La forza di taglio durante la lavorazione della lega di titanio è solo leggermente superiore a quella dell'acciaio della stessa durezza, ma il fenomeno fisico della lavorazione della lega di titanio è molto più complicato di quello della lavorazione dell'acciaio, quindi la lavorazione della lega di titanio deve affrontare grandi difficoltà.
La conduttività termica della maggior parte delle leghe di titanio è molto bassa, solo 1/7 dell'acciaio e 1/16 dell'alluminio. Pertanto, il calore generato nel processo di taglio della lega di titanio non verrà trasferito rapidamente al pezzo in lavorazione o portato via dai trucioli, ma concentrato nell'area di taglio, la temperatura risultante può raggiungere 1 000 gradi C o più, in modo che il tagliente dell'utensile si consumi rapidamente, scheggiando e generando bordi accumulati, la rapida usura del tagliente e dell'area di taglio genera più calore, accorciando ulteriormente la durata dell'utensile.
L'elevata temperatura generata durante il processo di taglio distrugge anche l'integrità superficiale delle parti in lega di titanio, determinando una diminuzione della precisione geometrica della parte e un fenomeno di incrudimento che ne riduce notevolmente la resistenza alla fatica.
L'elasticità delle leghe di titanio può essere vantaggiosa per le prestazioni del pezzo, ma durante il processo di taglio, la deformazione elastica del pezzo è una delle principali cause di vibrazione. La pressione di taglio fa sì che il pezzo "elastico" lasci l'utensile e rimbalzi, quindi l'attrito tra l'utensile e il pezzo è maggiore dell'effetto di taglio. Il processo di attrito genera anche calore, che aggrava il problema della scarsa conducibilità termica nelle leghe di titanio. Questo problema è aggravato quando la lavorazione di parti deformabili, come parti a parete sottile o anulari, e la lavorazione di parti in titanio a parete sottile con la precisione dimensionale prevista non è un compito facile. Poiché quando il materiale del pezzo viene spinto dall'utensile, la deformazione locale della parete sottile ha superato l'intervallo elastico e si verifica la deformazione plastica e la resistenza del materiale e la durezza del punto di taglio aumentano in modo significativo. A questo punto, la lavorazione alla velocità di taglio precedentemente determinata diventa troppo elevata, portando a un'usura tagliente dell'utensile.
"Hot" è il "colpevole" della difficile lavorazione della lega di titanio!
2. Conoscenza del processo di lavorazione delle leghe di titanio Sulla base della comprensione del meccanismo di lavorazione delle leghe di titanio, unitamente all'esperienza precedente, i principali consigli di processo per la lavorazione delle leghe di titanio sono i seguenti:
(1) Adottare una lama con geometria ad angolo positivo
per ridurre la forza di taglio, il calore di taglio e la deformazione del pezzo.
(2) Mantenere un'alimentazione costante per evitare l'indurimento del pezzo, l'utensile deve essere sempre nello stato di alimentazione durante il processo di taglio e la quantità di alimentazione radiale ae durante la fresatura deve essere pari al 30 percento del raggio.
(3) Il fluido da taglio ad alta pressione e flusso elevato viene utilizzato per garantire la stabilità termica del processo di lavorazione e prevenire la denaturazione della superficie del pezzo e il danneggiamento dell'utensile causato da temperature eccessive.
(4) Mantenere il bordo della lama, gli utensili smussati sono la causa dell'accumulo di calore e dell'usura, che possono facilmente portare al guasto dell'utensile. (5) Per quanto possibile, viene lavorato lo stato più morbido della lega di titanio, poiché il materiale diventa più difficile da lavorare dopo l'indurimento e il trattamento termico migliora la resistenza del materiale e aumenta l'usura della lama.
(6) Utilizzare un ampio raggio dell'arco di punta o smusso per tagliare il maggior numero di taglienti possibile. Ciò riduce la forza di taglio e il calore in ogni punto e previene rotture localizzate. Nella fresatura di leghe di titanio, la velocità di taglio ha la maggiore influenza sulla durata dell'utensile vc tra i parametri di taglio, seguita dalla quantità di avanzamento radiale (profondità di fresatura) ae.
3. Inizia dalla lama per risolvere il problema
della lavorazione del titanio L'usura della scanalatura del coltello che si verifica durante la lavorazione della lega di titanio è l'usura locale della parte posteriore e anteriore lungo la direzione della profondità di taglio, che è spesso causata dallo strato superficiale indurito lasciato dalla pre-lavorazione. La reazione chimica e la diffusione tra l'utensile e il materiale del pezzo in lavorazione a una temperatura di lavorazione superiore a 800 gradi è anche una delle ragioni della formazione dell'usura della scanalatura. Perché durante il processo di lavorazione, le molecole di titanio del pezzo si accumulano nella parte anteriore della lama e vengono "saldate" al tagliente ad alta pressione e ad alta temperatura, formando un tagliente. Quando il tagliente di riporto si stacca dal tagliente, il rivestimento in carburo viene rimosso dalla lama, pertanto la lavorazione della lega di titanio richiede geometrie e materiali dell'inserto speciali. 4. Struttura
dello strumento giusto per la lavorazione del titanio L'obiettivo della lavorazione della lega di titanio è il calore e una grande quantità di fluido da taglio ad alta pressione deve essere spruzzata sul tagliente in tempo e con precisione per rimuovere rapidamente il calore. Esistono strutture di fresatura uniche sul mercato specifiche per la lavorazione del titanio.
