Skäl till varför titanlegeringar är svåra att bearbeta

Titanlegering, med sina unika fördelar, har en viktig position inom luftfart, flyg-, medicinska och andra områden och har också stigit inom 3C-konsumentelektronik under de senaste två åren och används inom kroppen och strukturella delar av ett antal hettförsäljande avancerade smartphones.

Titanlegering förväntas bli en innovativ trend i konsumentelektronikmaterial på grund av dess lätta, höga styrka och god struktur, vilket kan bidra till att förbättra designen av smartphones och avsevärt minska kroppens vikt. Emellertid har de svåra att maskiner egenskaper hos titanlegeringar alltid stört ingenjörer och tekniker.

Titanlegeringsbehandlingssvårigheter som visas som Belllow:

1. Temperaturkoncentration

De flesta titanlegeringar har en mycket låg värmeledningsförmåga, endast 1\/7 stål, 1\/16 aluminium och 1\/25 koppar. Som ett resultat sprids inte värmen som genereras under skärningsprocessen lätt och koncentreras i skärområdet. Spetsemperaturer kan stiga till 1000 grader, vilket leder till snabb verktygsslitage, sprickbildning och chipuppbyggnad, förkortning av verktygslivet.

Den skärande höga temperaturen är koncentrerad på spetsen på verktyget, vilket gör det svårt att sprida värme och verktyget är bräckligt. Den höga temperaturen förstör också ytintegriteten hos titanlegeringsdelar, minskar delarnas geometriska noggrannhet och orsakar arbetshärdning, vilket allvarligt minskar deras trötthetsstyrka.

2. Stark affinitet

Titanlegeringar har god affinitet och tenderar att bilda långa och kontinuerliga chips under vridning och borrning. Dessa chips kan linda runt verktyget och hindra dess funktion. När skärdjupet är för stort är det lätt att få kniven att fastna, bränna eller bryta.

Affinitetsfördelen är värdefull i många områden, till exempel i jonpumpar där titan används som katodplattan. När titanatomer sputteras på anodrörets innervägg kan de adsorbera gasmolekyler, vilket skapar en ultralätt vakuummiljö.

3. Elastisk deformation

Den elastiska modulen för titanlegeringar är relativt låg. Till exempel är den elastiska modulen för TC4 endast 110GPa, medan den för 45 stål är 210GPa. Den elastiska modulen av rostfritt stål såsom 303, 304 och 316 är också cirka 200 gpa. Vid bearbetning av titanlegeringar är elastisk deformation benägen att uppstå, särskilt vid bearbetning av tunnväggiga eller ringformade delar. När tunnväggiga delar bearbetas överskrider lokal deformation det elastiska området och plastisk deformation inträffar, och materialets styrka och hårdhet vid skärpunktens ökar avsevärt.

Skärtrycket får arbetsstycket att elastiskt deformeras och återhämta sig, ökar friktionen mellan verktyget och arbetsstycket, genererar ytterligare värme och förvärrar problemet med dålig värmeledningsförmåga hos titanlegeringar.

4. Vibration

Elasticiteten hos titanlegeringar kan vara fördelaktiga i delprestanda, men det blir en viktig orsak till vibration under skärningsprocessen. Vibrationen som genereras av bearbetning av titanlegering är 10 gånger stål. Eftersom skärningsvärmen är koncentrerad i den skärande delen kommer sicksackchips att genereras, vilket resulterar i fluktuationer i skärkraften.