Pagpoproseso ng Titanium: mga paunang katangian ng materyal, mga kahirapan at uri ng pagproseso, prinsipyo ng pagpapatakbo, mga diskarte at rekomendasyon ng mga espesyalista

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Ngayon ay mayroong isang pangkat ng mga metal kung saan kinakailangan na lumikha ng mga espesyal na kondisyon bago magsimulang magtrabaho sa kanila. Ang machining titanium ay nabibilang sa kategoryang ito ng trabaho. Ang lahat ng mga kahirapan at tampok ng proseso ay dahil sa katotohanan na ang materyal na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng tumaas na katigasan.

Paglalarawan

Ang

Titanium ay nailalarawan sa pagiging napakalakas, pagkakaroon ng silvery na kulay at pagiging lubhang lumalaban sa proseso ng kalawang. Dahil sa ang katunayan na ang isang pelikula ng TiO_{2 ay nabuo sa ibabaw ng metal, ito ay may mahusay na pagtutol sa lahat ng panlabas na impluwensya. Tanging ang impluwensya ng mga sangkap na naglalaman ng alkali sa kanilang komposisyon ay maaaring negatibong makakaapekto sa mga katangian ng titan. Sa pakikipag-ugnayan sa mga kemikal na ito, nawawala ang mga katangian ng lakas ng hilaw na materyales.}

Dahil sa mataas na lakas ng produkto, kapag pinipihit ang titanium, kinakailangang gumamit ng ultra-hard alloy tool at iba pang espesyal na kundisyon kapag nagtatrabaho sa CNC lathe.

Ano ang dapat kong isaalang-alang kapag nagpoproseso?

Kung kinakailangan na magtrabaho sa titanium, dapat isaalang-alang ang mga sumusunod na katangian:

• Ang una ay dumidikit. Ang paggawa ng titanium gamit ang lathe ay lumilikha ng mataas na temperatura, na nagiging sanhi ng pagkatunaw ng materyal at dumikit sa cutting tool.
• Sa panahon ng pagpoproseso, nangyayari rin ang pinong nakakalat na alikabok. Maaari itong sumabog, at samakatuwid ay napakahalagang mahigpit na sundin ang lahat ng mga regulasyong pangkaligtasan sa panahon ng operasyon.
• Upang maisakatuparan ang mataas na kalidad na proseso ng pagputol ng naturang heavy-duty na metal, kailangan ng tool na makakapagbigay ng naaangkop na mode.
• Kailangan ding pumili ng espesyal na tool para sa pagputol dahil ang titanium ay nailalarawan sa mababang thermal conductivity.

Pagkatapos ng pagpoproseso ng titanium, ang natapos na bahagi ay karaniwang pinainit, pagkatapos nito ay pinapayagang lumamig sa bukas na hangin. Kaya, isang proteksiyon na pelikula ang nagagawa sa ibabaw ng materyal, na inilarawan sa itaas.

Pag-uuri ng mga paraan ng pagproseso

Upang maputol ang mga naturang hilaw na materyales, kailangan ang isang espesyal na tool, gayundin ang CNC lathe. Ang proseso mismo ay nahahati sa ilang mga operasyon, na ang bawat isa ay isinasagawa ayon sa sarili nitong teknolohiya.

Kung tungkol sa mga operasyon mismo, maaari silang maging basic, intermediate o preliminary.

Kapag pinoproseso ang titanium sa mga makina, kailangan mong tandaan na nangyayari ang vibration sa oras na ito. Upang bahagyangUpang malutas ang problemang ito, maaari mong i-fasten ang workpiece sa isang multi-stage na paraan, at gawin din ito nang mas malapit sa spindle hangga't maaari. Upang mabawasan ang impluwensya ng temperatura sa proseso ng machining, inirerekumenda na gumamit ng mga uncoated fine-grain carbide cutter at mga espesyal na pagsingit ng PVD. Narito ito ay nagkakahalaga ng pagbibigay pansin sa katotohanan na sa panahon ng pagproseso ng titan sa pamamagitan ng pagputol, mula 85 hanggang 90% ng lahat ng enerhiya ay mai-convert sa init, na masisipsip ng mga chips, pinoproseso ang workpiece, mga cutter at likido. na nilayon para sa paglamig. Karaniwan ang temperatura sa lugar ng pagtatrabaho ay umaabot sa 1000-1100 degrees Celsius.

