CNC Machining Titanium Alloy: Proseso, Mga Aplikasyon at Hamon

12,243 Mga view 2024-10-24 13:38:56

Sa modernong pagmamanupaktura, CNC (Computer Numerical Control) Ang teknolohiya ng machining ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa machining ng titanium alloys.

Mga kalamangan ng CNC machining titanium

• Mataas na lakas - sa - ratio ng timbang:

Ang mga haluang metal ng titanium ay may napakataas na lakas at medyo mababa ang density, na nangangahulugan na ang mga bahagi na gawa sa titanium alloys ay maaaring mapanatili ang mahusay na mekanikal na mga katangian kahit na sa ilalim ng pangangailangan ng magaan na disenyo.

• Napakahusay na paglaban sa kaagnasan:

Ang mga haluang metal ng titanium ay lubos na lumalaban sa karamihan ng mga acid at alkali, ginagawa itong angkop para sa malupit na kapaligiran tulad ng karagatan at mga pasilidad sa pagproseso ng kemikal.

CNC machining titanium alloys

• Biocompatibility:

Ang mga haluang metal ng titanium ay angkop na gamitin sa mga implant ng tao dahil hindi sila nagiging sanhi ng pagtanggi sa immune at lubos na katugma sa mga tisyu ng tao..

• Mataas na wear resistance:

Ang mga haluang metal ng titanium ay maaaring makakuha ng napakakinis na ibabaw pagkatapos ng machining, at ang ibabaw na ito ay may napakataas na wear resistance, na angkop para sa mga bahagi para sa pangmatagalang paggamit.

• Magandang katangian ng machining:

Kahit na ang titanium alloys ay mahirap i-machine, ang mga kumplikadong hugis ay maaaring tumpak na ma-machine sa pamamagitan ng teknolohiya ng CNC, nakakatugon sa mahigpit na geometric accuracy na kinakailangan ng mga bahagi sa mga industriya tulad ng aerospace.

• Hindi magnetic:

Ang mga haluang metal ng titanium ay hindi magnetic, na isang mahalagang bentahe para sa ilang mga elektronikong aparato at medikal na aplikasyon.

• Mataas na pagganap ng temperatura:

Maaaring mapanatili ng mga haluang metal ng titanium ang kanilang mga mekanikal na katangian sa mataas na temperatura, na mahalaga para sa mga application na may mataas na temperatura tulad ng aero - engine.

• Magandang kalagkitan:

Ang mga haluang metal ng titanium ay may magandang ductility at maaaring mabuo at maproseso nang hindi nasisira ang integridad ng materyal.

• Paglaban sa pagpapalaganap ng crack ng pagkapagod:

Ang microstructure ng titanium alloys ay nakakatulong upang pigilan ang pagpapalaganap ng mga bitak sa pagkapagod, pagpapabuti ng pagiging maaasahan at habang-buhay ng mga bahagi.

• Kapaligiran – palakaibigan:

Ang CNC machining ng titanium alloys ay maaaring mabawasan ang materyal na basura, at ang mga makabagong pamamaraan sa pagma-machining ay may posibilidad na gumamit ng higit pang kapaligiran – magiliw na mga coolant at lubricant.

Sa patuloy na pag-unlad ng teknolohiya ng machining, ang machining cost at efficiency ng titanium alloys ay unti-unti ding bumubuti, higit pang pagpapalawak ng kanilang mga larangan ng aplikasyon.

Iba't ibang Titanium Grade Para sa CNC Machining

Sa konteksto ng CNC machining, nag-aalok ang iba't ibang grado ng titanium ng mga natatanging kumbinasyon ng mga katangian na ginagawang angkop ang mga ito para sa iba't ibang aplikasyon.

Narito ang isang pangkalahatang-ideya ng karaniwang mga grado ng titanium na ginagamit sa CNC machining at ang kanilang mga katangian:

• Grade 1 Titanium

Grade 1 ay isa sa mga komersyal na dalisay (CP) titanium grades na may mahusay na epekto at corrosion tolerance, pati na rin ang mahusay na weldability.

Ito ay may pinakamataas na antas ng ductility at formability sa mga CP grade, ginagawa itong perpekto para sa mga aplikasyon kung saan ang mga katangiang ito ay mahalaga.

• Grade 2 Titanium

Katulad ng Grade 1, Grade 2 ay isa pang CP grade na may bahagyang mas mababang ductility ngunit nag-aalok pa rin ng magandang corrosion resistance at weldability. Madalas itong ginagamit sa mga pangkalahatang pang-industriyang aplikasyon kung saan kinakailangan ang katamtamang antas ng lakas at paglaban sa kaagnasan.

• Grade 5 Titanium (Ti-6Al-4V)

Grade 5, kilala rin bilang Ti-6Al-4V, ay ang pinakamalawak na ginagamit na alpha-beta titanium alloy dahil sa kumbinasyon ng mataas na lakas, mahusay na paglaban sa kaagnasan, at mahusay na biocompatibility.

Ito ay karaniwang ginagamit sa aerospace, militar, at mga medikal na aplikasyon kung saan ang mga katangiang ito ay kritikal.

