Obdelava titana: začetne lastnosti materiala, težave in vrste obdelave, princip delovanja, tehnike in priporočila strokovnjakov

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-02 14:02

Danes obstaja skupina kovin, za katere je treba ustvariti posebne pogoje, preden začnete z njimi delati. Obdelava titana spada v to kategorijo dela. Vse težave in značilnosti postopka so posledica dejstva, da je za ta material značilna povečana trdota.

Opis

Titan je zelo močan, ima srebrno barvo in je izjemno odporen na proces rjavenja. Zaradi dejstva, da se na površini kovine oblikuje film TiO_{2, ima dobro odpornost na vse zunanje vplive. Samo vpliv snovi, ki v svoji sestavi vsebujejo alkalijo, lahko negativno vpliva na lastnosti titana. V stiku s temi kemikalijami surovina izgubi lastnosti trdnosti.}

Zaradi visoke trdnosti izdelka je pri struženju titana potrebno uporabiti orodje iz ultra trde zlitine in druge posebne pogoje pri delu na CNC stružnici.

Kaj moram upoštevati pri obdelavi?

Če je treba delati s titanom, je treba upoštevati naslednje lastnosti:

• Prvi se drži. Obdelava titana s stružnico ustvarja visoke temperature, zaradi česar se material stopi in se drži rezalnega orodja.
• Med obdelavo se pojavi tudi fin razpršen prah. Lahko detonira, zato je zelo pomembno, da med delovanjem strogo upoštevate vse varnostne predpise.
• Za izvedbo visokokakovostnega postopka rezanja tako težke kovine je potrebno orodje, ki lahko zagotovi ustrezen način.
• Za rezanje je treba izbrati tudi posebno orodje, ker je za titan značilna nizka toplotna prevodnost.

Po končani obdelavi titana se končni del običajno segreje, nato pa se pusti, da se ohladi na prostem. Tako se na površini materiala ustvari zaščitni film, ki je bil opisan zgoraj.

Razvrstitev metod obdelave

Za rezanje takšnih surovin je potrebno posebno orodje, pa tudi CNC stružnica. Sam proces je razdeljen na več operacij, od katerih se vsaka izvaja po lastni tehnologiji.

Kar zadeva same operacije, so lahko osnovne, vmesne ali predhodne.

Pri obdelavi titana na strojih se morate spomniti, da se v tem trenutku pojavijo vibracije. Da bi delnoČe želite rešiti to težavo, lahko obdelovanec pritrdite na večstopenjski način in to storite čim bližje vretenu. Za zmanjšanje vpliva temperature na proces obdelave je priporočljiva uporaba rezalnikov iz drobnozrnate karbide brez premaza in posebnih PVD ploščic. Tukaj je vredno biti pozoren na dejstvo, da se bo med obdelavo titana z rezanjem od 85 do 90% vse energije pretvorilo v toploto, ki jo bodo absorbirali sekanci, obdelovanec, rezila in tekočina. ki je namenjen hlajenju. Običajno temperatura v delovnem območju doseže 1000-1100 stopinj Celzija.

Prilagodi parametre obdelave

Pri obdelavi tako težkega materiala je treba upoštevati tri glavne parametre:

• pritrdilni kot delovnega orodja;
• hitrost podajanja;
• hitrost rezanja.

Če prilagodite te parametre, jih lahko uporabite za spreminjanje temperature obdelave. Pri različnih načinih obdelave se opazijo različni parametri teh lastnosti.

Za predobdelavo z rezom zgornje plasti do 10 mm je dovoljen dodatek 1 mm. Za delo v tem načinu so običajno nastavljeni naslednji parametri. Prvič, pritrdilni kot je od 3 do 10 mm, drugič, pomik je od 0,3 do 0,8 mm, hitrost rezanja pa je nastavljena na 25 m/min.

Vmesna različica obdelave titana vključuje odrezovanje zgornje plasti od 0,5 do 4 mm, kot tudi oblikovanje enakomerne plasti 1 mm dodatka. Pritrdilni kot 0,5-4 mm, dimenzija podajanja 0,2-0,5 mm, hitrost podajanja 40-80 m/min.

Glavna možnost obdelave je odstranitev sloja 0,2-0,5 mm, pa tudi odstranitev dodatkov. Delovna hitrost je 80-120 m/min, pritrdilni kot je 0,25-0,5 mm, pomik pa 0,1-0,4 mm.

Tukaj je tudi zelo pomembno omeniti, da se obdelava titana na takšni opremi vedno izvaja le ob dobavi posebne hladilne emulzije. Snov se pod pritiskom dovaja v delovno orodje. To je potrebno za ustvarjanje normalnega temperaturnega načina delovanja.