Isaayos ang mga parameter sa pagpoproseso

Kapag pinoproseso ang naturang heavy-duty na materyal, mayroong tatlong pangunahing parameter na dapat isaalang-alang:

• anggulo ng pag-aayos ng gumaganang tool;
• rate ng feed;
• cutting speed.

Kung isasaayos mo ang mga parameter na ito, magagamit mo ang mga ito para baguhin ang temperatura ng pagpoproseso. Sa ilalim ng iba't ibang mga mode ng pagpoproseso, iba't ibang mga parameter ng mga katangiang ito ang sinusunod.

Para sa pre-treatment na may hiwa sa itaas na layer hanggang 10 mm, pinapayagan ang allowance na 1 mm. Upang gumana sa mode na ito, karaniwang nakatakda ang mga sumusunod na parameter. Una, ang anggulo ng pag-aayos ay mula 3 hanggang 10 mm, at pangalawa, ang rate ng feed ay mula 0.3 hanggang 0.8 mm, at ang bilis ng pagputol ay nakatakda sa 25 m/min.

Ang isang intermediate na bersyon ng pagpoproseso ng titanium ay nagsasangkot ng pagputol sa tuktok na layer mula 0.5 hanggang 4 mm, pati na rin ang pagbuo ng pantay na layer na 1 mm na allowance. Anggulo ng pag-aayos 0.5-4 mm, sukat ng feed 0.2-0,5 mm, bilis ng feed 40-80 m/min.

Ang pangunahing opsyon sa pagproseso ay ang pag-alis ng isang layer na 0.2-0.5 mm, pati na rin ang pag-alis ng mga allowance. Ang bilis ng pagtatrabaho ay 80-120 m/min, ang anggulo ng pag-aayos ay 0.25-0.5 mm, at ang feed rate ay 0.1-0.4 mm.

Napakahalaga ring tandaan dito na ang pagmachining ng titanium sa naturang kagamitan ay palaging isinasagawa lamang kapag may ibinibigay na espesyal na cooling emulsion. Ang sangkap ay ibinibigay sa ilalim ng presyon sa gumaganang tool. Ito ay kinakailangan upang makagawa ng normal na temperaturang mode ng pagpapatakbo.

Processing tool

Ang mga kinakailangan para sa tool sa pagproseso ng materyal ay medyo mataas. Kadalasan, ang pagproseso ng titanium at mga haluang metal ay isinasagawa gamit ang mga pamutol na may mga naaalis na ulo, at naka-install ang mga ito sa mga makina ng CNC. Sa panahon ng operasyon, ang gumaganang tool ay napapailalim sa abrasive, adhesive at diffuse wear. Ang partikular na atensyon ay dapat bayaran sa diffuse wear, dahil sa oras na ito ang proseso ng paglusaw ng parehong cutting material at ang titanium blank ay nagaganap. Ang mga prosesong ito ay pinakaaktibo kung ang temperatura ay nasa hanay mula 900 hanggang 1200 degrees Celsius.

Mga kinakailangan sa tool

Ang isang tampok ng pagpoproseso ng titanium ay kinakailangan ding pumili ng gumaganang tool depende sa kung aling mode ng pagpapatakbo ang napili.

Para gumana sa preliminary mode, ang pinakakaraniwang ginagamit na mga insert ay bilog o parisukat na iC19. Ang mga plate na ito ay ginawa mula sa isang espesyal na haluang metal, na minarkahan bilang H13A at walang patong.

Upang matagumpay na maproseso ang titanium sa isang intermediate na paraan, kailangan na gumamit lamang ng mga round insert mula sa parehong alloy na H13A o mula sa alloy na GC1155 na may PDV coating.

Para sa pinakaresponsable, pangunahing paraan ng pagproseso, ginagamit ang mga round nozzle na may grinding cutting edge, na gawa sa mga haluang metal na H13A, GC 1105, CD 10.

