如何提高钛加工速度
发表于 2020 年 10 月 19 日，| By Candy, WayKen 快速制造
钛因其特性而长期以来一直被忽视。然而，最近冶金和制造技术的发展对这种材料提出了新的看法。目前，钛因其出色的重量强度比（是钢的 3 倍）、耐腐蚀性、人体组织相容性和出色的高温性能而备受青睐。航空航天钛零件因其重量轻且坚固而特别受欢迎。然而，钛加工存在很多问题。
最常见的钛合金
钛中添加了许多元素以提高其性能。钛在超过 800 摄氏度的温度下会发生同素异形转变。降低钛可用性温度的元素称为 β 稳定剂，而提高钛可用性温度的元素称为 α 稳定剂。根据稳定剂的含量，钛合金分为4类。
- 非合金钛。基本上只有钛。非合金版本的耐腐蚀性最好，但强度较低。
- 阿尔法合金。 Alpha 合金具有更好的抗蠕变性，因此可用于高温性能。
- α-β 合金。该组是最普遍的，因为它具有很好的特性。 α 稳定剂增加了材料的耐热性，β 稳定剂增加了合金的强度。最常见的 α-β 合金 Ti-6Al-4V 几乎占整个钛合金市场的 50%。
- β 合金。这些合金比之前所有的合金都更硬，但它们的密度也更高。
钛难以加工的 7 个原因
让我们不要深入研究钛铣削、钛车削或钛磨、刀具磨损和切屑生成力学的力学。相反，这里总结了为什么钛加工如此困难的 7 点。
- 钛即使在高温下也能保持高强度，即使在切削速度下也能保持其抗塑性变形能力。与任何钢材相比，这使得切削力大得多。
- 当切屑最终形成时，它非常薄，切屑与刀具的接触面积比钢小三倍。因此，工具的尖端必须承受几乎所有的切削力。
- 钛合金对刀具材料具有较高的摩擦系数。这会增加切削温度和力。
- 在超过 500 摄氏度的温度下，钛会与大多数工具材料发生化学反应。哦，如果热量积聚太高，钛在切割时容易自燃，因此在切割钛合金时使用冷却剂是绝对必要的。
- 由于接触面积小且切屑较薄，切削过程中的所有热量都会传到刀具上，这会显着降低刀具的使用寿命。只有高压冷却剂才能跟上热量的积累。
- 钛合金的弹性模量非常低。这会导致额外的振动、工具颤动和偏转。
- 在低切削速度下，材料会粘在切削刃上，这对表面光洁度极为不利。
因此，正如您所看到的，存在相当多的重大问题。然而，世界各地的制造工程师已经想出了很多提高钛加工速度的策略。
使用刀具提高钛加工速度
刀具选择是成功进行 CNC 铝和钛加工工艺的第一步。选择的主要是材料。多年来，许多硬质合金已证明自己擅长钛切割。为了擅长加工钛零件，刀具必须具备多项特性。
- 工具必须在高温下坚硬。
- 他们必须对喋喋不休有很强的抵抗力。
- 它们必须具有高疲劳性能，因为钛的 cip 生成是一个循环过程。
- 它们必须对热钛呈化学中性。
- 他们必须有高强度。
- 它们必须具有良好的导热率，以补偿钛的慢速。
具有上述所有特性的最合适的工具材料范围是 WC/Co 合金。另一种可能的解决方案是高速钢，因为它们非常耐碎裂。金刚石工具也显示出良好的抗钛磨损性能。您可以在此处查看我们的金刚石加工技巧。
高速钛加工技术
另一种提高钛加工性能的可行方法是应用特殊的钛加工策略。我们的钛加工服务在选择正确的切削参数以将钛加工时间降至最低方面变得非常熟练。然而，除了参数优化之外，还有一些非常规的加工策略可以大大提高钛的切削速度。
窗台工具
这些工具是由通用电气公司开发的。他们使用具有薄凸台的工具。而不是整个工具，只有这个薄壁架切割钛。由于芯片也很薄，因此没有区别，但是边缘磨损较慢且更容易磨锐。壁架的侧面磨损很快，然后在壁架其余部分的磨损期间保持不变，如果侧面保持不变，这种磨损发生得较慢。
旋转刀片
旋转刀片用于钛合金车削。由于机床设计缺乏精度，它们以前是不可能的。然而，现在制造技术的水平使得它的使用成为可能。主要原理是刀具刀片呈圆形，并在刀具切削毛坯时围绕夹具旋转。这样，传热速度更快，工具不会变热。因此，可以提高切割速度。
超声波辅助金属去除
在刀具中加入超声波振动实际上使切屑形成更容易。钛屑的弹性很差，当切削刃开始切削材料时，由于变形硬化而恶化。超声波鼓励切屑断裂而不是变形，这对刀具寿命、表面光洁度和刀具特性有积极影响，它可以防止材料在切削刃上堆积，并允许机械师提高切削速度。
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