Processament del titani: propietats inicials del material, dificultats i tipus de processament, principi de funcionament, tècniques i recomanacions d'especialistes

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2024-01-02 13:51

Avui hi ha un grup de metalls per als quals cal crear condicions especials abans de començar a treballar-los. El mecanitzat de titani entra en aquesta categoria de treball. Totes les dificultats i característiques del procés es deuen al fet que aquest material es caracteritza per una major duresa.

Descripció

El titani es caracteritza per ser molt fort, tenir un color platejat i també ser extremadament resistent al procés d'oxidació. A causa del fet que es forma una pel·lícula de TiO_{2 a la superfície del metall, té una bona resistència a totes les influències externes. Només la influència de substàncies que contenen àlcali en la seva composició pot afectar negativament les propietats del titani. En contacte amb aquests productes químics, la matèria primera perd les seves característiques de resistència.}

A causa de l' alta resistència del producte, en tornejar titani, és necessari utilitzar una eina d'aliatge ultradur i altres condicions especials quan es treballa en un torn CNC.

Què he de tenir en compte a l'hora de processar?

Si cal treballar amb titani, s'han de tenir en compte les propietats següents:

• El primer s'està enganxant. El mecanitzat de titani amb un torn crea altes temperatures, fent que el material es fongui i s'enganxi a l'eina de tall.
• Durant el processament, també es produeix pols dispersat. Pot detonar i, per tant, és molt important seguir estrictament totes les normes de seguretat durant el funcionament.
• Per dur a terme el procés de tall d' alta qualitat d'aquest metall resistent, es necessita una eina que pugui proporcionar el mode adequat.
• També cal seleccionar una eina especial per tallar perquè el titani es caracteritza per una baixa conductivitat tèrmica.

Un cop finalitzat el processament del titani, la peça acabada s'escalfa generalment, després es deixa refredar a l'aire lliure. Així, es crea una pel·lícula protectora a la superfície del material, que es va descriure més amunt.

Classificació dels mètodes de processament

Per tal de tallar aquestes matèries primeres, es necessita una eina especial, així com un torn CNC. El procés en si es divideix en diverses operacions, cadascuna de les quals es realitza segons la seva pròpia tecnologia.

Pel que fa a les operacions en si, poden ser bàsiques, intermèdies o preliminars.

Quan processeu titani a màquines, heu de recordar que la vibració es produeix en aquest moment. Per tal de parcialmentPer resoldre aquest problema, podeu subjectar la peça de manera multietapa i també fer-ho el més a prop possible de l'eix. Per reduir la influència de la temperatura en el procés de mecanitzat, es recomana utilitzar talladors de carbur de gra fi sense recobrir i inserts especials de PVD. Aquí val la pena parar atenció al fet que durant el processament del titani per tall, del 85 al 90% de tota l'energia es convertirà en calor, que serà absorbida pels encenalls, la peça que s'està processant, els talladors i el líquid. que està destinada a la refrigeració. Normalment, la temperatura a l'àrea de treball arriba als 1000-1100 graus centígrads.

Ajusta els paràmetres de processament

Quan es processa un material tan resistent, cal tenir en compte tres paràmetres principals:

• angle de fixació de l'eina de treball;
• taxa d'alimentació;
• velocitat de tall.

Si ajusteu aquests paràmetres, podeu utilitzar-los per canviar la temperatura de processament. En diferents modes de processament, s'observen diferents paràmetres d'aquestes característiques.

Per al pretractament amb un tall de la capa superior de fins a 10 mm, es permet un marge d'1 mm. Per treballar en aquest mode, normalment s'estableixen els paràmetres següents. En primer lloc, l'angle de fixació és de 3 a 10 mm i, en segon lloc, la velocitat d'alimentació és de 0,3 a 0,8 mm i la velocitat de tall s'estableix en 25 m/min.

Una versió intermèdia del processament del titani implica tallar la capa superior de 0,5 a 4 mm, així com la formació d'una capa uniforme d'1 mm de marge. Angle de fixació 0,5-4 mm, dimensió d'alimentació 0,2-0,5 mm, velocitat d'alimentació 40-80 m/min.

L'opció de processament principal és l'eliminació d'una capa de 0,2-0,5 mm, així com l'eliminació de bonificacions. La velocitat de treball és de 80-120 m/min, l'angle de fixació és de 0,25-0,5 mm i la velocitat d'alimentació és de 0,1-0,4 mm.

També és molt important tenir en compte aquí que el mecanitzat de titani en aquests equips sempre es realitza només quan es subministra una emulsió de refrigeració especial. La substància es subministra sota pressió a l'eina de treball. Això és necessari per crear un mode de funcionament de temperatura normal.

