Причини, поради които титаниевите сплави са трудни за обработка

Титановата сплав, със своите уникални предимства, заема важна позиция в авиацията, аерокосмическата, медицинската и други области, а също така се е издигнала в областта на 3C потребителската електроника през последните две години и се използва в тялото и структурните части на редица горещи продажби от висок клас смартфони.

Очаква се сплавта от титан да се превърне в иновативна тенденция в материалите на потребителската електроника поради неговата лека, висока здравина и добра текстура, която може да помогне за подобряване на дизайна на смартфони и значително да се намали теглото на тялото. Трудните за машина свойства на титанови сплави обаче винаги са притежавали инженери и техници.

Трудности за обработка на сплав от титан, показани като Belllow:

1. Температурна концентрация

Повечето титанови сплави имат много ниска термична проводимост, само 1\/7 стомана, 1\/16 алуминий и 1\/25 мед. В резултат на това топлината, генерирана по време на процеса на рязане, не се разсейва лесно и се концентрира в зоната на рязане. Температурите на върха могат да се повишат до 1000 градуса, което води до бързо износване на инструменти, напукване и натрупване на чип, съкращаване на живота на инструмента.

Високата температура на рязането е концентрирана върху върха на инструмента, което затруднява разсейването на топлината и инструментът е крехък. Високата температура също разрушава целостта на повърхността на части от титанов сплав, намалява геометричната точност на частите и причинява затвърдяване на работата, което сериозно намалява якостта на умората им.

2. Силен афинитет

Титановите сплави имат добър афинитет и са склонни да образуват дълги и непрекъснати чипове по време на завъртане и пробиване. Тези чипове могат да се увият около инструмента и да пречат на функцията му. Когато дълбочината на рязане е твърде голяма, лесно е да се причини ножът да се залепи, изгаря или счупи.

Предимството на афинитета е ценно в много области, като например в йонни помпи, където титанът се използва като катодна плоча. Когато титановите атоми се разпръскват върху вътрешната стена на анодната тръба, те са в състояние да адсорбират газови молекули, създавайки ултра-висока вакуумна среда.

3. Еластична деформация

Еластичният модул на титанови сплави е сравнително нисък. Например, еластичният модул на TC4 е само 110GPa, докато този от 45 стомана е 210GPa. Еластичният модул на неръждаема стомана като 303, 304 и 316 също е около 200GPa. При обработка на титанови сплави е предразположена еластична деформация, особено при обработка на тънкостенни или пръстеновидни части. Когато се обработват тънкостенни части, локалната деформация надвишава еластичния обхват и се появява пластмасова деформация и якостта и твърдостта на материала в точката на рязане значително се увеличават.

Налягането на рязане кара детайла еластично да се деформира и отскочи, увеличава триенето между инструмента и детайла, генерира допълнителна топлина и изостря проблема с лошата термична проводимост на титановите сплави.

4. Вибрация

Еластичността на титановите сплави може да бъде отчасти отчасти показатели, но тя се превръща в основна причина за вибрация по време на процеса на рязане. Вибрацията, генерирана чрез обработка на титанов сплав, е 10 пъти по -голяма от тази на стоманата. Тъй като топлината на рязане е концентрирана в частта за рязане, ще се генерират зигзагови чипове, което ще доведе до колебания в силата на рязане.