Апрацоўка тытанавага сплаву з ЧПУ: Працэс, Заяўкі і выклікі

12,275 Прагляды 2024-10-24 13:38:56

У сучаснай вытворчасці, ЧПУ (Лікавае кіраванне кампутарам) тэхналогія апрацоўкі гуляе жыццёва важную ролю ў апрацоўцы тытанавых сплаваў.

Перавагі апрацоўкі тытана з ЧПУ

• Высокае суадносіны трываласці да вагі:

Тытанавыя сплавы валодаюць надзвычай высокай трываласцю і адносна нізкай шчыльнасцю, што азначае, што дэталі з тытанавых сплаваў могуць захоўваць выдатныя механічныя ўласцівасці нават пры патрабаванні лёгкай канструкцыі.

• Выдатная ўстойлівасць да карозіі:

Тытанавыя сплавы адрозніваюцца высокай устойлівасцю да большасці кіслот і шчолачаў, што робіць іх прыдатнымі для суровых умоў, такіх як акіян і хімічныя перапрацоўчыя прадпрыемствы.

Апрацоўка тытанавых сплаваў з ЧПУ

• Біясумяшчальнасць:

Тытанавыя сплавы вельмі падыходзяць для выкарыстання ў чалавечых імплантатах, таму што яны не выклікаюць імуннага адрыньвання і вельмі сумяшчальныя з тканінамі чалавека.

• Высокая зносаўстойлівасць:

Тытанавыя сплавы могуць атрымаць вельмі гладкую паверхню пасля апрацоўкі, і гэтая паверхня мае вельмі высокую зносаўстойлівасць, які падыходзіць для дэталяў для працяглага выкарыстання.

• Добрыя характарыстыкі апрацоўкі:

Хоць тытанавыя сплавы цяжка паддаюцца апрацоўцы, складаныя формы могуць быць дакладна апрацаваны з дапамогай тэхналогіі ЧПУ, адпаведнасць строгім патрабаванням геаметрычнай дакладнасці дэталяў у такіх галінах, як аэракасмічная прамысловасць.

• Немагнітны:

Тытанавыя сплавы немагнітныя, што з'яўляецца важнай перавагай для некаторых электронных прылад і медыцынскіх прыкладанняў.

• Прадукцыйнасць пры высокіх тэмпературах:

Тытанавыя сплавы могуць захоўваць свае механічныя ўласцівасці пры высокіх тэмпературах, што мае вырашальнае значэнне для высокатэмпературных прыкладанняў, такіх як авіярухавікі.

• Добрая пластычнасць:

Тытанавыя сплавы валодаюць добрай пластычнасцю, іх можна фармаваць і апрацоўваць без пашкоджання цэласнасці матэрыялу.

• Ўстойлівасць да распаўсюджвання усталостных расколін:

Мікраструктура тытанавых сплаваў дапамагае супрацьстаяць развіццю ўсталостных расколін, павышэнне надзейнасці і тэрміну службы дэталяў.

• Навакольнае асяроддзе – прыязнае:

Апрацоўка тытанавых сплаваў з ЧПУ можа паменшыць адходы, і сучасныя метады апрацоўкі, як правіла, выкарыстоўваюць больш экалагічна чыстыя астуджальныя вадкасці і змазкі.

З бесперапынным прагрэсам тэхналогіі апрацоўкі, кошт апрацоўкі і эфектыўнасць тытанавых сплаваў таксама паступова паляпшаюцца, далейшае пашырэнне абласцей прымянення.

Розныя маркі тытана для апрацоўкі з ЧПУ

У кантэксце апрацоўкі з ЧПУ, розныя гатункі тытана прапануюць унікальнае спалучэнне уласцівасцей, якія робяць іх прыдатнымі для розных ужыванняў.

Вось агляд распаўсюджаных марак тытана, якія выкарыстоўваюцца ў апрацоўцы з ЧПУ, і іх характарыстыкі:

• Гатунак 1 Тытан

Гатунак 1 з'яўляецца адным з камерцыйна чыстых (CP) маркі тытана з выдатнай ударатрываласцю і ўстойлівасцю да карозіі, а таксама добрая свариваемость.

