Rezanie zliatiny titánu

Rezné vlastnosti
Keď je tvrdosť titánovej zliatiny väčšia ako HB350, rezanie je obzvlášť ťažké, a keď je menej ako HB300, je náchylné na prilepenie nástroja a je ťažké ho rezať. Tvrdosť titánových zliatin je však len jedným aspektom, ktorý sa ťažko obrába, a kľúč spočíva v komplexnom vplyve chemických, fyzikálnych a mechanických vlastností titánových zliatin na ich obrobiteľnosť. Zliatina titánu má nasledujúce rezné vlastnosti:
(1) Nízky koeficient deformácie: Toto je významný znak rezania zliatiny titánu s koeficientom deformácie menším alebo blízkym 1. Vzdialenosť klzného trenia triesok na čelnej ploche je značne zvýšená, čím sa zrýchľuje opotrebovanie nástroja.
(2) Vysoká teplota rezania: Vďaka nízkej tepelnej vodivosti titánovej zliatiny (iba ekvivalentná 1/5-1/7 ocele 45 #) je kontaktná dĺžka medzi trieskou a prednou reznou plochou extrémne krátka, a teplo vznikajúce pri rezaní sa neprenáša ľahko, koncentruje sa v malom rozsahu blízko oblasti rezu a reznej hrany, čo vedie k vysokej teplote rezania. Za rovnakých podmienok rezania môže byť teplota rezania viac ako dvojnásobkom teploty rezania ocele 45.
(3) Rezná sila na jednotku plochy je veľká: hlavná rezná sila je asi o 20 percent menšia ako pri rezaní ocele. Vďaka extrémne krátkej kontaktnej dĺžke medzi trieskou a prednou reznou plochou sa výrazne zvýši rezná sila na jednotku kontaktnej plochy, ktorá je náchylná na zlomenie čepele. Zároveň je vďaka malému modulu pružnosti titánovej zliatiny ľahké vytvárať ohybovú deformáciu pôsobením radiálnej sily počas spracovania, čo spôsobuje vibrácie, zvyšuje opotrebovanie nástroja a ovplyvňuje presnosť dielov. Preto sa vyžaduje, aby procesný systém mal dobrú tuhosť.
(4) Silný jav vytvrdzovania za studena: Vďaka vysokej chemickej aktivite titánu je ľahké absorbovať kyslík a dusík vo vzduchu, aby sa pri vysokých teplotách rezania vytvoril tvrdý a krehký vonkajší plášť; Súčasne môže plastická deformácia počas procesu rezania spôsobiť aj povrchové spevnenie. Fenomén vytvrdzovania za studena nielen znižuje únavovú pevnosť dielov, ale tiež zhoršuje opotrebovanie nástroja, čo je veľmi dôležitá vlastnosť pri rezaní zliatin titánu.
(5) Rezné nástroje sú náchylné na opotrebovanie: Po spracovaní polotovaru razením, kovaním, valcovaním za tepla a inými metódami vytvára tvrdú a krehkú nerovnomernú vonkajšiu pokožku, ktorá je náchylná na zlomenie čepele, čo sťažuje rezanie. koža najťažší proces pri spracovaní zliatiny titánu. Navyše vďaka silnej chemickej afinite titánovej zliatiny k nástrojovým materiálom je nástroj náchylný na adhézne opotrebovanie pri vysokej teplote rezania a vysokej reznej sile na jednotku plochy. Pri sústružení titánových zliatin je niekedy opotrebenie prednej reznej plochy ešte výraznejšie ako zadnej reznej plochy; Keď rýchlosť posuvu f<0.1 mm/r, wear mainly occurs on the rear cutting surface; When f>{{0}}.2 mm/r, dôjde k opotrebovaniu povrchu prednej čepele; Pri použití rezných nástrojov z tvrdej zliatiny na presné a polopresné sústruženie je vhodnejšie mať VBmax menej ako 0,4 mm pre opotrebovanie zadnej reznej plochy.
Pri frézovaní v dôsledku nízkej tepelnej vodivosti materiálov zo zliatiny titánu a extrémne krátkej kontaktnej dĺžky medzi trieskou a prednou reznou plochou sa teplo vznikajúce počas rezania ťažko prenáša, sústreďuje sa v zóne deformácie rezu a má malý dosah blízko reznej plochy. ostrie. Počas obrábania sa na reznej hrane vytvárajú extrémne vysoké rezné teploty, čo výrazne skracuje životnosť nástroja. Pre titánovú zliatinu Ti6Al4V je za prípustných podmienok pevnosti nástroja a výkonu stroja kľúčovým faktorom ovplyvňujúcim životnosť nástroja teplota rezania, a nie veľkosť reznej sily.