoša nekā Ti-6Al-4V, nodrošinot lielāku ātrumu un ilgāku instrumenta kalpošanas laiku. 5. pakāpei ir nepieciešami iepriekš aprakstītie konservatīvie parametri.