• Grade 7 Titanium (Ti-6Al)

Grade 7 ay isang alpha-beta titanium alloy na katulad ng Grade 5 ngunit may mas mataas na nilalaman ng aluminyo, na nagbibigay ng pinahusay na creep resistance sa matataas na temperatura.

Ginagawa nitong angkop para sa mga application na nangangailangan ng katatagan ng istruktura sa mataas na temperatura.

• Grade 12 Titanium (Ti-3Al-2.5V)

Grade 12 ay isang alpha-beta titanium alloy na may pinahusay na lakas at tigas kumpara sa mga marka ng CP.

Ito ay ginagamit sa mga aplikasyon kung saan kailangan ang balanse sa pagitan ng lakas at pagkaporma, tulad ng sa industriya ng automotive.

Mga sanhi at solusyon para sa CNC machining vibration

Kapag pumipili ng titanium grade para sa CNC machining, mahalagang isaalang-alang ang mga partikular na kinakailangan ng aplikasyon, kasama ang ninanais na lakas, paglaban sa kaagnasan, temperatura ng pagtatrabaho, at biocompatibility.

Ang bawat grado ay nag-aalok ng isang natatanging hanay ng mga katangian na dapat na tumugma sa mga pangangailangan ng application upang matiyak ang pinakamainam na pagganap at mahabang buhay ng natapos na bahagi.

Mga Karaniwang Kahirapan sa Titanium Alloy Machining

Ang mga paghihirap sa titanium alloy machining ay pangunahing kasama:

• Mababang Thermal Conductivity:

Ang thermal conductivity ng titanium alloy ay napakababa, na ginagawang mahirap para sa init na nabuo sa panahon ng proseso ng pagputol na mabilis na mawala.

Bilang resulta, madaling maipon ang init sa lugar ng kontak sa pagitan ng tool at ng workpiece, nagiging sanhi ng sobrang taas ng temperatura ng tool at nagpapabilis sa pagkasira ng tool .

• Mataas na Aktibidad sa Kemikal:

Sa mataas na temperatura, Ang titanium alloy ay madaling kapitan ng mga reaksiyong kemikal na may oxygen at nitrogen sa hangin, bumubuo ng isang matigas na layer, na nagpapataas ng kahirapan sa pagma-machine .

• Trabaho – Pagpapatigas:

Ang titanium alloy ay malamang na makaranas ng trabaho - pagtigas sa panahon ng proseso ng pagputol, iyon ay, ang katigasan ng materyal ay nagdaragdag sa pagpapapangit sa panahon ng proseso ng machining.

Nangangailangan ito ng paggamit ng mas mataas na – performance tool at mas mahigpit na cutting parameters .

• Mabilis na Pagsuot ng Tool:

Dahil sa nabanggit na mga katangian, ang tool ay napakabilis na nagsusuot sa titanium alloy machining, lalo na malapit sa cutting edge at tool tip .

Mga Karaniwang Kahirapan sa Titanium Alloy Machining

• Mahirap na Pagtapon ng Chip:

Ang chip ng titanium alloy ay may malaking contact area na may rake face ng tool at madaling iikot sa tool., na humahadlang sa normal na pagputol.

At saka, Ang espesyal na pansin ay dapat bayaran sa paglisan ng chip upang maiwasang maapektuhan ang kalidad ng machining .

• Mababang Elastic Modulus:

Ang nababanat na modulus ng titanium alloy ay medyo mababa, at madaling makagawa ng elastic deformation sa panahon ng machining.

Lalo na kapag ang machining ay manipis - may pader o singsing - mga bahagi, Maaaring mangyari ang pagpapapangit ng workpiece .

• Machining Vibration:

Ang vibration na nabuo sa panahon ng titanium alloy machining ay sampung beses kaysa sa ordinaryong bakal, na hindi lamang nagpapataas ng pagkasira ng tool ngunit maaari ring humantong sa pagbaba sa kalidad ng ibabaw ng workpiece .

• Pagpili ng Tool at Teknolohiya ng Patong:

Ang pagpili ng naaangkop na mga materyales sa tool at mga teknolohiya ng coating ay mahalaga para sa pagpapabuti ng kahusayan ng titanium alloy machining at buhay ng tool .

Vacuum coating

• Pag-clamping at Deform ng Workpiece:

Malaki ang clamping deformation at stress – induced deformation ng titanium alloy sa panahon ng machining, kaya ang espesyal na atensyon ay dapat bayaran sa paraan ng pag-aayos ng workpiece upang maiwasan ang pagpapapangit sa panahon ng proseso ng machining .

• Pagputol ng Pagpili ng Fluid:

Ang paggamit ng hindi wastong cutting fluid ay maaaring humantong sa mga kemikal na reaksyon o makaapekto sa paglisan ng chip.

Samakatuwid, Ang pagpili ng angkop na cutting fluid ay isa ring hamon sa titanium alloy machining .

Bilang tugon sa mga paghihirap na ito, isang serye ng mga hakbang ang kailangang gawin kapag gumagawa ng titanium alloy, tulad ng paggamit ng mataas na pagganap ng mga tool sa pagputol, pag-optimize ng mga parameter ng pagputol, pagpapatibay ng naaangkop na mga diskarte sa pagpapalamig at pagpapadulas, at tinitiyak ang tamang pag-clamping ng workpiece, upang mapabuti ang kahusayan at kalidad ng machining.