Ён мае самы высокі ўзровень пластычнасці і формуемости сярод марак СР, што робіць яго ідэальным для прыкладанняў, дзе гэтыя якасці неабходныя.

• Гатунак 2 Тытан

Падобна да Grade 1, Гатунак 2 з'яўляецца яшчэ адной маркай CP з крыху меншай пластычнасцю, але па-ранейшаму забяспечвае добрую ўстойлівасць да карозіі і зварвальнасць. Ён часта выкарыстоўваецца ў агульных прамысловых прымяненнях, дзе патрабуецца ўмераны ўзровень трываласці і ўстойлівасці да карозіі.

• Гатунак 5 Тытан (Ti-6Al-4V)

Гатунак 5, таксама вядомы як Ti-6Al-4V, з'яўляецца найбольш шырока выкарыстоўваным альфа-бэта-тытанавым сплавам дзякуючы спалучэнню высокай трываласці, добрая ўстойлівасць да карозіі, і выдатная биосовместимость.

Ён звычайна выкарыстоўваецца ў аэракасмічнай галіне, ваенная, і медыцынскае прымяненне, дзе гэтыя ўласцівасці важныя.

• Гатунак 7 Тытан (Ti-6Al)

Гатунак 7 гэта альфа-бэта-тытанавы сплаў, падобны на Grade 5 але з больш высокім утрыманнем алюмінія, які забяспечвае палепшаную ўстойлівасць да паўзучасці пры падвышаных тэмпературах.

Гэта робіць яго прыдатным для прымянення, якое патрабуе стабільнасці структуры пры высокіх тэмпературах.

• Гатунак 12 Тытан (Ti-3Al-2,5В)

Гатунак 12 гэта альфа-бэта-тытанавы сплаў з падвышанай трываласцю і трываласцю ў параўнанні з класамі CP.

Ён выкарыстоўваецца там, дзе неабходны баланс паміж трываласцю і здольнасцю да фарміравання, напрыклад, у аўтамабільнай прамысловасці.

Прычыны і рашэнні для вібрацыі апрацоўкі з ЧПУ

Пры выбары маркі тытана для апрацоўкі з ЧПУ, важна ўлічваць канкрэтныя патрабаванні прыкладання, уключаючы жаданую трываласць, ўстойлівасць да карозіі, працоўная тэмпература, і біясумяшчальнасць.

Кожны гатунак прапануе унікальны набор уласцівасцяў, якія павінны адпавядаць патрэбам прыкладання, каб забяспечыць аптымальную прадукцыйнасць і даўгавечнасць гатовай дэталі.

Агульныя цяжкасці пры апрацоўцы тытанавых сплаваў

Цяжкасці ў апрацоўцы тытанавых сплаваў у асноўным ўключаюць:

• Нізкая цеплаправоднасць:

Цеплаправоднасць тытанавага сплаву вельмі нізкая, што абцяжарвае хуткае рассейванне цяпла, якое вылучаецца ў працэсе рэзкі.

У выніку, цяпло лёгка назапашваецца ў зоне кантакту паміж інструментам і нарыхтоўкай, выклікаючы занадта высокую тэмпературу інструмента і паскараючы знос інструмента .

• Высокая хімічная актыўнасць:

Пры высокіх тэмпературах, тытанавы сплаў схільны да хімічных рэакцый з кіслародам і азотам паветра, утвараючы зацвярдзелы пласт, што павялічвае складанасць апрацоўкі .

• Праца – загартоўка:

Тытанавы сплаў, хутчэй за ўсё, будзе адчуваць працу - загартоўку ў працэсе рэзкі, гэта значыць, цвёрдасць матэрыялу павялічваецца з дэфармацыяй у працэсе апрацоўкі.

Гэта патрабуе выкарыстання больш прадукцыйных інструментаў і больш строгіх параметраў рэзкі .

