Badanie kontroli powierzchni i metod przetwarzania obróbki stopów tytanu
W artykule przeanalizowano przyczyny typowych defektów powierzchni stopu tytanu w procesie obróbki, systematycznie omówiono kluczowe czynniki materiałowe wpływające na jego wydajność skrawania oraz podsumowano środki optymalizacyjne toczenia, wiercenia, gwintowania i innych procesów obróbki, mając na celu dostarczenie odniesienia do formułowania procesów obróbki stopu tytanu o wysokiej i wysokiej stabilności.
I. Analiza typowych wad trawienia i obróbki powierzchniowej stopów tytanu
W procesach trawienia i obróbki powierzchni stopów tytanu typowe defekty i mechanizmy ich powstawania są następujące:
1. Nadmierna-korozja
Po wytrawieniu na powierzchni pojawiają się wgłębienia, nierówności lub granice ziaren. Do głównych przyczyn zalicza się: brak równowagi w stosunku kwasu fluorowodorowego (HF) do kwasu azotowego (HNO3) w roztworze trawiącym, szczególnie wysokie stężenie HF lub niewystarczająca zdolność utleniania HNO3; I długi czas trawienia. Kluczowe punkty kontroli procesu są następujące: ścisła kontrola proporcji roztworu trawiącego i regularna obserwacja stanu powierzchni podczas pracy zgodnie z szybkością „(1 ~ 4) min/mm” w zależności od grubości i czasu-przedmiotu obrabianego.
2. Wiszący popiół
Odnosi się do pozostałości szarego-brązowego tlenku przyczepionego do powierzchni po trawieniu. Powodem jest to, że przyłącza powstałe w wyniku reakcji nie oddzielają się na czas od matrycy lub-płukanie uzupełniające nie jest dokładne. Środki ulepszające obejmują: potrząsanie obrabianym przedmiotem podczas trawienia, aby ułatwić wydzielanie; Po wytrawieniu-przepływ wody o dużej prędkości zmieszany ze sprężonym powietrzem i wodą dejonizowaną jest używany do silnego przemywania, aby zapewnić czystość powierzchni.
3. Skala nie została usunięta
Pokazuje, że lokalna pierwotna warstwa tlenku pozostaje. Istnieje wiele przyczyn tej wady, do których można zaliczyć: usuwanie zanieczyszczonego oleju podczas obróbki wstępnej, niewystarczający czas na obróbkę stopioną solą (wrzenie alkaliczne), zmniejszoną aktywność roztworu trawiącego lub niską temperaturę. Podczas kontroli należy sprawdzić element po elemencie w kolejności „obróbka-wstępna → obróbka stopioną solą → wytrawianie”, a jeśli to konieczne, można dodać proces piaskowania jako pomocniczą-obróbkę wstępną.
4. Srokaty w paski
Nierówna różnica koloru w usprawnieniu lub zablokowaniu, zwykle z powodu słabej jednorodności reakcji. Można to poprawić, wzmacniając względny ruch-przedmiotu w roztworze trawiącym i odpowiednią temperaturę wytrawiania (np. spadającą do zakresu temperatury pokojowej).
5. Opóźniony srokaty (starzejący się srokaty)
Część przedmiotu-poddana kontroli wytrawiania i przechowywania przez pewien czas na powierzchni pojawiły się nowe plamy. Zjawisko to może być związane z synergistycznym działaniem resztkowego środowiska kwaśnego, korozją i naprężeniami szczątkowymi-przedmiotu obrabianego. Morfologia mikroskopowa różni się od konwencjonalnej korozji i zwykle nie wpływa na wydajność usługi. Można go usunąć poprzez ponowne-trawienie krótkoterminowe, ale w przypadku części obciążonych należy wzmocnić proces odwodornienia próżniowego po wtórnym trawieniu.
II. Czynniki materiałowe wpływające na skrawalność stopów tytanu
Trudność w obróbce stopów tytanu wynika z ich unikalnych właściwości fizycznych i chemicznych:
· Niska przewodność cieplna: Przewodność cieplna wynosi około 1/3 przewodności cieplnej stali, a ciepło skrawania koncentruje się na końcówce narzędzia, co powoduje wzrost temperatury (eksperymenty pokazują, że temperatura końcówki narzędzia może osiągnąć 2 do 3 razy większą temperaturę cięcia stali), przyspieszając zużycie narzędzia.
· Niski moduł sprężystości: obrobiona powierzchnia charakteryzuje się dużą wartością odbicia podczas obróbki, szczególnie w przypadku cienkościennych-części, co pogarsza połączenie powierzchni bocznej z przedmiotem obrabianym i łatwo powoduje zużycie ścierne i pękanie krawędzi.
