У савременој производњи, ЦНЦ (Рачунарска нумеричка контрола) Технологија обраде игра виталну улогу у машинској обради легура титанијума.
Легуре титанијума имају изузетно високу чврстоћу и релативно малу густину, што значи да делови направљени од легура титанијума могу да задрже одличне механичке особине чак и под захтевом лаганог дизајна.
Легуре титанијума су веома отпорне на већину киселина и алкалија, што их чини погодним за оштре средине као што су океани и постројења за хемијску обраду.
ЦНЦ обрада титанијумских легура
Легуре титанијума су веома погодне за употребу у људским имплантатима јер не изазивају одбацивање имуног система и веома су компатибилне са људским ткивима.
Легуре титанијума могу добити веома глатку површину након машинске обраде, а ова површина има веома високу отпорност на хабање, који је погодан за делове за дуготрајну употребу.
Иако се легуре титанијума тешко обрађују, сложени облици могу се прецизно обрађивати помоћу ЦНЦ технологије, испуњавање строгих захтева за геометријском прецизношћу делова у индустријама као што је ваздухопловство.
Легуре титанијума нису магнетне, што је важна предност за неке електронске уређаје и медицинске апликације.
Легуре титанијума могу задржати своја механичка својства на високим температурама, што је кључно за апликације на високим температурама као што су авио-мотори.
Легуре титанијума имају добру дуктилност и могу се формирати и обрађивати без оштећења интегритета материјала.
Микроструктура легура титанијума помаже да се одупре ширењу заморних пукотина, побољшање поузданости и животног века делова.
ЦНЦ обрада титанијумских легура може смањити материјални отпад, а модерне технике обраде имају тенденцију да користе еколошки прихватљивије расхладне течности и мазива.
Уз континуирани напредак технологије обраде, трошкови обраде и ефикасност легура титанијума такође се постепено побољшавају, даље ширење поља њихове примене.
У контексту ЦНЦ обраде, различите врсте титанијума нуде јединствене комбинације својстава које их чине погодним за различите примене. Ево прегледа уобичајених врста титанијума који се користе у ЦНЦ машинској обради и њихових карактеристика:
Оцена 1 је један од комерцијално чистих (ЦП) класе титанијума са одличном отпорношћу на ударце и корозију, као и добра заварљивост. Има највиши ниво дуктилности и формабилности међу ЦП разредима, што га чини идеалним за апликације где су ови квалитети од суштинског значаја.
Слично Граде 1, Оцена 2 је још један ЦП разред са нешто нижом дуктилношћу, али и даље нуди добру отпорност на корозију и заварљивост. Често се користи у општим индустријским апликацијама где су потребни умерени нивои чврстоће и отпорности на корозију.
Оцена 5, такође познат као Ти-6Ал-4В, је најраспрострањенија легура алфа-бета титанијума због своје комбинације високе чврстоће, добра отпорност на корозију, и одлична биокомпатибилност. Обично се користи у ваздухопловству, војнички, и медицинске примене где су ова својства критична.
Оцена 7 је алфа-бета легура титанијума слична Граде 5 али са већим садржајем алуминијума, што обезбеђује побољшану отпорност на пузање на повишеним температурама. То га чини погодним за апликације које захтевају структурну стабилност на високим температурама.
Оцена 12 је алфа-бета легура титанијума са повећаном снагом и жилавошћу у поређењу са ЦП разредима. Користи се у апликацијама где је потребна равнотежа између чврстоће и формабилности, као на пример у аутомобилској индустрији.
Узроци и решења за вибрације ЦНЦ обраде
Приликом одабира титанијума за ЦНЦ обраду, важно је узети у обзир специфичне захтеве апликације, укључујући и жељену снагу, отпорност на корозију, радна температура, и биокомпатибилност. Свака класа нуди јединствен скуп својстава која се морају ускладити са потребама апликације како би се осигурале оптималне перформансе и дуговечност готовог дела.
Потешкоће у машинској обради легуре титанијума углавном укључују:
Топлотна проводљивост легуре титанијума је веома ниска, што отежава брзо расипање топлоте настале током процеса резања. Као резултат тога, топлота се лако акумулира у подручју контакта између алата и радног предмета, узрокујући превисоку температуру алата и убрзавајући хабање алата .
На високим температурама, легура титанијума је склона хемијским реакцијама са кисеоником и азотом у ваздуху, формирајући стврднути слој, што повећава тежину обраде .
Легура титанијума ће вероватно доживети рад – отврдњавање током процеса сечења, односно, тврдоћа материјала се повећава са деформацијом током процеса обраде. Ово захтева употребу алата са већим перформансама и строжијим параметрима сечења .
Због горе наведених карактеристика, алат се веома брзо троши у машинској обради легуре титанијума, посебно близу оштрице и врха алата .