• Хуткі знос інструмента:

Дзякуючы вышэйзгаданым характарыстыкам, інструмент вельмі хутка зношваецца пры апрацоўцы тытанавых сплаваў, асабліва каля рэжучай абзы і наканечніка інструмента .

Агульныя цяжкасці пры апрацоўцы тытанавых сплаваў

• Складаная ўтылізацыя чыпаў:

Скол з тытанавага сплаву мае вялікую плошчу кантакту з пярэдняй часткай інструмента і яго лёгка намотваць вакол інструмента, што перашкаджае нармальнай рэзцы.

Больш за тое, асаблівую ўвагу трэба звярнуць на эвакуацыю стружкі, каб не паўплываць на якасць апрацоўкі .

• Нізкі модуль пругкасці:

Модуль пругкасці тытанавага сплаву адносна нізкі, і лёгка вырабіць пругкую дэфармацыю падчас механічнай апрацоўкі.

Асабліва пры апрацоўцы дэталяў з тонкімі сценкамі або кольцамі, можа адбыцца дэфармацыя нарыхтоўкі .

• Вібрацыя апрацоўкі:

Вібрацыя, якая ўтвараецца падчас апрацоўкі тытанавага сплаву, у дзесяць разоў перавышае вібрацыю звычайнай сталі, што не толькі павялічвае знос інструмента, але і можа прывесці да пагаршэння якасці паверхні нарыхтоўкі .

• Выбар інструмента і тэхналогія нанясення пакрыццяў:

Выбар адпаведных інструментальных матэрыялаў і тэхналогій пакрыцця мае вырашальнае значэнне для павышэння эфектыўнасці апрацоўкі тытанавых сплаваў і даўгавечнасці інструмента .

Вакуумнае пакрыццё

• Заціск і дэфармацыя загатоўкі:

Дэфармацыя заціску і дэфармацыя тытанавага сплаву, выкліканая напругай, падчас механічнай апрацоўкі вялікія, таму асаблівую ўвагу трэба надаць спосабу мацавання нарыхтоўкі, каб прадухіліць дэфармацыю ў працэсе апрацоўкі .

• Выбар рэзультатыўнай вадкасці:

Выкарыстанне неадпаведнай апрацоўчай вадкасці можа прывесці да хімічных рэакцый або паўплываць на адвод стружкі.

Таму, выбар адпаведнай апрацоўчай вадкасці таксама з'яўляецца праблемай пры апрацоўцы тытанавых сплаваў .

У адказ на гэтыя цяжкасці, пры апрацоўцы тытанавага сплаву неабходна прыняць шэраг мер, напрыклад, выкарыстанне высокапрадукцыйных рэжучых інструментаў, аптымізацыя параметраў рэзкі, прыняцце адпаведных стратэгій астуджэння і змазкі, і забеспячэнне правільнага заціску нарыхтоўкі, для павышэння эфектыўнасці і якасці апрацоўкі.

Прымяненне і праблемы для апрацоўкі тытана з ЧПУ

Прымяненне апрацоўкі з ЧПУ з тытанавага сплаву

Аэракасмічная:

Дзякуючы каразійна-ўстойлівым уласцівасцям і высокай трываласці, тытанавы сплаў падыходзіць для аэракасмічнага прымянення, напрыклад, лопасці рухавіка, шасі, валы, і ўнутраныя структуры.

Прымяненне і праблемы для апрацоўкі тытана з ЧПУ

Медыцынская прамысловасць:

Тытанавы сплаў валодае хімічнай інэртнасцю і біясумяшчальнасцю і можа выкарыстоўвацца для вытворчасці медыцынскіх імплантатаў і хірургічнага абсталявання, напрыклад, стымулятары росту костак, апараты для знітоўкі пазваночніка, і касцяныя пласціны.

Суднабудаванне:

Апрацоўка тытанавага сплаву з ЧПУ таксама знаходзіць важнае прымяненне ў марской прамысловасці, такія як калоды, кайданы, спружынныя гаплікі, сасудаў пад ціскам, і дэтэктары падводных лодак.