Mahalagang idagdag na kapag nag-machining sa CNC lathes, pinapayagan ang pinakamaliit na paglihis mula sa hugis ng bahagi na tinukoy sa mga tuntunin ng sanggunian. Kadalasan, ang mga elementong ginawa mula sa naturang haluang metal ay walang anumang paglihis sa karaniwan.

Pangunahing problema sa pagproseso

Ang pangunahing problemang nararanasan sa pagpoproseso ng hilaw na materyal na ito ay ang pagdikit at pag-scuff sa tool. Dahil dito, napakahirap ng heat treatment ng titanium. Bilang karagdagan, maraming mga problema ang sanhi ng katotohanan na ang metal ay may napakababang thermal conductivity. Dahil sa ang katunayan na ang iba pang mga metal ay lumalaban sa init na mas mahina, kapag nakikipag-ugnay sa titanium, madalas silang bumubuo ng isang haluang metal. Ito ang pangunahing dahilan ng mabilis na pagsusuot ng tool. Para medyo mabawasan ang scuffing at sticking, gayundin para mailihis ang ilan sa nabuong init, inirerekomenda ng mga eksperto na gawin ang sumusunod:

• Una, kailangan mong gumamit ng coolant;
• pangalawa, kapag humahasamga workpiece, halimbawa, mga tool mula sa parehong heavy-duty na materyales ang dapat gamitin;
• pangatlo, kapag nagpoproseso ng mga hilaw na materyales gamit ang mga cutter, ang bilis ay makabuluhang nababawasan upang mabawasan ang init.

Oxidation at nitriding ng titanium

Sulit na magsimula sa titanium nitriding, dahil ang ganitong uri ng paggamot ay mas mahirap kaysa sa oksihenasyon. Ang teknolohikal na proseso ay ang mga sumusunod. Ang produktong titanium ay pinainit sa 850-950 degrees Celsius, pagkatapos nito ang bahagi ay dapat ilagay sa isang kapaligiran na may purong nitrogen gas sa loob ng ilang araw. Pagkatapos nito, ang isang pelikula ng titanium nitride ay nabuo sa ibabaw ng elemento, dahil sa mga reaksiyong kemikal na magaganap sa mga araw na ito. Kung naging maayos ang lahat, lilitaw ang isang kulay gintong pelikula sa titanium, na makikilala sa pamamagitan ng pagtaas ng lakas at paglaban sa abrasion.

Kung tungkol sa oksihenasyon ng titanium, ang pamamaraan ay karaniwan at kabilang, tulad ng nauna, sa heat treatment ng titanium. Ang simula ng proseso ay hindi naiiba sa nitriding, ang bahagi ay dapat na pinainit sa temperatura na 850 degrees Celsius. Ngunit ang proseso ng paglamig ay hindi nangyayari nang unti-unti at sa isang gas na daluyan, ngunit bigla at sa paggamit ng isang likido. Kaya, posible na makakuha ng isang pelikula sa ibabaw ng titan, na matatag na makakabit dito. Ang pagkakaroon ng ganitong uri ng pelikula sa ibabaw ay humahantong sa pagtaas ng lakas at paglaban sa abrasion ng 15-100 beses.

Mga bahagi ng pagkonekta

Sa ilang mga kaso, ang mga produktong titanium ay bahagi ng isang malakingmga disenyo. Iminumungkahi nito na kailangang magkonekta ng iba't ibang materyales.

Upang ikonekta ang mga produkto mula sa hilaw na materyal na ito, apat na pangunahing pamamaraan ang ginagamit. Ang pangunahing isa ay hinang, ginagamit din ang brazing, isang mekanikal na paraan ng koneksyon na kinasasangkutan ng paggamit ng mga rivet at bolted na koneksyon. Sa ngayon, ang pangunahing paraan ng pagproseso para sa pagkonekta ng mga produkto sa isang istraktura ay hinang sa isang inert gas na kapaligiran o mga espesyal na oxygen-free fluxes.

Tungkol sa paghihinang, ang pamamaraang ito ay ginagamit lamang kung ang welding ay imposible o hindi praktikal. Ang prosesong ito ay kumplikado ng ilang mga reaksiyong kemikal na nangyayari bilang resulta ng paghihinang. Upang makagawa ng mekanikal na koneksyon gamit ang mga bolts o rivet, kakailanganin mo ring gumamit ng espesyal na materyal.