I moderne fremstilling, CNC (Computer numerisk kontrol) bearbejdningsteknologi spiller en afgørende rolle i bearbejdningen af titanlegeringer.
I moderne fremstilling, CNC (Computer numerisk kontrol) bearbejdningsteknologi spiller en afgørende rolle i bearbejdningen af titanlegeringer.
Titaniumlegeringer har ekstrem høj styrke og relativt lav densitet, hvilket betyder, at dele lavet af titanlegeringer kan opretholde fremragende mekaniske egenskaber selv under kravet om letvægtsdesign.
Titaniumlegeringer er meget modstandsdygtige over for de fleste syrer og baser, hvilket gør dem velegnede til barske miljøer såsom havet og kemiske behandlingsfaciliteter.
CNC-bearbejdning af titanlegeringer
Titaniumlegeringer er meget velegnede til brug i humane implantater, fordi de ikke forårsager immunafstødning og er yderst kompatible med humant væv.
Titaniumlegeringer kan opnå en meget glat overflade efter bearbejdning, og denne overflade har meget høj slidstyrke, som er velegnet til dele til langtidsbrug.
Selvom titanlegeringer er svære at bearbejde, komplekse former kan bearbejdes præcist gennem CNC-teknologi, opfylder de strenge krav til geometrisk nøjagtighed af dele i industrier som rumfart.
Titaniumlegeringer er ikke-magnetiske, hvilket er en vigtig fordel for nogle elektroniske enheder og medicinske applikationer.
Titaniumlegeringer kan bevare deres mekaniske egenskaber ved høje temperaturer, hvilket er afgørende for applikationer med høje temperaturer såsom flymotorer.
Titaniumlegeringer har god duktilitet og kan formes og forarbejdes uden at beskadige materialets integritet.
Mikrostrukturen af titanlegeringer hjælper med at modstå udbredelsen af udmattelsesrevner, forbedring af komponenternes pålidelighed og levetid.
CNC-bearbejdning af titanlegeringer kan reducere materialespild, og moderne bearbejdningsteknikker har en tendens til at bruge mere miljøvenlige kølemidler og smøremidler.
Med den kontinuerlige fremskridt inden for bearbejdningsteknologi, bearbejdningsomkostningerne og effektiviteten af titanlegeringer forbedres også gradvist, yderligere at udvide deres anvendelsesområder.
I forbindelse med CNC-bearbejdning, forskellige kvaliteter af titanium tilbyder unikke kombinationer af egenskaber, der gør dem velegnede til forskellige anvendelser.
Her er en oversigt over almindelige titaniumkvaliteter, der bruges i CNC-bearbejdning og deres egenskaber:
Grad 1 er en af de kommercielt rene (CP) titanium kvaliteter med fremragende slag- og korrosionstolerance, samt god svejsbarhed.
Det har det højeste niveau af duktilitet og formbarhed blandt CP-kvaliteterne, hvilket gør den ideel til applikationer, hvor disse kvaliteter er essentielle.
Svarende til Grade 1, Grad 2 er en anden CP-kvalitet med lidt lavere duktilitet, men tilbyder stadig god korrosionsbestandighed og svejsbarhed. Det bruges ofte i generelle industrielle applikationer, hvor moderate niveauer af styrke og korrosionsbestandighed er påkrævet.
Grad 5, også kendt som Ti-6Al-4V, er den mest udbredte alfa-beta titanlegering på grund af dens kombination af høj styrke, god korrosionsbestandighed, og fremragende biokompatibilitet.
Det er almindeligt anvendt i rumfart, militær, og medicinske applikationer, hvor disse egenskaber er kritiske.
Grad 7 er en alfa-beta titanlegering svarende til Grade 5 men med et højere aluminiumindhold, som giver forbedret krybemodstand ved høje temperaturer.
Dette gør den velegnet til applikationer, der kræver strukturel stabilitet ved høje temperaturer.
Grad 12 er en alfa-beta titanlegering med forbedret styrke og sejhed sammenlignet med CP-kvaliteterne.
Det bruges i applikationer, hvor en balance mellem styrke og formbarhed er nødvendig, som i bilindustrien.
Årsager og løsninger til CNC-bearbejdningsvibrationer
Når du vælger en titaniumkvalitet til CNC-bearbejdning, det er vigtigt at overveje de specifikke krav til ansøgningen, inklusive den ønskede styrke, korrosionsbestandighed, arbejdstemperatur, og biokompatibilitet.
Hver kvalitet tilbyder et unikt sæt egenskaber, der skal matches til applikationens behov for at sikre optimal ydeevne og levetid for den færdige del.
Vanskelighederne ved bearbejdning af titanlegering omfatter hovedsageligt:
Den termiske ledningsevne af titanlegering er meget lav, hvilket gør det svært for den varme, der dannes under skæreprocessen, at blive afledt hurtigt.
Som et resultat, varme akkumuleres let i kontaktområdet mellem værktøjet og emnet, forårsager for høj værktøjstemperatur og accelererer værktøjsslid .
Ved høje temperaturer, titanlegering er tilbøjelig til kemiske reaktioner med ilt og nitrogen i luften, danner et hærdet lag, hvilket øger bearbejdningsbesværet .
Titaniumlegering vil sandsynligvis opleve arbejde - hærdning under skæreprocessen, altså, materialets hårdhed øges med deformationen under bearbejdningsprocessen.
