Κοπή από κράμα τιτανίου

Χαρακτηριστικά κοπής
Όταν η σκληρότητα του κράματος τιτανίου είναι μεγαλύτερη από το HB350, η κοπή είναι ιδιαίτερα δύσκολη και όταν είναι μικρότερη από HB300, είναι επιρρεπής στο κόλλημα του εργαλείου και δύσκολο να κοπεί. Ωστόσο, η σκληρότητα των κραμάτων τιτανίου είναι μόνο μια πτυχή που είναι δύσκολο να επεξεργαστεί, και το κλειδί βρίσκεται στην ολοκληρωμένη επίδραση των χημικών, φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων των κραμάτων τιτανίου στη μηχανική τους ικανότητα. Το κράμα τιτανίου έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά κοπής:
(1) Χαμηλός συντελεστής παραμόρφωσης: Αυτό είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της κοπής από κράμα τιτανίου, με συντελεστή παραμόρφωσης μικρότερο ή κοντά στο 1. Η απόσταση της τριβής ολίσθησης του τσιπ στην επιφάνεια της γκανιότας αυξάνεται σημαντικά, επιταχύνοντας τη φθορά του εργαλείου.
(2) Υψηλή θερμοκρασία κοπής: Λόγω της μικρής θερμικής αγωγιμότητας του κράματος τιτανίου (μόνο ισοδύναμο με 1/5-1/7 από 45 # χάλυβα), το μήκος επαφής μεταξύ του τσιπ και της μπροστινής επιφάνειας κοπής είναι εξαιρετικά μικρό, και η θερμότητα που παράγεται κατά την κοπή δεν μεταδίδεται εύκολα, συγκεντρώνεται σε μικρή απόσταση κοντά στην περιοχή κοπής και την κοπτική άκρη, με αποτέλεσμα υψηλή θερμοκρασία κοπής. Κάτω από τις ίδιες συνθήκες κοπής, η θερμοκρασία κοπής μπορεί να είναι μεγαλύτερη από διπλάσια από αυτήν της κοπής χάλυβα 45.
(3) Η δύναμη κοπής ανά μονάδα επιφάνειας είναι μεγάλη: η κύρια δύναμη κοπής είναι περίπου 20 τοις εκατό μικρότερη από ό,τι κατά την κοπή χάλυβα. Λόγω του εξαιρετικά μικρού μήκους επαφής μεταξύ του τσιπ και της μπροστινής επιφάνειας κοπής, η δύναμη κοπής ανά μονάδα επιφάνειας επαφής αυξάνεται σημαντικά, γεγονός που είναι επιρρεπές σε σπάσιμο της λεπίδας. Ταυτόχρονα, λόγω του μικρού μέτρου ελαστικότητας του κράματος τιτανίου, είναι εύκολο να δημιουργηθεί παραμόρφωση κάμψης υπό τη δράση ακτινικής δύναμης κατά την επεξεργασία, προκαλώντας κραδασμούς, αυξάνοντας τη φθορά του εργαλείου και επηρεάζοντας την ακρίβεια των εξαρτημάτων. Επομένως, απαιτείται το σύστημα διεργασίας να έχει καλή ακαμψία.
(4) Σοβαρό φαινόμενο ψυχρής σκλήρυνσης: Λόγω της υψηλής χημικής δραστηριότητας του τιτανίου, είναι εύκολο να απορροφηθεί το οξυγόνο και το άζωτο στον αέρα για να σχηματιστεί ένα σκληρό και εύθραυστο εξωτερικό δέρμα σε υψηλές θερμοκρασίες κοπής. Ταυτόχρονα, η πλαστική παραμόρφωση κατά τη διαδικασία κοπής μπορεί επίσης να προκαλέσει επιφανειακή σκλήρυνση. Το φαινόμενο της ψυχρής σκλήρυνσης όχι μόνο μειώνει την αντοχή σε κόπωση των εξαρτημάτων, αλλά και επιδεινώνει τη φθορά του εργαλείου, κάτι που είναι πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό κατά την κοπή κραμάτων τιτανίου.
(5) Τα εργαλεία κοπής είναι επιρρεπή στη φθορά: Μετά την επεξεργασία του τεμαχίου με σφράγιση, σφυρηλάτηση, θερμή έλαση και άλλες μεθόδους, σχηματίζεται ένα σκληρό και εύθραυστο ανώμαλο εξωτερικό δέρμα, το οποίο είναι επιρρεπές σε σπάσιμο της λεπίδας, καθιστώντας το κόψιμο σκληρό δέρμα η πιο δύσκολη διαδικασία στην επεξεργασία κράματος τιτανίου. Επιπλέον, λόγω της ισχυρής χημικής συγγένειας του κράματος τιτανίου με τα υλικά εργαλείων, το εργαλείο είναι επιρρεπές σε φθορά κόλλας σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας κοπής και υψηλής δύναμης κοπής ανά μονάδα επιφάνειας. Όταν γυρίζετε κράματα τιτανίου, μερικές φορές η φθορά στην μπροστινή επιφάνεια κοπής είναι ακόμη πιο έντονη από την πίσω επιφάνεια κοπής. Όταν ο ρυθμός τροφοδοσίας f<0.1 mm/r, wear mainly occurs on the rear cutting surface; When f>{{0}}.2 mm/r, θα υπάρξει φθορά στην μπροστινή επιφάνεια της λεπίδας. Όταν χρησιμοποιείτε εργαλεία κοπής από σκληρό κράμα για στροφή ακριβείας και ημι-ακριβείας, είναι πιο κατάλληλο να έχετε VBmax μικρότερο από 0,4 mm για τη φθορά της πίσω επιφάνειας κοπής.
Στο φρεζάρισμα, λόγω της χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας των υλικών από κράμα τιτανίου και του εξαιρετικά μικρού μήκους επαφής μεταξύ του τσιπ και της μπροστινής επιφάνειας κοπής, η θερμότητα που παράγεται κατά τη διάρκεια της κοπής δεν μεταδίδεται εύκολα, συγκεντρώνεται στη ζώνη παραμόρφωσης κοπής και σε μικρή απόσταση κοντά στο αιχμής. Κατά τη μηχανική κατεργασία, θα δημιουργηθούν εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες κοπής στην άκρη κοπής, μειώνοντας σημαντικά τη διάρκεια ζωής του εργαλείου. Για το κράμα τιτανίου Ti6Al4V, υπό τις επιτρεπόμενες συνθήκες αντοχής εργαλείου και ισχύος μηχανής, η θερμοκρασία κοπής είναι ένας βασικός παράγοντας που επηρεάζει τη διάρκεια ζωής του εργαλείου και όχι το μέγεθος της δύναμης κοπής.