Tecnologia de corte e usinagem de material de liga de titânio

Os materiais de liga de titânio são amplamente utilizados no campo aeroespacial devido às suas excelentes propriedades, como alta resistência específica, baixa densidade, resistência à corrosão e resistência a altas temperaturas. Porém, devido às características da liga de titânio, como pequena condutividade térmica, baixo módulo de elasticidade e grande atividade química, ela faz com que os materiais de liga de titânio no processamento de temperatura de corte sejam altos, o desgaste da ferramenta seja sério, etc., o que afeta a usinagem eficiência da liga de titânio, então como melhorar a eficiência de corte da liga de titânio sempre foi uma necessidade urgente para resolver o problema na indústria aeroespacial.

1 Características do material de liga de titânio e desempenho de processamento

(1) alta resistência específica: a densidade da liga de titânio é pequena, de alta resistência, sua resistência é maior que a resistência do aço.

(2) baixa condutividade térmica: condutividade térmica da liga de titânio, coeficiente de condutividade térmica é pequeno, é difícil transferir calor da zona do cavaco, resultando em temperaturas mais altas da aresta de corte da ferramenta, a faca tem um forte efeito abrasivo, reduzindo a durabilidade da ferramenta.

(3) propriedades químicas ativas: liga de titânio em altas temperaturas, e o ar no O, N, H e outros elementos da reação química para formar uma camada de endurecimento, de modo que dificuldades de corte e usinagem; ao mesmo tempo, a liga de titânio no processamento do material da ferramenta é fácil de produzir e de afinidade, a ocorrência de fenômenos de adesão e difusão, resultando em desgaste acelerado da ferramenta.

(4) Pequeno módulo de elasticidade: o rebote da peça durante o processamento de corte, fácil de causar desgaste da face traseira da ferramenta e deformação da peça.

(5) resistência à corrosão: abaixo de 550 graus a superfície da liga de titânio é fácil de formar uma película de óxido densa, por isso não é fácil ser ainda mais oxidada, a atmosfera, a água do mar, o vapor e alguns meios ácidos, alcalinos e salinos têm uma alta resistência à corrosão [1].

2 Princípios básicos de corte de processamento de material de liga de titânio

No processo de usinagem, o material da ferramenta selecionado, a geometria da ferramenta e os parâmetros de corte afetarão a eficiência e a economia do corte e processamento da liga de titânio. Os princípios de processamento são os seguintes.

2.1 Material da ferramenta

O material da ferramenta é um fator importante que afeta o processo de corte, portanto, na medida do possível, escolha a dureza de materiais de ferramentas bons e resistentes ao desgaste, como ferramentas de metal duro, ferramentas revestidas e ferramentas de aço rápido, etc., Fig. as ferramentas de metal duro e ferramentas revestidas.

2.2 Ângulo da geometria da ferramenta

Ao cortar materiais difíceis de usinar, o ângulo apropriado da geometria da ferramenta ajuda a dar folga total ao desempenho de corte da ferramenta e a melhorar a eficiência do corte. Existem três zonas de deformação ao cortar liga de titânio, conforme mostrado na Figura .

(1) Zona de deformação básica I: grande deformação, força de corte e calor de corte principalmente desta região. Ao manter a aresta de corte afiada e a ponta da transição do arco da faca, etc., o coeficiente de atrito e a temperatura de corte durante a usinagem da liga de titânio são reduzidos para evitar a aderência de cavacos e lascas.

(2) Zona de atrito e deformação II entre cavacos e face frontal: afeta diretamente o desgaste da face frontal da ferramenta. Ao escolher um ângulo frontal menor para aumentar o comprimento do cavaco e a face frontal da ferramenta, o desgaste da face frontal da ferramenta é reduzido.

(3) A superfície da peça foi usinada e a zona de deformação por desgaste da face traseira III: um impacto maior no endurecimento do trabalho e no desgaste da face traseira da ferramenta. Selecionando um ângulo traseiro maior para reduzir o atrito entre a face traseira da ferramenta e a superfície usinada.

2.3 Parâmetros de corte

Velocidade de corte na vida útil da ferramenta Grande, quanto maior a velocidade de corte, maior a temperatura da aresta de corte, portanto escolha corte em baixa velocidade; ao mesmo tempo, a profundidade de corte tem um impacto menor na vida útil da ferramenta, portanto nas peças e na máquina-ferramenta a rigidez permite as condições, a utilização de uma profundidade de corte maior.

2.4 Líquido refrigerante

O calor da lâmina pode ser retirado e eliminado os cavacos, reduzir a temperatura de corte, melhorar efetivamente a produtividade e melhorar a qualidade da superfície das peças processadas. O fluido de corte geral tem três categorias, a saber, água ou solução aquosa alcalina, solução de óleo solúvel à base de água e solução de óleo não solúvel em água [2].

3 Processo de corte de material de liga de titânio

3.1 Torneamento

Torneamento de liga de titânio fácil de obter uma boa rugosidade superficial, endurecimento por trabalho não é sério, mas a temperatura de corte é alta e desgaste rápido da ferramenta. Para essas características do torneamento de ligas de titânio, deve-se prestar atenção ao problema: (1) os parâmetros de torneamento tentam escolher corte em baixa velocidade e grande profundidade de corte. Para desbaste, velocidade de corte 45 ~ 70 m/min, avanço 0,10 ~ 0,15 mm / r; para acabamento, velocidade de corte 80 ~ 100 m / min, avanço 0,05 ~ 0,10 mm / r. (2) A força de fixação de acabamento não deve ser muito grande, reduzindo a deformação das peças processadas. (3) Após a usinagem, o contorno da peça deve ser usinado novamente de acordo com o percurso do último percurso da ferramenta para eliminar a deformação da peça causada pela força de corte e dar lugar à ferramenta.

3.2 Fresagem

O fresamento de liga de titânio é mais difícil do que o torneamento, porque o fresamento é um corte intermitente e os cavacos são fáceis de aderir à aresta de corte, formando lascas, reduzindo bastante a durabilidade da ferramenta. Para essas características de fresamento de liga de titânio, deve-se prestar atenção às seguintes questões: (1) geralmente usa fresamento liso, fresamento liso quando a profundidade de corte é grande para pequena, o cavaco é grosso para fino e sempre o lado fino do lado traseiro para deixar os dentes, o cavaco é fácil de quebrar, melhora a vida útil da ferramenta. (2) O desbaste tem um pequeno impacto na qualidade da usinagem e deve escolher uma grande profundidade de corte, pequeno avanço e baixa velocidade; o acabamento deve reduzir a deformação da usinagem, melhorar a qualidade da superfície e usar uma velocidade mais alta e uma profundidade de corte menor. (3) Após a usinagem da liga de titânio, uma camada endurecida de 0 0,1 ~ 0 0,2 mm será formada na superfície usinada, portanto a profundidade de corte secundária deve ser maior que {{7 }},2 mm; A tolerância unilateral da reserva de desbaste deve ser maior que 0,2 mm.

4. Conclusão

O artigo combina alguns dos resultados de pesquisas atuais e experiência no processo de produção, principalmente das propriedades do material da liga de titânio, ferramentas de corte, parâmetros de corte e refrigerante e outros aspectos da elaboração, resume o torneamento da liga de titânio, o fresamento geralmente deve prestar atenção a os problemas e as medidas processuais tomadas, e espero que os pares possam desempenhar um certo papel de referência.