Aplikasyon at Mga Hamon para sa CNC Machining Titanium

Mga aplikasyon ng Titanium Alloy CNC Machining

Aerospace:

Dahil sa kaagnasan nito - lumalaban na mga katangian at mataas na lakas, Ang titanium alloy ay angkop para sa mga aplikasyon ng aerospace, tulad ng mga blades ng makina, mga landing gear, mga baras, at mga panloob na istruktura.

Aplikasyon at Mga Hamon para sa CNC Machining Titanium

Industriyang medikal:

Ang Titanium alloy ay may chemical inertness at biocompatibility at maaaring gamitin sa paggawa ng mga medikal na implant at surgical equipment, tulad ng bone growth stimulators, mga aparatong spinal fusion, at mga plate ng buto.

Paggawa ng barko:

Ang Titanium alloy CNC machining ay mayroon ding mahahalagang gamit sa industriya ng dagat, tulad ng mga deck, kadena, mga kawit ng tagsibol, mga sisidlan ng presyon, at mga detektor ng submarino.

Industriya ng sasakyan:

metal na titan, dahil sa impact resistance at tibay nito, ay malawakang ginagamit sa mga sports car at luxury car, tulad ng mga frame ng sasakyan, mga fastener, mga muffler, mga tubo ng tambutso, mga balbula ng makina, at load – bearing springs.

Application ng titanium alloy na materyales sa mga sasakyan

Iba pang mga industriya:

Ang Titanium CNC machining ay naaangkop din sa langis at gas, pagtatayo, alahas, palakasan, at mga industriya ng de-kuryenteng sasakyan.

Mga Hamon sa Titanium Alloy CNC Machining

Kahit na ang titanium alloy CNC machining ay may maraming pakinabang, nahaharap din ito sa ilang mga hamon sa panahon ng proseso ng machining:

1. Mataas na chemical reactivity at extrusion:

Kapag machining titanium alloy, ang ilang mga gas ay maaaring tumugon dito, na nagreresulta sa mga problema tulad ng oksihenasyon sa ibabaw at pagkasira.

1. Ang akumulasyon ng init at puwersa ng pagputol:

Ang Titanium alloy ay may mababang thermal conductivity, nagiging sanhi ng mabilis na pag-init ng workpiece malapit sa cutting area. Ito ay hahantong sa mas mabilis na pagkasuot ng kasangkapan at maaaring magkaroon ng negatibong epekto sa kalidad ng ibabaw ng pagputol.

1. Ang natitirang stress at hardening stress:

Dahil sa istrukturang kristal nito, Ang titanium alloy ay maaaring magdulot ng mga problema sa panahon ng machining, pagtaas ng puwersa ng pagputol, pagbabawas ng kadalian ng machining, at pagtaas ng pagkakataon ng natitirang stress.

Pagtatakda ng Mga Parameter ng CNC Machining

• Linawin ang Mga Kinakailangan sa Machining

Tukuyin ang materyal ng workpiece, laki, hugis, at mga kinakailangan sa katumpakan, atbp.

• Piliin ang Tools

Piliin ang uri ng tool, diameter, haba, atbp. ayon sa materyal ng workpiece at mga kinakailangan sa machining.

• Itakda ang Machining Coordinate System

Tukuyin ang machining coordinate system sa CNC control system.

• Itakda ang Mga Parameter ng Machining

Itakda ang mga parameter tulad ng bilis ng pagputol, rate ng feed, at lalim ng pagputol ayon sa workpiece, mga kasangkapan, at mga kinakailangan.

• Siyasatin at I-verify

Maingat na suriin ang mga parameter bago machining. Maaaring gamitin ang simulation machining o trial cutting para ma-verify.

• Subaybayan ang Proseso ng Machining

Subaybayan ang pagsusuot ng tool, puwersa ng pagputol, temperatura ng pagputol, atbp. sa real-time at ayusin ang mga parameter kung kinakailangan.

• Panatilihin ang Machine Tool

Regular na panatilihin ang CNC machine tool upang matiyak ang katumpakan at pagganap nito.

• Ligtas na Operasyon

Sundin ang mga pamamaraan sa pagpapatakbo ng kaligtasan.

Schematic diagram ng istraktura ng tool ng CNC machine

Konklusyon

Ang kakayahan sa CNC – machine titanium alloys ay patuloy na pinahusay, salamat sa pag-unlad sa agham ng materyal, mechanical engineering at computing technology.

Sa pamamagitan ng paggamit ng pinakabagong mga diskarte sa machining at mga diskarte sa pag-optimize, ang mga tagagawa ay nakakagawa ng mga bahagi ng titanium alloy na may mas mataas na kahusayan at mas mahusay na kalidad.

Sa pag-unlad ng teknolohiya, ang gastos - pagiging epektibo at epekto sa kapaligiran ng CNC - ang machining titanium alloys ay inaasahang mapapabuti pa sa hinaharap.