Аўтамабільная прамысловасць:

Металічны тытан, дзякуючы сваёй ударатрываласці і даўгавечнасці, шырока выкарыстоўваецца ў спартыўных аўтамабілях і аўтамабілях класа люкс, напрыклад, рамы аўтамабіляў, зашпількі, глушыцелі, выхлапныя трубы, клапаны рухавіка, і апорныя спружыны.

Прымяненне матэрыялаў з тытанавых сплаваў у аўтамабілях

Іншыя галіны:

Апрацоўка тытана з ЧПУ таксама прымяняецца да нафты і газу, будаўніцтва, ювелірныя вырабы, спорт, і электрамабільнай прамысловасці.

Праблемы ў апрацоўцы тытанавага сплаву з ЧПУ

Хоць апрацоўка тытанавага сплаву з ЧПУ мае шмат пераваг, ён таксама сутыкаецца з некаторымі праблемамі ў працэсе апрацоўкі:

1. Высокая хімічная рэактыўнасць і экструзія:

Пры апрацоўцы тытанавага сплаву, некаторыя газы могуць уступаць з ім у рэакцыю, што прыводзіць да такіх праблем, як акісленне паверхні і далікатнасць.

1. Назапашванне цяпла і сіла рэзання:

Тытанавы сплаў валодае нізкай цеплаправоднасцю, у выніку чаго нарыхтоўка хутка награваецца паблізу зоны рэзання. Гэта прывядзе да больш хуткага зносу інструмента і можа негатыўна адбіцца на якасці рэжучай паверхні.

1. Рэшткавае напружанне і напружанне загартоўкі:

Дзякуючы сваёй крышталічнай структуры, тытанавы сплаў можа выклікаць праблемы падчас апрацоўкі, павелічэнне сілы рэзання, памяншэнне прастаты апрацоўкі, і павелічэнне верагоднасці рэшткавага стрэсу.

Налада параметраў апрацоўкі з ЧПУ

• Удакладніце патрабаванні да апрацоўкі

Вызначце матэрыял загатоўкі, памер, форма, і патрабаванні да дакладнасці, г.д.

• Выберыце Інструменты

Выберыце тып інструмента, дыяметр, даўжыня, г.д. у адпаведнасці з матэрыялам нарыхтоўкі і патрабаваннямі да апрацоўкі.

• Усталюйце сістэму каардынат апрацоўкі

Вызначыць сістэму каардынат апрацоўкі ў сістэме кіравання ЧПУ.

• Усталюйце параметры апрацоўкі

Усталюйце такія параметры, як хуткасць рэзкі, хуткасць падачы, і глыбіня рэзання ў залежнасці ад нарыхтоўкі, інструменты, і патрабаванні.

• Агледзіце і праверце

Уважліва праверце параметры перад апрацоўкай. Для праверкі можна выкарыстоўваць імітацыю апрацоўкі або пробную рэзку.

• Сачыце за працэсам апрацоўкі

Сачыць за зносам інструмента, сіла рэзання, тэмпература рэзкі, г.д. у рэжыме рэальнага часу і пры неабходнасці наладжваць параметры.

• Абслугоўвайце станок

Рэгулярна абслугоўвайце станок з ЧПУ, каб забяспечыць яго дакладнасць і прадукцыйнасць.

• Бяспечная эксплуатацыя

Выконвайце працэдуры бяспекі эксплуатацыі.

Прынцыповая схема будовы станка з ЧПУ

Заключэнне

Магчымасць апрацоўкі тытанавых сплаваў з ЧПУ пастаянна ўдасканальвалася, дзякуючы прагрэсу ў матэрыялазнаўстве, машынабудаванне і вылічальная тэхніка.

Прыняўшы найноўшыя метады апрацоўкі і стратэгіі аптымізацыі, вытворцы могуць вырабляць дэталі з тытанавых сплаваў з больш высокай эфектыўнасцю і лепшай якасцю.

З развіццём тэхн, Чакаецца, што ў будучыні кошт - эфектыўнасць і ўздзеянне на навакольнае асяроддзе апрацоўкі тытанавых сплаваў з ЧПУ будуць яшчэ больш павышаны.