Tại sao chúng ta nghĩ rằng hợp kim titan là một vật liệu khó gia công? Do chưa hiểu sâu về cơ chế và hiện tượng xử lý của nó.
1. Hiện tượng vật lý của quá trình gia công titan
Lực cắt của hợp kim titan chỉ cao hơn một chút so với thép có cùng độ cứng, nhưng hiện tượng vật lý khi gia công hợp kim titan phức tạp hơn nhiều so với thép nên việc gia công hợp kim titan gặp rất nhiều khó khăn.
Hầu hết các hợp kim titan có độ dẫn nhiệt rất thấp, chỉ bằng 1/7 so với thép và 1/16 so với nhôm. Do đó, trong quá trình cắt hợp kim titan, nhiệt sẽ không nhanh chóng được truyền đến phôi hoặc bị chip lấy đi và tích tụ trong khu vực cắt, nhiệt độ có thể cao tới 1 000 độ trở lên, làm cho lưỡi dao cắt mài mòn nhanh, nứt và tạo ra khối u phát triển, lưỡi dao bị mòn nhanh và làm cho vùng cắt sinh ra nhiều nhiệt hơn và rút ngắn hơn nữa tuổi thọ của dụng cụ cắt.
Nhiệt độ cao được tạo ra trong quá trình cắt cũng phá hủy tính toàn vẹn bề mặt của các bộ phận hợp kim titan, dẫn đến giảm độ chính xác của các bộ phận và giảm nghiêm trọng độ bền mỏi của hiện tượng làm cứng.
Tính đàn hồi của hợp kim titan có thể có lợi cho hiệu suất của các bộ phận, nhưng trong quá trình cắt, biến dạng đàn hồi của phôi là một nguyên nhân quan trọng gây ra rung động. Áp lực cắt làm cho phôi "đàn hồi" di chuyển ra khỏi dụng cụ và bật lại, dẫn đến ma sát giữa dụng cụ và phôi lớn hơn so với tác động cắt. Quá trình ma sát cũng sẽ tạo ra nhiệt, làm trầm trọng thêm vấn đề dẫn nhiệt kém của hợp kim titan.
Vấn đề này nghiêm trọng hơn khi gia công các bộ phận thành mỏng hoặc vòng dễ biến dạng. Không dễ để xử lý các bộ phận thành mỏng bằng hợp kim titan với độ chính xác kích thước mong muốn. Khi dữ liệu phôi được đẩy bởi công cụ, biến dạng cục bộ của thành mỏng đã vượt quá phạm vi đàn hồi và tạo ra biến dạng dẻo, đồng thời độ bền và độ cứng của dữ liệu điểm cắt rõ ràng được tăng lên. Tại thời điểm này, tốc độ cắt ban đầu trở nên quá cao, hơn nữa dẫn đến mài mòn dụng cụ nhanh chóng.
2. Bí quyết kỹ thuật gia công hợp kim titan
Trên cơ sở hiểu biết về cơ chế xử lý hợp kim titan và kinh nghiệm trước đây, các mẹo xử lý hợp kim titan chính như sau:
(1) Việc sử dụng hình dạng lưỡi cắt Góc dương, để giảm lực cắt, nhiệt cắt và biến dạng phôi.
(2) tuân thủ nguồn cấp dữ liệu không đổi để tránh làm cứng phôi, trong quá trình cắt, dụng cụ phải luôn ở trạng thái cấp liệu, nguồn cấp dữ liệu xuyên tâm phay E phải bằng 30 phần trăm bán kính.
(3) Việc sử dụng chất lỏng cắt áp suất cao và lưu lượng lớn, để đảm bảo sự ổn định nhiệt của quy trình xử lý, đồng thời ngăn ngừa sự thoái hóa bề mặt phôi và hư hỏng dụng cụ do nhiệt độ cao gây ra.
(4) Bám sát vào cạnh sắc của lưỡi dao, dụng cụ cùn là nguyên nhân dẫn đến lắp ráp nhiệt và mài mòn, dễ dẫn đến hỏng dụng cụ.
(5) Hợp kim titan phải được xử lý ở trạng thái mềm nhất có thể. Do dữ liệu trở nên khó xử lý hơn sau khi làm cứng, xử lý nhiệt giúp cải thiện độ bền của dữ liệu và tăng độ mài mòn của lưỡi dao.
(6) Sử dụng bán kính vòng cung đầu lớn hoặc vết cắt vát để đưa càng nhiều lưỡi dao vào vết cắt càng tốt. Điều này làm giảm lực cắt và nhiệt tại mỗi điểm và ngăn ngừa hư hỏng cục bộ. Trong quá trình phay hợp kim titan, tốc độ cắt có ảnh hưởng lớn nhất đến tuổi thọ dụng cụ VC và độ sâu cắt xuyên tâm (độ sâu phay) ae là thứ hai.
3. Bắt đầu với lưỡi dao để giải quyết các vấn đề về gia công titan
Độ mòn của rãnh lưỡi trong gia công hợp kim titan là độ mòn cục bộ ở phía sau và phía trước dọc theo hướng chiều sâu cắt, thường là do lớp hóa cứng còn lại trong quá trình xử lý ban đầu. Phản ứng hóa học và sự khuếch tán dữ liệu của dụng cụ và phôi ở nhiệt độ xử lý trên 800 độ cũng là một trong những nguyên nhân hình thành mòn rãnh. Bởi vì trong quá trình xử lý, các phân tử titan của phôi tích tụ phía trước lưỡi dao và "hàn" vào lưỡi dao dưới áp suất cao và nhiệt độ cao, tạo thành khối u phoi. Khi các nốt sần được loại bỏ khỏi lưỡi kiếm, lớp phủ cacbua của lưỡi kiếm sẽ bị cuốn đi. Do đó, gia công hợp kim titan yêu cầu thông tin và hình dạng lưỡi cắt đặc biệt.
4. Cấu trúc công cụ phù hợp để xử lý titan
Trọng tâm của quá trình xử lý hợp kim titan là nhiệt, rất nhiều chất lỏng cắt áp suất cao để phun kịp thời và chính xác vào lưỡi cắt có thể nhanh chóng loại bỏ nhiệt. Trên thị trường, có những loại dao phay đặc biệt để gia công hợp kim titan với các cấu trúc độc đáo.
Liên hệ:
Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi. Giờ làm việc: 8h30 đến 17h30
E-mail:zhangjixia@bjygti.com
