Numera har titanlegeringar tillämpats allmänt inom olika områden som luftfart, flyg-, kärnkraft och medicinsk vård på grund av deras bästa materiella prestanda. Den här artikeln kommer att genomföra en systematisk analys från tre dimensioner: Materialklassificering, bearbetningssvårigheter och motsvarande motåtgärder.
Kristallstruktur och klassificeringssystem för titanlegeringar
Vid rumstemperatur kan titanlegeringar klassificeras i tre huvudkategorier baserat på deras matrisstruktur:
- Titanlegeringar (representativa betyg TA3 -serien)
Kristallstruktur: hexagonal nära packad gitterfas
Fördelar: Utmärkt hög temperaturstabilitet (långvarig drift vid 500 grader), stark oxidationsmotstånd
Bearbetningsegenskaper: kan inte värmebehandlas, relativt låg styrka vid rumstemperatur, bästa skärprestanda
Typiska betyg: TA7, TA8, etc.
- Titanlegeringar (representativa betyg TB6 -serien)
Kristallstruktur: kroppscentrerad kubisk gitterfas
Fördelar: Utmärkt kall deformation Plasticitet, värmebehandlingsbar förstärkning
Bearbetningsbegränsningar: Dålig termisk stabilitet (<300°C), most difficult cutting
Typiska betyg: TB1, TB2, etc.
- + Duplex titanlegeringar (representativa betyg TC4 -serien)
Kristallstruktur: \/ duplexkompositstruktur
Integrerad prestanda: Balanserad hög\/normal-temperatur styrka, plasticitet och seghet
Bearbetningsegenskaper: Värmebehandlingsbar förstärkning, måttlig skärande svårighet
Typiska betyg: TC1, TC4, etc.
Analys av titanlegeringssvårigheter
- Termodynamiska egenskaper
Konduktivitet är endast 1\/6-1\/7 av 45 stål, och skärningszontemperaturen kan nå 600-800 examen
Titanchips är benägna att själv anpassas vid höga temperaturer (tändpunkt cirka 600 grader)
- Mekaniska egenskaper
Elastisk modul är 110 GPA (50% av 45 stål), vilket resulterar i betydande elastisk deformation
Bearbetning av härdningsindex är så högt som 0. 3-0. 4, ythårdhet ökar med 20-30%
- Kemiska egenskaper
Stark affinitet med belagda titanverktyg, förvärrat självhäftande slitage
Reagerar enkelt med O\/N vid höga temperaturer för att bilda hårt sprött ytskikt (tjocklek 50-100 μm)
Kontaktlängd mellan verktyget och chöfterna är bara 1\/3 av det för kolstål, med lokal stresskoncentration
Skärkraft fluktuationsamplitud når 20-30%, verktygets flisningshastighet ökar
Nyckelteknik för effektiv titanlegeringsbehandling
- Urval
Hard Alloys: Företrädesvis välj K-typ (YG-serien) utan TI-matris
Superhårda verktyg: PCD\/PCBN Tool Life kan ökas med 3-5 gånger
- Geometrisk parameter design
Rake vinkel {{0}} examen, clearance vinkel 10-15 examen, kant avfasning 0. 05-0. 1 mm
Använd dubbelvinkelstruktur (huvudrake vinkel 45 grader + sekundär rake vinkel 15 grader)
- Skärhastighetskontroll
Vridning: 50-120 m\/min
Fräsning: 30-80 m\/min
Borrning: 10-30 m\/min
- Kylningssystem
Högtryck intern kylning (tryck> 7 MPa)
Oljebaserad kylvätska (innehåller klor\/svavel extrema trycktillsatser)
Maskinverktygsstyvhet: Systemstyvhet måste vara> 50 N\/μm
Klämmetod: Använd flexibla fixturer med flera punktar, enhetlig klämkraftsfördelning
Processövervakning: Integrera temperatur\/vibrationssystem i realtid
Slutsats
Titanlegeringsbehandling kräver etablering av en "materiell egenskaper - Processparametrar - verktygssystem" samarbetsoptimeringssystem. Genom valet av lämpliga verktygsmaterial, optimering av geometriska parametrar och kontroll av skärningstemperatur och andra omfattande åtgärder kan bearbetningseffektivitet ökas med mer än 30%, och verktygslivet kan förlängas med 2-3 gånger. Med utvecklingen av nya processer som beläggningsteknik (t.ex. Alcrn -beläggning) och vibrationsskärning, bryter titanlegeringsbehandling kontinuerligt mot effektiva och exakta riktningar.