CNC-bearbeiding av titan

11,381 Visninger 2024-09-04 21:36:43

Introduksjon til titanlegeringer

Titanlegeringer refererer til en rekke legeringsmetaller laget av titan og andre metaller. Titan er et viktig strukturelt metall utviklet på 1950-tallet. Titanlegeringer har høy styrke, god korrosjonsbestandighet og høy varmebestandighet. På 1950- og 1960-tallet, hovedfokuset var på utvikling av høytemperatur titanlegeringer for flymotorer og strukturelle titanlegeringer for flykropper.

Introduksjon av titan

På grunn av sin enestående hardhet og styrke, titan har alltid blitt vurdert som en av de mest populære typene metaller i verden. På grunn av sin lave friksjonskoeffisient og utmerket slitestyrke, titan er et utmerket valg for høystressapplikasjoner. På grunn av de spesielle egenskapene til titan som høy hardhet og dårlig varmeledningsevne, det er vanskelig å behandle det ved hjelp av tradisjonell prosesseringsteknologi, så CNC-behandling har blitt det beste valget for behandling av titanlegeringsdeler.

Titanlegeringskvaliteter

Egenskaper til titan

Titan er et unikt materiale med et bredt spekter av bruksområder. Den er veldig sterk, lett og ruster ikke lett. Disse unike egenskapene til titan og dets blandinger gjør den ideell for rask prototyping. Titanium egenskaper inkluderer:

Høyere styrke til vektforhold

En av de mest slående egenskapene til titan er dens ekstremt lette natur. Titan har det høyeste styrke-til-vekt-forholdet av alle elementer. Dens tetthet er 4,5 g/cm 3, som er relativt lavere enn stålets 7,8 g/cm 3, og titans styrke er 288kNm/kg. Disse egenskapene forklarer hvorfor titan er grunnen til at jetmotorer gir forbedringer i vekt-til-vekt-forhold. I romfartsindustrien, denne funksjonen betyr lavere drivstofforbruk og forbedret total flyytelse. Når du designer og produserer titandeler for romfart, lette materialer er kritiske.

Korrosjonsbestandig

Titans korrosjonsmotstand er en annen enestående funksjon. Den tåler angrepet av saltsyre, fortynne svovelsyre- og kloridløsninger og de fleste naturlige syrer uten rust eller forringelse. Denne utmerkede korrosjonsmotstanden er nyttig i medisinske titanapplikasjoner, hvor metallet ofte brukes i implantater og kirurgiske instrumenter som kommer i kontakt med kroppsvæsker. Å opprettholde sin integritet og hygiene er nøkkelfaktorer i disse applikasjonene.

Biokompatibilitet

Biokompatibilitet er en nøkkelegenskap som skiller titan i medisinske applikasjoner. Det forårsaker ingen uønskede reaksjoner i menneskekroppen og er ideell for implantater og proteser. Denne biokompatibiliteten sikrer at kroppen lett aksepterer titan uten skadelige bivirkninger, som er en forutsetning for ethvert materiale som brukes i medisinske prosedyrer.

Termiske egenskaper

Til tross for mange fordeler, titan byr også på noen unike prosesseringsutfordringer. Titan har en lav varmeledningsevne på 21.9 M/(mK), som fører til at det genereres varme under behandlingen. Denne varmen, etter tur, påvirker kvaliteten på det ferdige produktet. I tillegg, titan er beryktet for sin reaktivitet med skjæreverktøy, som akselererer slitasje av titanverktøy og krever hyppig utskifting.

Mekaniske og elektriske egenskaper

Titan har god duktilitet og høy strekkfasthet; minimum flytegrense for ren titan 1 handler om 240-241 MPa. Dens hardhet varierer fra 70-74 og dens splittende seighet er 66 MPa-m 1/2. Ren titankvalitet 11 har en Youngs elastisitetsmodul på 116 GPA og en skjærmodul på 44 GPA.

Titan har en lav elektrisk ledningsevne på kun 3.1% IACS. Denne mangelen gjør den ubrukelig til å lede strøm. Imidlertid, kombinasjonen av mekaniske og fysiske egenskaper veier opp for denne mangelen.