Уобичајене потешкоће у машинској обради легуре титанијума
Чип од легуре титанијума има велику површину контакта са грабљивим лицем алата и лако се намотава око алата, што омета нормално сечење. Штавише, посебну пажњу треба обратити на евакуацију струготине како би се избегао утицај на квалитет обраде .
Модул еластичности легуре титанијума је релативно низак, и лако је произвести еластичну деформацију током обраде. Нарочито када се обрађују делови у облику танких зидова или прстена, може доћи до деформације радног предмета .
Вибрације које се стварају током обраде легуре титанијума су десет пута веће од обичног челика, што не само да повећава хабање алата већ може довести и до пада квалитета површине радног предмета .
Одабир одговарајућих материјала алата и технологија премаза је кључан за побољшање ефикасности обраде легуре титанијума и века алата .
Вакумски премаз
Деформација стезања и деформација легуре титанијума изазвана напрезањем током обраде су велике, па посебну пажњу треба обратити на начин фиксирања радног предмета како би се спречила деформација током процеса обраде .
Употреба неодговарајуће течности за сечење може довести до хемијских реакција или утицати на евакуацију струготине. Стога, избор одговарајуће течности за сечење је такође изазов у машинској обради легуре титанијума .
Као одговор на ове тешкоће, потребно је предузети низ мера приликом обраде легуре титанијума, као што је коришћење алата за сечење високих перформанси, оптимизација параметара сечења, усвајање одговарајућих стратегија хлађења и подмазивања, и обезбеђивање правилног стезања радног предмета, у циљу побољшања ефикасности и квалитета обраде.
Ваздухопловство:
Због своје отпорности на корозију и високе чврстоће, легура титанијума је погодна за примене у ваздухопловству, као што су лопатице мотора, стајних трапа, осовине, и унутрашње структуре.
Примена и изазови за ЦНЦ обраду титанијума
Медицинска индустрија:
Титанијумска легура има хемијску инертност и биокомпатибилност и може се користити за производњу медицинских имплантата и хируршке опреме, као што су стимулатори раста костију, апарати за спиналну фузију, и коштане плоче.
Бродоградња:
ЦНЦ обрада од легуре титанијума такође има важну примену у поморској индустрији, као што су палубе, окови, опружне куке, посуде под притиском, и детектори подморница.
Аутомобилска индустрија:
Титанијум метал, због своје отпорности на ударце и издржљивости, се широко користи у спортским аутомобилима и луксузним аутомобилима, као што су рамови возила, причвршћивачи, пригушивачи, издувне цеви, вентили мотора, и опруге које носе оптерећење.
Примена материјала од легура титанијума у аутомобилима
Друге индустрије:
ЦНЦ обрада титанијума је такође применљива на нафту и гас, конструкција, накит, спортске, и индустрије електричних возила.
Иако ЦНЦ обрада од легуре титанијума има много предности, такође се суочава са неким изазовима током процеса обраде:
Приликом обраде легуре титанијума, неки гасови могу да реагују са њим, што доводи до проблема као што су оксидација површине и кртост.
Титанијумска легура има ниску топлотну проводљивост, што доводи до брзог загревања радног предмета у близини подручја сечења. Ово ће довести до бржег хабања алата и може имати негативан утицај на квалитет површине за сечење.
Због своје кристалне структуре, легура титанијума може изазвати проблеме током обраде, повећање силе резања, смањење лакоће обраде, и повећање шансе за преостали стрес.
Одредите материјал радног предмета, величина, облик, и захтеви за прецизност, итд.
Изаберите тип алата, пречника, дужина, итд. према материјалу радног предмета и захтевима обраде.
Одредити координатни систем обраде у ЦНЦ управљачком систему.
Подесите параметре као што је брзина резања, брзина хране, и дубина сечења према радном комаду, алата, и захтеви.
Пажљиво проверите параметре пре обраде. За верификацију се може користити симулациона обрада или пробно сечење.
Пратите хабање алата, сила резања, температура резања, итд. у реалном времену и прилагодите параметре по потреби.
Редовно одржавајте ЦНЦ алатну машину како бисте осигурали његову прецизност и перформансе.
Придржавајте се сигурносних процедура.
Шематски дијаграм структуре алатне ЦНЦ машине
Способност ЦНЦ обраде легура титанијума је континуирано унапређена, захваљујући напретку науке о материјалима, машинства и рачунарске технологије. Усвајањем најновијих техника обраде и стратегија оптимизације, произвођачи су у могућности да производе делове од легура титанијума са већом ефикасношћу и бољим квалитетом.
Са развојем технологије, Очекује се да ће се исплативост и утицај на животну средину ЦНЦ обраде легура титанијума додатно побољшати у будућности.
Оставите одговор