Titanlegeringar används i stor utsträckning inom-avancerade tillverkningsområden som flyg och rymd på grund av deras unika fysikaliska och kemiska egenskaper. Emellertid leder den dåliga värmeledningsförmågan, den höga kemiska aktiviteten och den lilla deformationskoefficienten hos titanlegeringar till problem som snabbt verktygsslitage, stor bearbetningsdeformation och svårt spånavlägsnande under gängbearbetningen. Bearbetningskvaliteten och effektiviteten begränsas avsevärt av materialets egenskaper. Det här dokumentet fokuserar på trådbearbetningsproblemet med rörförband av titanlegering och förklarar det utifrån aspekterna av verktygsval och processoptimering.
Optimeringsstrategier för gängbearbetningsverktyg i titanlegering
1. Användning av tandade kranar
Tandkranar tar bort tänderna med jämna mellanrum och bildar förskjutna skäreggar, vilket gör att arbetsstycket har enkel-kontakt med kranen, vilket minskar friktion och vridmoment och effektivt förhindrar att kranen fastnar eller skadas. Dess fördelar inkluderar:
• Ökad skärtjocklek: Skärtjockleken med en tand fördubblas och skärkraften är jämnare fördelad;
• Förbättrad spånavlägsnande prestanda: Spåntjockleken ökar, friktionskraften minskar och spånavlägsnandet blir smidigare;
• Förbättrad hållbarhet: Vidhäftningen mellan kranen och spånan minskar, och verktygets livslängd förlängs;
• Konstruktionsöverväganden: Antalet tandräfflor bör vara ett udda antal för att balansera kraften på tandkanterna.
2. Kombination av höghastighets-stålkranar och hårdlegerade kranar
• Hög-stålkranar: Hög seghet och stark motståndskraft mot deformation, lämplig för initial gängning;
• Kranar av hårdlegering: Bra slitstyrka och hög precision, används för hålkorrigering;
• Kombinerad process: Först grov bearbetning med-höghastighetstålkranar, sedan finbearbetning med hårdlegerade kranar, balanserande effektivitet och kvalitet.
3. Forskning och utveckling av nya verktygsmaterial
Med materialvetenskapens framsteg tillämpas gradvis nya verktyg som belagda verktyg (t.ex. TiAlN-beläggning) och keramiska verktyg för bearbetning av titanlegering. I framtiden förväntas de ytterligare bryta igenom begränsningarna för verktygslivslängd och bearbetningsnoggrannhet.
Optimering av bearbetningstekniken för skarvgängor för titanlegering
1. Optimering av gängets bottenhålsdesign
• Ökning av bottenhålets diameter: Minskar skärkraft och bearbetningsvärme, men storleken måste justeras enligt gängkontakthastigheten och antalet gängor;
• Utvidgning av gängans innerdiameter: Minskar tandhöjden, minskar bearbetningssvårigheter, samtidigt som anslutningsstyrkan säkerställs;
• Företrädesvis användning av verktygsmaskin för tappning: Användning av tappningsmaskin kan stabilt kontrollera bearbetningstrycket och förhindra att kranen går sönder.
2. Kontroll av skärparametrar
• Skärhastighet: Kontrolleras till 200-300 mm/min, vilket förhindrar uppmjukning av material och slitage på verktyg orsakade av höga temperaturer;
• Verktygsgeometriska parametrar:
• Framåtvinkel: Att öka vinkeln framåt kan förbättra skäreggens styrka och förlänga verktygets livslängd;
• Bakre vinkel: Att öka den bakre vinkeln är fördelaktigt för borttagning av spån, vilket minskar friktionen mellan spånan och verktyget;
• Strategi för tappning av djupa hål: Minska antalet spånhållningsslitsar för att öka spånhållningsutrymmet och förhindra spånblockering.
3. Kyl- och smörjteknik
• Val av kylvätska: Rekommenderade blandningar av oljesyra, sulfiderad olja och fotogen eller F43 skärolja, som har både smörj- och kylfunktioner;
• Optimering av kylmetod: Öppna kylkanaler på kranens skärkant för att säkerställa att kylvätskan når skärområdet direkt;
• Utformning av indragningsspår: Förläng längden på gängans ändstopp och ställ in ett indragningsspår för att förhindra att botten av kranen spricker.