Hvordan velge og bruke riktig titankvalitet

Valg og bruk av riktig titankvalitet avhenger hovedsakelig av de spesifikke kravene til applikasjonen. Titan er et metall med høy styrke, lav tetthet og utmerket korrosjonsbestandighet. Det er mye brukt i romfart, medisinsk, kjemisk, marinteknikk og andre felt. Før du velger, det er best å konsultere en materialekspert eller leverandør for å sikre at det valgte materialet oppfyller alle kravene til den spesifikke applikasjonen.

Materialtesting kan også være nødvendig for å verifisere om det er egnet for spesifikke bruksforhold.

Hvis du ikke er sikker på hvilken type titanlegering du trenger, vennligst kontakt oss

Whatsapp:+8615333853330

E-post:sales@casting-china.com

Hvorfor velge CNC-bearbeiding for titan

CNC-bearbeiding av titan er en avansert produksjonsprosess som gir mange fordeler, først og fremst på grunn av de unike egenskapene til titan som metall og presisjonen til CNC-teknologi. Fordeler inkluderer:

Høy presisjon

CNC-bearbeiding av titanlegeringer er kjent for sin høye presisjon og nøyaktighet. Dette er grunnen til at det brukes i romfart, medisinsk, og andre høypresisjonsindustrier som krever deler med stramme toleranser. CNC-maskiner utmerker seg på dette området, sikrer at selv komplekse og delikate komponenter er nøyaktig produsert. Enten du produserer komplekse medisinske implantater eller romfartsdeler, CNC maskinering oppfyller konsekvent stramme spesifikasjoner.

CNC-bearbeiding av titan

Materialeffektivitet

Materialbrukseffektivitet er en stor fordel med CNC-bearbeiding av titanlegeringer. Titanlegeringer er et dyrt materiale, og å redusere avfall er avgjørende for kostnadseffektivitet. CNC-maskiner er designet for å effektivt fjerne materiale, sikre at dyre titanlegeringer utnyttes optimalt. Å redusere materialavfall sparer ikke bare kostnader, men fremmer også bærekraft ved å minimere miljøpåvirkningen.

Komplekse geometrier

CNC-maskinering er allsidig og er i stand til å produsere komplekse og delikate delgeometrier som er vanskelige å oppnå med tradisjonelle produksjonsmetoder. Denne tilpasningsevnen er spesielt verdifull i bransjer som krever spesialdesignede eller komplekse komponenter. CNC titandeler gjør det mulig for produsenter å bringe svært komplekse design til live, åpner for muligheter for innovative produkter og løsninger innen romfart, medisinsk utstyr, og mer.

Repeterbarhet

Konsistens er kjennetegnet for CNC titan maskineringstjenester. CNC-maskiner kan produsere store mengder deler med jevn kvalitet. Dette er spesielt verdifullt i bransjer som romfart og bilindustri, som verdsetter kvaliteten, pålitelighet, og konsistens av komponentene. Enten du trenger én komponent eller tusenvis, CNC-bearbeiding sikrer at hver del oppfyller de samme høye kvalitetsstandardene, redusere potensialet for defekter og sikre produktets pålitelighet.

Overflatebehandling

CNC-bearbeiding kan oppnå en utmerket overflatefinish på titandeler. Dette er en kritisk funksjon, spesielt i applikasjoner hvor utseendet og glattheten til sluttproduktet er kritisk. I medisinsk og romfartssektoren, deler må oppfylle høye standarder for renslighet og estetikk, og titan CNC-maskinering sikrer at det ferdige produktet yter godt og ser bra ut.

Tool Life Management

Maskinering av titan kan være utfordrende på grunn av dets slitende natur og tendensen til å forårsake verktøyslitasje. Imidlertid, CNC-bearbeiding kan optimaliseres for å effektivt styre verktøyets levetid. Med riktig verktøy og skjærestrategier, holdbarheten og levetiden til skjæreverktøy kan forlenges, og reduserer dermed kostnadene for utskifting av verktøy. Denne styringen av verktøyets levetid er avgjørende for å kontrollere produksjonskostnadene, gjør CNC titan deler til et kostnadseffektivt alternativ.

Kostnadseffektiv for små til mellomstore produksjonsserier

CNC-bearbeiding er egnet for storskala og små til mellomstore produksjonsserier. I motsetning til prosesser som krever dyrt verktøy, CNC-maskinering gir en kostnadseffektiv løsning for produksjon av små mengder spesialiserte deler. Denne fleksibiliteten er svært fordelaktig i bransjer som medisinsk og romfart hvor tilpasning og tilpasningsevne er avgjørende.

