În producția modernă, CNC (Control numeric computerizat) tehnologia de prelucrare joacă un rol vital în prelucrarea aliajelor de titan.
Aliajele de titan au o rezistență extrem de ridicată și o densitate relativ scăzută, ceea ce înseamnă că piesele realizate din aliaje de titan pot menține proprietăți mecanice excelente chiar și în condițiile unui design ușor.
Aliajele de titan sunt foarte rezistente la majoritatea acizilor și alcalinelor, făcându-le potrivite pentru medii dure, cum ar fi oceanul și instalațiile de procesare chimică.
Prelucrare CNC aliaje de titan
Aliajele de titan sunt foarte potrivite pentru utilizarea în implanturi umane deoarece nu provoacă respingere imună și sunt foarte compatibile cu țesuturile umane..
Aliajele de titan pot obține o suprafață foarte netedă după prelucrare, iar această suprafață are o rezistență foarte mare la uzură, care este potrivit pentru piese pentru utilizare pe termen lung.
Deși aliajele de titan sunt dificil de prelucrat, formele complexe pot fi prelucrate cu precizie prin tehnologia CNC, îndeplinirea cerințelor stricte de precizie geometrică ale pieselor din industrii precum aerospațial.
Aliajele de titan sunt nemagnetice, ceea ce reprezintă un avantaj important pentru unele dispozitive electronice și aplicații medicale.
Aliajele de titan își pot menține proprietățile mecanice la temperaturi ridicate, care este crucial pentru aplicații la temperaturi înalte, cum ar fi motoarele aero.
Aliajele de titan au o ductilitate bună și pot fi formate și prelucrate fără a deteriora integritatea materialului.
Microstructura aliajelor de titan ajută la rezistența propagării fisurilor de oboseală, îmbunătățirea fiabilității și duratei de viață a pieselor.
Prelucrarea CNC a aliajelor de titan poate reduce risipa de material, iar tehnicile moderne de prelucrare tind să utilizeze lichide de răcire și lubrifianți mai ecologice.
Odată cu progresul continuu al tehnologiei de prelucrare, costurile de prelucrare și eficiența aliajelor de titan se îmbunătățesc treptat, extinzându-și în continuare domeniile de aplicare.
În contextul prelucrării CNC, diferitele clase de titan oferă combinații unice de proprietăți care le fac potrivite pentru diverse aplicații.
Iată o prezentare generală a calităților comune de titan utilizate în prelucrarea CNC și a caracteristicilor acestora:
Nota 1 este unul dintre cei puri din punct de vedere comercial (CP) grade de titan cu toleranță excelentă la impact și la coroziune, precum și o bună sudabilitate.
Are cel mai înalt nivel de ductilitate și formabilitate dintre gradele CP, făcându-l ideal pentru aplicații în care aceste calități sunt esențiale.
Similar cu Grade 1, Nota 2 este un alt grad CP cu ductilitate puțin mai mică, dar oferă totuși o bună rezistență la coroziune și sudabilitate. Este adesea folosit în aplicații industriale generale unde sunt necesare niveluri moderate de rezistență și rezistență la coroziune.
Nota 5, cunoscut și ca Ti-6Al-4V, este cel mai utilizat aliaj de titan alfa-beta datorită combinației sale de rezistență ridicată, rezistență bună la coroziune, și o excelentă biocompatibilitate.
Este folosit în mod obișnuit în domeniul aerospațial, militar, și aplicații medicale în care aceste proprietăți sunt critice.
Nota 7 este un aliaj de titan alfa-beta similar cu Grade 5 dar cu un continut mai mare de aluminiu, care oferă o rezistență îmbunătățită la fluaj la temperaturi ridicate.
Acest lucru îl face potrivit pentru aplicații care necesită stabilitate structurală la temperaturi ridicate.
Nota 12 este un aliaj de titan alfa-beta cu rezistență și duritate îmbunătățite în comparație cu clasele CP.
Este utilizat în aplicații în care este necesar un echilibru între rezistență și formabilitate, precum în industria auto.
Cauze și soluții pentru vibrațiile de prelucrare CNC
Când selectați un grad de titan pentru prelucrarea CNC, este important să se ia în considerare cerințele specifice ale aplicației, inclusiv puterea dorită, rezistenta la coroziune, temperatura de lucru, și biocompatibilitatea.
Fiecare grad oferă un set unic de proprietăți care trebuie să se potrivească cu nevoile aplicației pentru a asigura performanța optimă și longevitatea piesei finite.
Dificultățile în prelucrarea aliajelor de titan includ în principal:
Conductivitatea termică a aliajului de titan este foarte scăzută, ceea ce face dificilă disiparea rapidă a căldurii generate în timpul procesului de tăiere.
Ca urmare, căldura se acumulează cu ușurință în zona de contact dintre unealtă și piesa de prelucrat, determinând temperatura sculei să fie prea ridicată și accelerând uzura sculei .
La temperaturi ridicate, Aliajul de titan este predispus la reacții chimice cu oxigenul și azotul din aer, formând un strat întărit, ceea ce crește dificultatea de prelucrare .
Este posibil ca aliajul de titan să sufere de lucru – întărire în timpul procesului de tăiere, adică, duritatea materialului crește odată cu deformarea în timpul procesului de prelucrare.
Acest lucru necesită utilizarea de scule de performanță mai ridicată și parametri de tăiere mai stricti .
Datorită caracteristicilor menționate mai sus, unealta se uzează foarte repede la prelucrarea aliajelor de titan, mai ales lângă muchia de tăiere și vârful sculei .