· Wysoka aktywność chemiczna: bardzo łatwo reaguje z O, H, N i innymi pierwiastkami w wysokiej temperaturze, tworząc utwardzoną warstwę bogatą w tlen-, która ma znaczną plastyczność i pogarsza uszkodzenia narzędzi.
· Właściwości organizacyjne: w stanie wyżarzonym obrabialność stopów tytanu typu -; + następuje typ; Stopy typu beta- mają wysoką wytrzymałość i dobrą hartowność, ale ich obrabialność jest najgorsza. Biorąc pod uwagę powyższe cechy, konieczne jest podejmowanie systematycznych działań w zakresie doboru materiału narzędzia, parametrów skrawania i chłodzenia.
III. Kluczowe punkty typowej technologii obróbki stopu tytanu
1. Toczenie i wytaczanie
· Toczenie: Głównymi wyzwaniami są wysoka temperatura, zużycie narzędzi i sprężynowanie. W przypadku stosowania narzędzi z węglika spiekanego (takich jak YG) zaleca się obróbkę zgrubną i cięcie ciągłe; Do toczenia i cięcia kształtowego należy używać-narzędzi ze stali szybkotnącej. Podstawową zasadą jest wymuszanie ciągłego posuwu, aby uniknąć przerw w skrawaniu. Do chłodziwa zaleca się stosowanie 5% wodnego roztworu azotanu sodu lub 1/20 rozpuszczalnej emulsji olejowej.
· Nudne: Należy do kategorii wykańczania. Należy skupić się na sztywności mocowania cienkościennych-części, aby zapobiec odkształceniom i zapewnić wystarczające chłodzenie, aby zapobiec poparzeniom.
2. Wiercenie
Trudność polega na trudności w nawijaniu wiórów i odprowadzaniu ciepła. Wymagania procesu: użyj-krótkiego, ostrego wiertła, zastosuj niską-prędkość, posuw wymuszony i zapewnij pełne chłodzenie wewnętrzne przez cały proces. Podczas wiercenia surowo zabrania się przestojów, a w przypadku wiercenia głębokich otworów frez należy cofać i regularnie usuwać wióry. Podczas wiercenia-otworu frez należy wycofać w celu oczyszczenia przed penetracją, a ostatnim etapem jest użycie posuwu wymuszonego w celu wygładzenia ścianki otworu.
3. Stukanie
Jest to jeden z trudnych procesów, a ze względu na słabe odprowadzanie wiórów i skurcz materiału łatwo jest złamać gwintownik. Technologiczne środki zaradcze: Nadaj priorytet obróbce głębokich, nieprzelotowych otworów; Poprawić konstrukcję gwintownika (np. zeszlifować krawędź spływu i otworzyć osiowy rowek odprowadzający wióry); Do gryzienia używaj oksydowanych, azotowanych lub chromowanych-kranów. Podczas gwintowania zaleca się stosowanie specjalnej pasty do cięcia lub oleju do cięcia pod dużym ciśnieniem.
4. Piłowanie
Używa się-szybkiego brzeszczotu do piły do metalu z grubymi zębami (podziałka 4,2 ~ 8,5 mm odpowiednia do prętów), a podziałka jest dobierana w zależności od grubości obrabianego przedmiotu w zakresie 2,5 ~ 25,4 mm podczas cięcia piłą taśmową (duża podziałka jest wybierana do grubych materiałów). Podczas przetwarzania wymagane jest wymuszone podawanie i ciągłe chłodzenie, a także stosowana jest niska prędkość taśmy.
5. Obróbka elektroerozyjna (EDM)
Należy zachować szczelinę wyładowczą pomiędzy elektrodą narzędzia a przedmiotem obrabianym (0,005-0,05 mm dla obróbki wykańczającej, 0,1-0,4 mm dla obróbki zgrubnej). Jako materiały na elektrody zaleca się miedź lub cynk, a płyn procesowy musi być dobrze cyrkulowany, aby usunąć żużel.
IV. Wniosek
Na obróbkę stopu tytanu ma wpływ połączenie właściwości materiału, dobór narzędzia, ustawienie parametrów i warunki chłodzenia. W rzeczywistej produkcji konieczna jest optymalizacja parametrów każdego procesu zgodnie z konkretnym numerem stopu, strukturą części i wymaganiami dotyczącymi precyzji oraz ścisła kontrola okien procesów-obróbki wstępnej i wytrawiania, aby skutecznie unikać defektów i osiągnąć wydajną i precyzyjną obróbkę.