Miljøvennlig

CNC-maskinering er en miljøvennlig produksjonsprosess. På grunn av sin høye materialeffektivitet og høye presisjon, minimalt med avfall genereres.

I tillegg, prosessen kan optimaliseres for energieffektivitet, i tråd med bærekraftig produksjonspraksis. I en verden som i økende grad fokuserer på miljøansvar, CNC-maskineringens minimale avfall og energieffektivitet gjør den til et ideelt valg for produsenter som ønsker å redusere sitt økologiske fotavtrykk.

Utfordringer ved CNC-bearbeiding av titan

Titanlegeringer har en lav Youngs modul. Youngs modul er i hovedsak stivheten til et materiale. I praksis, dette betyr at titan er mer utsatt for tilbakeslag og skravling enn andre materialer. Dette kan føre til ferdig overflatekvalitet og andre problemer.

Titan er klissete (akkurat som aluminium er klissete og vil feste seg til verktøyet). Kombinasjonen av arbeidsherding og klebrighet skaper lange spon som vikler seg inn i alt. Disse flokene gjør titanbearbeiding nesten umulig å fullautomatisere. Villige spon som setter seg fast til skjærekanten kan forårsake verktøyspåslag, spesielt når du går inn eller ut av et snitt.

Titan genererer mye varme, men det er ikke en god varmeleder. Titans seighet er hovedårsaken til at det genererer mye varme, og fordi det ikke er en god varmeleder, det er vanskelig å lede bort varmen. Sammenlignet med andre materialer, vi er mer avhengige av kjølevæske enn flis for å fjerne varmen for å unngå å skade skjæreverktøyene våre.

Titan er veldig lett å jobbe herde. Arbeidsherding skyldes ikke å kontrollere varmen godt nok ved skjæring.

Titanlegeringer har svært høye skjæretrykk. Dette betyr at verktøyet blir sterkt påvirket når det går inn eller ut av et kutt. Unnlatelse av å kontrollere dette vil føre til overdreven verktøyflis når du går inn eller ut av et kutt.

Hensyn til CNC-bearbeiding av titanlegeringer

• Bruk skjæreverktøy med flere riller. De ekstra fløytene vil bidra til å oppveie de langsomme hastighetene vi har for å fortsette å kutte titan.
• Bruk titanlegeringsbelegg av høy kvalitet. Verktøybelegg kan forbedre verktøyets evne til å motstå varmen som genereres av titanlegeringer.
• Hold en skarp skjærekant og unngå avbrutt kutt. Et skarpt verktøy vil forskyve den nedre Youngs modul og la den komme under overflaten, effektivt kutte ut brikken. Siden en skarp skjærekant er mer skjør, det er viktig å unngå avbrutt kutt.
• Reduser det radielle inngrepet for å kontrollere varmen.
• Forhindre uttrekking av verktøy.
• Bruk dunfresing for å få flisen til å gå fra tykk til tynn. Dette bidrar til å ta mer varme ut av brikken.
• Skjær inn langs en bue.
• Velg en verktøydiameter som er mye mindre enn minimumsradiusen til rillen. Dette vil sikre at det er nok plass til at kjølevæske kan komme inn.
• Varier den aksiale dybden med hver passering. Dette reduserer verktøyslitasje på toppen av sponkappesonen.
• Begrens den aksiale dybden for tynnveggede og slanke trekk
• Bruk høytrykkskjølevæske. Titan har dårlig varmeledningsevne, så vi trenger den beste kjølevæskeleveransen.
• Bruk passende innmatinger og hastigheter. Sweet spot for titanbearbeiding er liten. Det er viktig å stille inn feeder og hastigheter riktig fra begynnelsen.
• Stiv maskin og stiv arbeidsholding, som titan er relativt fleksibelt.
• Prøv dykkfresing og HSM-verktøybaner.

Hvordan velge riktig CNC-verktøy for bearbeiding av titanlegeringer?

1) Vurder antall skjærekanter på verktøyet

Antall skjærekanter på endefresen må økes for å forkorte produktbehandlingssyklusen. For titanlegeringer, jo flere tenner det er, jo mindre skravling. For eksempel, en 10-kant endefres, men egnet for sponbelastninger i de fleste materialer, er svært egnet for titanlegeringer. Dette er hovedsakelig på grunn av behovet for å redusere radiell inngrep.