Eina de processament

Els requisits per a l'eina de processament de materials són bastant alts. Molt sovint, el processament de titani i aliatges es realitza mitjançant talladores que tenen capçals desmuntables i s'instal·len en màquines CNC. Durant el funcionament, l'eina de treball està sotmesa a un desgast abrasiu, adhesiu i difús. Cal prestar especial atenció al desgast difús, ja que en aquest moment té lloc el procés de dissolució tant del material de tall com del blanc de titani. Aquests processos són més actius si la temperatura es troba entre 900 i 1200 graus centígrads.

Requisits de l'eina

Una característica del processament del titani és també que cal seleccionar una eina de treball en funció del mode de funcionament seleccionat.

Per treballar en mode preliminar, les insercions més utilitzades són rodones o quadrades iC19. Aquestes plaques estan fetes d'un aliatge especial, que està marcat com a H13A i no té cap recobriment.

Per processar amb èxit el titani d'una manera intermèdia, ja cal utilitzar només inserts rodons del mateix aliatge H13A o de l'aliatge GC1155 amb recobriment PDV.

Per al mètode de processament bàsic i més responsable, s'utilitzen broquets rodons amb talls de mòlta, fets d'aliatges H13A, GC 1105, CD 10.

És important afegir que en el mecanitzat en torns CNC, es permet la menor desviació de la forma de la peça que s'especificava als termes de referència. Molt sovint, els elements fets amb aquest aliatge no tenen desviacions de la norma en absolut.

Problema principal de processament

El principal problema que s'ha trobat en el processament d'aquesta matèria primera és l'enganxament i el desgast a l'eina. Per això, el tractament tèrmic del titani és molt difícil. A més, molts problemes són causats pel fet que el metall té una conductivitat tèrmica molt baixa. A causa del fet que altres metalls resisteixen la calor molt més feble, quan estan en contacte amb el titani, sovint formen un aliatge. Aquest és el motiu principal del desgast ràpid de les eines. Per tal de reduir una mica les escombraries i l'enganxament, així com per desviar part de la calor generada, els experts recomanen fer el següent:

• Primer, heu d'utilitzar refrigerant;
• en segon lloc, quan s'esmolaS'han d'utilitzar peces de treball, per exemple, eines dels mateixos materials resistents;
• en tercer lloc, quan es processen matèries primeres amb talladors, la velocitat es redueix significativament per reduir la calor.

Oxidació i nitruració de titani

Val la pena començar amb la nitruració de titani, ja que aquest tipus de tractament és molt més difícil que l'oxidació. El procés tecnològic és el següent. El producte de titani s'escalfa a 850-950 graus centígrads, després del qual la peça s'ha de col·locar en un ambient amb gas nitrogen pur durant diversos dies. Després d'això, es forma una pel·lícula de nitrur de titani a la superfície de l'element, a causa de les reaccions químiques que tindran lloc durant aquests dies. Si tot va anar bé, apareixerà una pel·lícula de color daurat al titani, que es distingirà per una major resistència i resistència a l'abrasió.

Pel que fa a l'oxidació del titani, el mètode és molt habitual i pertany, com l'anterior, al tractament tèrmic del titani. L'inici del procés no és diferent de la nitruració, la peça s'ha d'escalfar a una temperatura de 850 graus centígrads. Però el procés de refredament no es produeix de manera gradual i en un medi gasós, sinó de manera brusca i amb l'ús d'un líquid. Així, és possible obtenir una pel·lícula a la superfície de titani, que s'hi unirà fermament. La presència d'aquest tipus de pel·lícula a la superfície fa que la resistència i la resistència a l'abrasió augmentin entre 15 i 100 vegades.

Peces de connexió

En alguns casos, els productes de titani formen part d'un grandissenys. Això suggereix que cal connectar diferents materials.

Per connectar productes d'aquesta matèria primera, s'utilitzen quatre mètodes principals. El principal és la soldadura, també s'utilitza la soldadura forta, un mètode de connexió mecànica que implica l'ús de reblons i connexió cargolada Fins ara, el principal mètode de processament per connectar productes en una estructura és la soldadura en un entorn de gas inert o fluxos especials sense oxigen..

Pel que fa a la soldadura, aquest mètode només s'utilitza si la soldadura és impossible o poc pràctica. Aquest procés es veu complicat per algunes reaccions químiques que es produeixen com a resultat de la soldadura. Per fer una connexió mecànica amb cargols o reblons, també haureu d'utilitzar un material especial.