U suvremenoj proizvodnji, CNC (Računalno numeričko upravljanje) tehnologija strojne obrade igra vitalnu ulogu u strojnoj obradi legura titana.
Legure titana imaju izuzetno visoku čvrstoću i relativno nisku gustoću, što znači da dijelovi izrađeni od legura titana mogu zadržati izvrsna mehanička svojstva čak i pod zahtjevom za laganim dizajnom.
Legure titana vrlo su otporne na većinu kiselina i lužina, što ih čini prikladnima za teške uvjete kao što su oceani i postrojenja za kemijsku obradu.
CNC obrada legura titana
Legure titana vrlo su prikladne za upotrebu u ljudskim implantatima jer ne uzrokuju imunološko odbacivanje i vrlo su kompatibilne s ljudskim tkivima.
Legure titana mogu dobiti vrlo glatku površinu nakon strojne obrade, a ova površina ima vrlo visoku otpornost na trošenje, koji je prikladan za dijelove za dugotrajnu upotrebu.
Iako je legure titana teško obrađivati, složeni oblici mogu se precizno obraditi pomoću CNC tehnologije, ispunjavanje strogih zahtjeva geometrijske točnosti dijelova u industrijama kao što je zrakoplovstvo.
Legure titana nisu magnetske, što je važna prednost za neke elektroničke uređaje i medicinske aplikacije.
Legure titana mogu zadržati svoja mehanička svojstva na visokim temperaturama, što je ključno za visokotemperaturne primjene kao što su zrakoplovni motori.
Legure titana imaju dobru duktilnost i mogu se oblikovati i obrađivati bez oštećenja cjelovitosti materijala.
Mikrostruktura legura titana pomaže u otpornosti na širenje pukotina uslijed zamora, poboljšanje pouzdanosti i životnog vijeka dijelova.
CNC obrada legura titana može smanjiti materijalni otpad, a moderne tehnike strojne obrade teže korištenju ekološki prihvatljivijih rashladnih sredstava i maziva.
Uz kontinuirani napredak tehnologije strojne obrade, troškovi obrade i učinkovitost legura titana također se postupno poboljšavaju, dalje proširujući njihova područja primjene.
U kontekstu CNC obrade, različite vrste titana nude jedinstvene kombinacije svojstava koje ih čine prikladnima za različite primjene.
Ovdje je pregled uobičajenih vrsta titana koji se koriste u CNC obradi i njihovih karakteristika:
Razred 1 jedan je od komercijalno čistih (CP) vrste titana s izvrsnom otpornošću na udarce i koroziju, kao i dobra zavarljivost.
Ima najvišu razinu duktilnosti i mogućnosti oblikovanja među CP vrstama, što ga čini idealnim za primjene u kojima su ove kvalitete bitne.
Slično Gradeu 1, Razred 2 je još jedan CP stupanj s nešto nižom duktilnošću, ali još uvijek nudi dobru otpornost na koroziju i zavarljivost. Često se koristi u općoj industrijskoj primjeni gdje su potrebne umjerene razine čvrstoće i otpornosti na koroziju.
Razred 5, također poznat kao Ti-6Al-4V, je najčešće korištena legura alfa-beta titana zbog svoje kombinacije visoke čvrstoće, dobra otpornost na koroziju, i izvrsna biokompatibilnost.
Obično se koristi u zrakoplovstvu, vojnog, i medicinske primjene gdje su ta svojstva kritična.
Razred 7 je alfa-beta legura titana slična Grade 5 ali s većim sadržajem aluminija, koji osigurava poboljšanu otpornost na puzanje pri povišenim temperaturama.
To ga čini prikladnim za primjene koje zahtijevaju strukturnu stabilnost pri visokim temperaturama.
Razred 12 je alfa-beta legura titana s poboljšanom čvrstoćom i žilavošću u usporedbi s CP klasama.
Koristi se u primjenama gdje je potrebna ravnoteža između čvrstoće i mogućnosti oblikovanja, kao što je u automobilskoj industriji.
Uzroci i rješenja za vibracije CNC obrade
Prilikom odabira kvalitete titana za CNC obradu, važno je uzeti u obzir specifične zahtjeve aplikacije, uključujući željenu čvrstoću, otpornost na koroziju, radna temperatura, i biokompatibilnost.
Svaki stupanj nudi jedinstven skup svojstava koji se moraju uskladiti s potrebama primjene kako bi se osigurala optimalna izvedba i dugovječnost gotovog dijela.
Poteškoće u strojnoj obradi legure titana uglavnom uključuju:
Toplinska vodljivost legure titana je vrlo niska, što otežava brzo odvođenje topline nastale tijekom procesa rezanja.
Kao rezultat, toplina se lako akumulira u području kontakta između alata i obratka, uzrokujući previsoku temperaturu alata i ubrzavajući trošenje alata .
Na visokim temperaturama, legura titana sklona je kemijskim reakcijama s kisikom i dušikom u zraku, tvoreći otvrdnuti sloj, što povećava težinu obrade .
Legura titana vjerojatno će doživjeti rad - otvrdnjavanje tijekom procesa rezanja, odnosno, tvrdoća materijala raste s deformacijom tijekom procesa obrade.
To zahtijeva upotrebu alata s većom učinkom i strože parametre rezanja .
Zbog gore navedenih karakteristika, alat se vrlo brzo troši pri obradi legura titana, posebno u blizini oštrice i vrha alata .