2) Unngå avbrutt skjæring og hold skjærekanten skarp

På grunn av sin lave Youngs modul, titan er både sterkt og spenstig. Dette betyr at for å fjerne spon fra overflaten effektivt og friksjonsfritt, vi trenger et skarpt verktøy.

Unngå avbrutt skjæring så mye som mulig, ettersom avbrutt skjæring vil hamre sponene inn i det skarpe verktøyet, som får verktøyet til å svikte for tidlig.

3) Vurder å kutte verktøybelegg

Belegg kan i stor grad forbedre verktøyets evne til å motstå varmen som genereres av titan. TiAlN (titan aluminiumnitrid) er et passende belegg verdt å vurdere. Den har smøreevne, motstår oppbygd kant, slitasje og sponsveising, og er spesielt egnet for temperaturer under maskinering.

4) Prøv å bruke høymatende freser ved CNC-bearbeiding av titanlegeringer Høymatende freser er egnet for å opprettholde lavt engasjement ved maskinering av titanlegeringer i både aksial og radial retning. Disse kutterne er designet for å utføre denne oppgaven effektivt.

Anvendelser av CNC-maskinerte titandeler

CNC-maskinerte titanlegeringsdeler er holdbare, korrosjonsbestandig, og estetisk tiltalende. Disse egenskapene gjør dem egnet for et bredt spekter av bransjer.

Marine/marine industri

Titan har høyere korrosjonsbestandighet enn de fleste naturlig forekommende metaller. Denne korrosjonsmotstanden gjør det til et ideelt materiale for produksjon av propellaksler, undervannsroboter, riggeutstyr, kuleventiler, marine varmevekslere, brannvernsystemrør, pumper, eksosrørgjennomføringer, og kjølesystemer ombord.

CNC-bearbeiding av titandeler

Luftfart

Titanmetall er et svært ettertraktet materiale i romfartsindustrien på grunn av dets mange utmerkede egenskaper. Disse egenskapene inkluderer høyt styrke-til-vekt-forhold, utmerket korrosjonsbestandighet, og evnen til å overleve i ekstremt varme omgivelser.

Titandeler i romfartsindustrien inkluderer setekomponenter, turbinkomponenter, sjakter, ventiler, hus og filterkomponenter, og oksygengenereringssystemkomponenter.

Automotive

I bilbransjen, titan vs. aluminiumsdebatten har pågått, med aluminium som har overtaket på grunn av tilgjengelighet og kostnadseffektivitet. Til tross for dette, titan brukes fortsatt til å produsere bildeler.

De viktigste bruksområdene for titan og titanlegeringer i bilindustrien er produksjon av forbrenningsmotorventiler, ventilfjærer, holdere, skjermbraketter til biler, opphengsmuttere, motor stempelstifter, opphengsfjærer, bremsekaliper stempler, motorvippearmer og koblingsstenger.

Medisinsk og tannlege

Titan har et bredt spekter av bruksområder i medisinsk industri på grunn av sin høye korrosjonsbestandighet, lav elektrisk ledningsevne og fysiologisk pH-verdi.

Titandeler som brukes i medisinsk industri inkluderer koniske, rette eller selvskjærende benskruer, tannimplantat skruer, hodeskalleskruer for hodeskallefikseringssystemer, spinal fikseringsstenger, koblinger og plater, ortopediske pinner, osv.

DENNE cnc-bearbeidingstjenesten av titanlegering

DEZE har verdens mest avanserte datastyrte maskinverktøy, som kan realisere fresing, dreiing og andre skjære- og slipeprosesser for å møte kundenes behov for komplekse strukturer og ytelseskrav til titanlegeringsdeler. Titanlegering CNC maskineringstjenester er mye brukt innen medisinsk, luftfart, romfart og andre felt, og er foretrukket for deres evne til å behandle titanlegeringsdeler med høy presisjon og høy kvalitet.

DEZE har avansert utstyr, dyktige ingeniører, og rik import og eksport erfaring. Samtidig som man sikrer produktkvalitet, det reduserer kostnadene og forkorter leveringstiden. Derfor, DEZE er ditt beste valg for titanlegering cnc maskineringstjenester.

Innholdsreferanse： https://waykenrm.com/blogs/cnc-machining-titanium/