Orodje za obdelavo

Zahteve za orodje za obdelavo materiala so precej visoke. Najpogosteje se obdelava titana in zlitin izvaja z rezkarji, ki imajo odstranljive glave, nameščeni pa so na CNC strojih. Med delovanjem je delovno orodje izpostavljeno abrazivni, lepilni in razpršeni obrabi. Posebno pozornost je treba nameniti razpršeni obrabi, saj v tem času poteka proces raztapljanja tako rezalnega materiala kot titanovega surovca. Ti procesi so najbolj aktivni, če je temperatura v območju od 900 do 1200 stopinj Celzija.

Zahteve za orodje

Značilnost obdelave titana je tudi, da je treba izbrati delovno orodje glede na izbran način delovanja.

Za delo v predhodnem načinu so najpogosteje uporabljeni vložki okrogli ali kvadratni iC19. Te plošče so izdelane iz posebne zlitine, ki je označena kot H13A in nima premaza.

Za uspešno obdelavo titana na vmesni način je že zdaj potrebno uporabiti le okrogle vložke iz iste zlitine H13A ali iz zlitine GC1155 s prevleko PDV.

Za najbolj odgovoren, osnovni način obdelave se uporabljajo okrogle šobe z brusilnimi rezalnimi robovi, ki so izdelane iz zlitin H13A, GC 1105, CD 10.

Pomembno je dodati, da je pri obdelavi na CNC stružnicah dovoljeno najmanjše odstopanje od oblike dela, ki je bila določena v opisu nalog. Najpogosteje elementi, izdelani iz takšne zlitine, sploh nimajo odstopanj od norme.

Glavna težava pri obdelavi

Glavni problem, s katerim se srečujemo pri predelavi te surovine, je lepljenje in praskanje orodja. Zaradi tega je toplotna obdelava titana zelo težka. Poleg tega veliko težav povzroča dejstvo, da ima kovina zelo nizko toplotno prevodnost. Ker so druge kovine veliko šibkejše odporne na toploto, v stiku s titanom najpogosteje tvorijo zlitine. To je glavni razlog za hitro obrabo orodja. Strokovnjaki priporočajo, da naredite naslednje, da bi nekoliko zmanjšali drgnjenje in lepljenje ter preusmerili del ustvarjene toplote:

• Najprej morate uporabiti hladilno tekočino;
• drugič, pri ostrenjuobdelovanci, na primer orodja iz istih težkih materialov;
• tretjič, pri obdelavi surovin z rezalniki se hitrost znatno zmanjša za zmanjšanje toplote.

Oksidacija in nitriranje titana

Splača se začeti z nitriranjem titana, saj je ta vrsta obdelave veliko težja od oksidacije. Tehnološki postopek je naslednji. Izdelek iz titana se segreje na 850-950 stopinj Celzija, po katerem je treba del za nekaj dni postaviti v okolje s čistim dušikovim plinom. Po tem se na površini elementa tvori film titanovega nitrida zaradi kemičnih reakcij, ki bodo potekale v teh dneh. Če je šlo vse dobro, se bo na titanu pojavil zlato obarvan film, ki se bo odlikoval s povečano trdnostjo in odpornostjo na obrabo.

Za oksidacijo titana je metoda zelo pogosta in spada tako kot prejšnja v toplotno obdelavo titana. Začetek postopka se ne razlikuje od nitriranja, del je treba segreti na temperaturo 850 stopinj Celzija. Toda proces hlajenja ne poteka postopoma in v plinastem mediju, ampak nenadoma in z uporabo tekočine. Tako je mogoče na površini titana dobiti film, ki bo nanj trdno vezan. Prisotnost te vrste filma na površini vodi do povečanja trdnosti in odpornosti proti obrabi za 15-100-krat.

Priključni deli

V nekaterih primerih so izdelki iz titana del velikegamodelov. To nakazuje, da je treba povezati različne materiale.

Za povezovanje izdelkov iz te surovine se uporabljajo štiri glavne metode. Glavna je varjenje, uporablja se tudi spajkanje, mehanska metoda povezovanja, ki vključuje uporabo kovic in vijačno povezavo. Do danes je glavni način obdelave za povezovanje izdelkov v eno strukturo varjenje v okolju inertnega plina ali posebnih tokov brez kisika..

Kar zadeva spajkanje, se ta metoda uporablja le, če je varjenje nemogoče ali nepraktično. Ta proces je zapleten zaradi nekaterih kemičnih reakcij, ki nastanejo kot posledica spajkanja. Za mehansko povezavo s sorniki ali zakovicami boste morali uporabiti tudi poseben material.