Dificultăți comune în prelucrarea aliajelor de titan
Cipul din aliaj de titan are o zonă mare de contact cu suprafața greblată a sculei și este ușor de înfășurat în jurul sculei, care împiedică tăierea normală.
În plus, o atenție deosebită trebuie acordată evacuării așchiilor pentru a evita afectarea calității prelucrarii .
Modulul elastic al aliajului de titan este relativ scăzut, și este ușor să se producă deformare elastică în timpul prelucrării.
Mai ales atunci când prelucrați piese subțiri – cu pereți sau în formă de inel, poate apărea deformarea piesei de prelucrat .
Vibrația generată în timpul prelucrării aliajelor de titan este de zece ori mai mare decât oțelul obișnuit, care nu numai că mărește uzura sculei, dar poate duce și la o scădere a calității suprafeței piesei de prelucrat .
Selectarea materialelor adecvate pentru scule și a tehnologiilor de acoperire este crucială pentru îmbunătățirea eficienței prelucrării aliajelor de titan și a duratei de viață a sculei .
Acoperire cu vid
Deformarea prin strângere și deformarea indusă de efort a aliajului de titan în timpul prelucrării sunt mari, astfel încât o atenție deosebită trebuie acordată metodei de fixare a piesei de prelucrat pentru a preveni deformarea în timpul procesului de prelucrare .
Utilizarea unui fluid de tăiere necorespunzător poate duce la reacții chimice sau poate afecta evacuarea așchiilor.
Prin urmare, selectarea unui fluid de tăiere adecvat este, de asemenea, o provocare în prelucrarea aliajelor de titan .
Ca răspuns la aceste dificultăţi, la prelucrarea aliajului de titan trebuie luate o serie de măsuri, cum ar fi utilizarea sculelor de tăiere de înaltă performanță, optimizarea parametrilor de tăiere, adoptând strategii adecvate de răcire și lubrifiere, si asigurarea prinderii corecte a piesei de prelucrat, pentru a îmbunătăți eficiența și calitatea prelucrării.
Aerospațial:
Datorită proprietăților sale rezistente la coroziune și rezistență ridicată, Aliajul de titan este potrivit pentru aplicații aerospațiale, precum paletele motorului, trenuri de aterizare, arbori, și structuri interne.
Aplicații și provocări pentru prelucrarea CNC a titanului
Industria medicală:
Aliajul de titan are inerție chimică și biocompatibilitate și poate fi utilizat pentru fabricarea de implanturi medicale și echipamente chirurgicale, precum stimulatorii de creștere a oaselor, dispozitive de fuziune spinală, și plăci osoase.
Constructii navale:
Prelucrarea CNC din aliaj de titan are, de asemenea, utilizări importante în industria navală, precum punțile, cătuşe, cârlige cu arc, vase sub presiune, și detectoare submarine.
Metal de titan, datorită rezistenței la impact și durabilității sale, este utilizat pe scară largă în mașinile sport și mașinile de lux, precum cadrele vehiculelor, elemente de fixare, amortizoare, conductele de evacuare, supapele motorului, iar sarcina – arcuri de rulment.
Aplicarea materialelor din aliaje de titan în automobile
Alte industrii:
Prelucrarea CNC cu titan este aplicabilă și petrolului și gazelor, construcție, bijuterii, sport, și industriile vehiculelor electrice.
Deși prelucrarea CNC din aliaj de titan are multe avantaje, de asemenea, se confruntă cu unele provocări în timpul procesului de prelucrare:
La prelucrarea aliajului de titan, unele gaze pot reacționa cu el, rezultând probleme precum oxidarea suprafeţei şi fragilizarea.
Aliajul de titan are o conductivitate termică scăzută, determinând încălzirea rapidă a piesei de prelucrat în apropierea zonei de tăiere. Acest lucru va duce la uzura mai rapidă a sculei și poate avea un impact negativ asupra calității suprafeței de tăiere.
Datorită structurii sale cristaline, Aliajul de titan poate cauza probleme în timpul prelucrării, creșterea forței de tăiere, reducând ușurința de prelucrare, și creșterea șanselor de stres rezidual.
Determinați materialul piesei de prelucrat, dimensiune, formă, și cerințe de precizie, etc.
Selectați tipul de instrument, diametru, lungime, etc. în funcție de materialul piesei de prelucrat și cerințele de prelucrare.
Determinați sistemul de coordonate de prelucrare în sistemul de control CNC.
Setați parametri precum viteza de tăiere, rata de avans, și adâncimea de tăiere în funcție de piesa de prelucrat, unelte, și cerințe.
Verificați cu atenție parametrii înainte de prelucrare. Prelucrarea prin simulare sau tăierea de probă pot fi utilizate pentru verificare.
Monitorizați uzura sculei, forța de tăiere, temperatura de tăiere, etc. în timp real și ajustați parametrii atunci când este necesar.
Întreține regulat mașina-uneltă CNC pentru a-i asigura precizia și performanța.
Urmați procedurile de operare de siguranță.
Schema schematică a structurii mașinii-unelte CNC
Capacitatea de a prelucra cu CNC aliaje de titan a fost îmbunătățită continuu, datorită progresului în știința materialelor, inginerie mecanică și tehnologie de calcul.
Prin adoptarea celor mai noi tehnici de prelucrare și strategii de optimizare, producătorii sunt capabili să producă piese din aliaj de titan cu o eficiență mai mare și o calitate mai bună.
Odată cu dezvoltarea tehnologiei, costul – eficacitatea și impactul asupra mediului al aliajelor de titan prin prelucrare CNC sunt de așteptat să fie îmbunătățite în viitor.
Drepturi de autor © 2024 ACEST Technology Co., Ltd Toate drepturile rezervate.
Lasă un răspuns