Uobičajene poteškoće u strojnoj obradi legure titana
Čip od legure titana ima veliku kontaktnu površinu s nagnutom površinom alata i lako se namotava oko alata, što otežava normalno rezanje.
Štoviše, posebnu pozornost treba obratiti na evakuaciju strugotine kako bi se izbjegao utjecaj na kvalitetu strojne obrade .
Modul elastičnosti legure titana je relativno nizak, a lako je proizvesti elastičnu deformaciju tijekom strojne obrade.
Osobito kod strojne obrade dijelova s tankim stijenkama ili prstenastog oblika, može doći do deformacije obratka .
Vibracije nastale tijekom strojne obrade legure titana deset su puta veće od vibracija običnog čelika, što ne samo da povećava trošenje alata, već također može dovesti do pada kvalitete površine obratka .
Odabir odgovarajućih materijala za alate i tehnologija premaza ključan je za poboljšanje učinkovitosti strojne obrade legura titana i vijek trajanja alata .
Vakuumski premaz
Deformacija stezanja i deformacija izazvana naprezanjem legure titana tijekom strojne obrade su velike, pa posebnu pozornost treba obratiti na način fiksiranja izratka kako bi se spriječile deformacije tijekom procesa obrade .
Upotreba neodgovarajuće tekućine za rezanje može dovesti do kemijskih reakcija ili utjecati na evakuaciju strugotine.
Stoga, odabir odgovarajuće tekućine za rezanje također je izazov u strojnoj obradi legura titana .
Kao odgovor na te poteškoće, potrebno je poduzeti niz mjera kod strojne obrade legure titana, kao što je korištenje alata za rezanje visokih performansi, optimizacija parametara rezanja, usvajanje odgovarajućih strategija hlađenja i podmazivanja, te osiguravanje ispravnog stezanja obratka, kako bi se poboljšala učinkovitost i kvaliteta obrade.
Aerospace:
Zbog svoje otpornosti na koroziju i visoke čvrstoće, legura titana prikladna je za primjenu u zrakoplovstvu, kao što su lopatice motora, stajni trapovi, osovine, i unutarnje strukture.
Primjena i izazovi za CNC obradu titana
Medicinska industrija:
Legura titana ima kemijsku inertnost i biokompatibilnost te se može koristiti za proizvodnju medicinskih implantata i kirurške opreme, kao što su stimulatori rasta kostiju, uređaji za spinalnu fuziju, i koštane ploče.
Brodogradnja:
CNC obrada legure titana također ima važnu primjenu u pomorskoj industriji, kao što su palube, okovi, opružne kuke, posude pod pritiskom, i podmorski detektori.
Metalni titan, zbog otpornosti na udarce i trajnosti, naširoko se koristi u sportskim i luksuznim automobilima, kao što su okviri vozila, spojnice, prigušnice, ispušne cijevi, ventili motora, i nosive opruge.
Primjena materijala od legura titana u automobilima
Ostale industrije:
CNC obrada titana također je primjenjiva na naftu i plin, konstrukcija, nakit, sportski, i industrije električnih vozila.
Iako CNC obrada legure titana ima mnoge prednosti, također se suočava s nekim izazovima tijekom procesa strojne obrade:
Kod obrade legure titana, neki plinovi mogu reagirati s njim, što rezultira problemima kao što su površinska oksidacija i krtost.
Legura titana ima nisku toplinsku vodljivost, uzrokujući brzo zagrijavanje obratka u blizini područja rezanja. To će dovesti do bržeg trošenja alata i može imati negativan utjecaj na kvalitetu rezne površine.
Zbog svoje kristalne strukture, legura titana može uzrokovati probleme tijekom strojne obrade, povećanje sile rezanja, smanjujući lakoću strojne obrade, i povećanje mogućnosti zaostalog stresa.
Odredite materijal obratka, veličina, oblik, i zahtjevi za preciznošću, itd.
Odaberite vrstu alata, promjer, duljina, itd. prema zahtjevima materijala obratka i obrade.
Odrediti koordinatni sustav obrade u CNC sustavu upravljanja.
Postavite parametre kao što je brzina rezanja, brzina dodavanja, a dubina rezanja prema izratku, alata, i zahtjevima.
Pažljivo provjerite parametre prije strojne obrade. Za provjeru se može koristiti simulacija strojne obrade ili probnog rezanja.
Pratite istrošenost alata, sila rezanja, temperatura rezanja, itd. u stvarnom vremenu i prilagodite parametre kada je to potrebno.
Redovito održavajte CNC alatni stroj kako biste osigurali njegovu preciznost i učinkovitost.
Pridržavajte se sigurnosnih radnih postupaka.
Shematski dijagram strukture CNC alatnog stroja
Sposobnost CNC – strojne obrade legura titana kontinuirano se poboljšava, zahvaljujući napretku u znanosti o materijalima, strojarstva i računalne tehnologije.
Primjenom najnovijih tehnika strojne obrade i strategija optimizacije, proizvođači su u mogućnosti proizvesti dijelove od legure titana s većom učinkovitošću i boljom kvalitetom.
S razvojem tehnologije, očekuje se da će se troškovna učinkovitost i utjecaj na okoliš CNC obrade legura titana dodatno poboljšati u budućnosti.
Autorska prava © 2024 OVA Technology Co., Ltd Sva prava pridržana.
Ostavite odgovor