Dette kræver brug af værktøjer med højere ydeevne og strengere skæreparametre .
På grund af ovennævnte egenskaber, værktøjet slides meget hurtigt i titanlegeringsbearbejdning, især nær skærkanten og værktøjsspidsen .
Almindelige vanskeligheder ved bearbejdning af titaniumlegeringer
Spånen af titanlegering har et stort kontaktområde med værktøjets riveflade og er let at vikle rundt om værktøjet, hvilket forhindrer normal skæring.
Desuden, Der skal lægges særlig vægt på spånevakueringen for at undgå at påvirke bearbejdningskvaliteten .
Elasticitetsmodulet for titanlegering er relativt lavt, og det er nemt at producere elastisk deformation under bearbejdning.
Især ved bearbejdning af tynde – væggede eller ringformede dele, deformation af emnet kan forekomme .
Vibrationen, der genereres under bearbejdning af titanlegeringer, er ti gange højere end almindeligt stål, hvilket ikke kun øger værktøjsslid, men også kan føre til et fald i emnets overfladekvalitet .
Valg af passende værktøjsmaterialer og belægningsteknologier er afgørende for at forbedre effektiviteten af titanlegeringsbearbejdning og værktøjslevetid .
Vakuum belægning
Den fastspændingsdeformation og spændingsinducerede deformation af titanlegering under bearbejdning er store, så der skal lægges særlig vægt på arbejdsstykkets fikseringsmetode for at forhindre deformation under bearbejdningsprocessen .
Brug af ukorrekt skærevæske kan føre til kemiske reaktioner eller påvirke spånevakueringen.
Derfor, at vælge en passende skærevæske er også en udfordring i titanlegeringsbearbejdning .
Som svar på disse vanskeligheder, en række foranstaltninger skal træffes ved bearbejdning af titanlegering, såsom at bruge højtydende skæreværktøjer, optimering af skæreparametre, vedtagelse af passende køle- og smørestrategier, og sikring af den korrekte fastspænding af emnet, for at forbedre bearbejdningseffektiviteten og kvaliteten.
Rumfart:
På grund af dets korrosionsbestandige egenskaber og høj styrke, titanlegering er velegnet til rumfartsapplikationer, såsom motorblade, landingsstel, aksler, og interne strukturer.
Anvendelse og udfordringer til CNC-bearbejdning af titan
Medicinsk industri:
Titaniumlegering har kemisk inertitet og biokompatibilitet og kan bruges til fremstilling af medicinske implantater og kirurgisk udstyr, såsom knoglevækststimulatorer, spinal fusionsudstyr, og knogleplader.
Skibsbygning:
Titaniumlegering CNC-bearbejdning har også vigtige anvendelser i marineindustrien, såsom dæk, lænker, fjederkroge, trykbeholdere, og ubådsdetektorer.
Titanium metal, på grund af dens slagfasthed og holdbarhed, er meget brugt i sportsvogne og luksusbiler, såsom bilrammer, fastgørelsesmidler, lyddæmpere, udstødningsrør, motorventiler, og lastbærende fjedre.
Anvendelse af titanlegeringsmaterialer i biler
Andre industrier:
Titanium CNC-bearbejdning er også anvendelig til olie og gas, konstruktion, smykker, sport, og elbilindustrien.
Selvom titanlegering CNC-bearbejdning har mange fordele, den står også over for nogle udfordringer under bearbejdningsprocessen:
Ved bearbejdning af titanlegering, nogle gasser kan reagere med det, resulterer i problemer såsom overfladeoxidation og skørhed.
Titaniumlegering har lav varmeledningsevne, hvilket får arbejdsemnet til at opvarme hurtigt nær skæreområdet. Dette vil føre til hurtigere værktøjsslid og kan have en negativ indvirkning på kvaliteten af skæreoverfladen.
På grund af dens krystalstruktur, titanlegering kan give problemer under bearbejdning, øge skærekraften, reducerer let bearbejdning, og øger chancen for resterende stress.
Bestem emnets materiale, størrelse, form, og præcisionskrav, osv.
Vælg værktøjstypen, diameter, længde, osv. i henhold til emnets materiale og bearbejdningskrav.
Bestem bearbejdningskoordinatsystemet i CNC-styresystemet.
Indstil parametre såsom skærehastighed, tilførselshastighed, og skæredybde i henhold til emnet, værktøjer, og krav.
Kontroller omhyggeligt parametrene før bearbejdning. Simuleringsbearbejdning eller prøveskæring kan bruges til at verificere.
Overvåg værktøjsslid, skærekraft, skæretemperatur, osv. i realtid og juster parametrene, når det er nødvendigt.
Vedligehold regelmæssigt CNC-værktøjsmaskinen for at sikre dens præcision og ydeevne.
Følg sikkerhedsprocedurerne.
Skematisk diagram af CNC-værktøjsmaskinens struktur
Evnen til at CNC-bearbejde titanlegeringer er løbende blevet forbedret, takket være fremskridtene inden for materialevidenskab, maskinteknik og computerteknologi.
Ved at anvende de nyeste bearbejdningsteknikker og optimeringsstrategier, producenter er i stand til at producere titanlegeringsdele med højere effektivitet og bedre kvalitet.
Med udviklingen af teknologi, omkostningseffektiviteten og miljøpåvirkningen af CNC-bearbejdning af titanlegeringer forventes at blive yderligere forbedret i fremtiden.
Efterlad et svar