Por que achamos que a liga de titânio é um material difícil de usinar?Devido à falta de compreensão profunda de seu mecanismo de processamento e fenômeno.
1. Fenômenos físicos da usinagem de titânio
A força de corte do processamento da liga de titânio é apenas ligeiramente superior à do aço com a mesma dureza, mas o fenômeno físico do processamento da liga de titânio é muito mais complicado do que o do processamento do aço, o que torna o processamento da liga de titânio enfrenta grandes dificuldades.
A condutividade térmica da maioria das ligas de titânio é muito baixa, apenas 1/7 do aço e 1/16 do alumínio.Portanto, o calor gerado no processo de corte da liga de titânio não será transferido rapidamente para a peça ou levado pelos cavacos, mas será acumulado na área de corte, e a temperatura gerada pode chegar a 1000°C, causando o aresta de corte da ferramenta se desgastar, rachar e morrer rapidamente.Acúmulo de aresta acumulada, aparecimento rápido de arestas desgastadas, por sua vez, gera mais calor na zona de corte, reduzindo ainda mais a vida útil da ferramenta.
A alta temperatura gerada durante o processo de corte também destrói a integridade da superfície das peças de liga de titânio, resultando em uma diminuição da precisão geométrica da peça e um fenômeno de endurecimento que reduz seriamente sua resistência à fadiga.
A elasticidade das ligas de titânio pode ser benéfica para o desempenho da peça, mas durante o corte, a deformação elástica da peça é uma importante causa de vibração.A pressão de corte faz com que a peça “elástica” saia da ferramenta e retorne, de modo que o atrito entre a ferramenta e a peça seja maior que a ação de corte.O processo de fricção também gera calor, o que agrava o problema da baixa condutividade térmica das ligas de titânio.
Esse problema é ainda mais grave ao processar peças de paredes finas ou em forma de anel que são facilmente deformadas.Não é uma tarefa fácil processar peças de paredes finas de liga de titânio com a precisão dimensional esperada.Porque quando o material da peça de trabalho é empurrado pela ferramenta, a deformação local da parede fina excedeu a faixa elástica para produzir deformação plástica, e a resistência e dureza do material no ponto de corte aumentam significativamente.Neste momento, a usinagem na velocidade de corte originalmente determinada torna-se muito alta, o que leva ainda mais ao desgaste acentuado da ferramenta.
O “calor” é o “culpado” pela dificuldade de processamento das ligas de titânio!
2. Conhecimento tecnológico para processamento de ligas de titânio
Com base na compreensão do mecanismo de processamento das ligas de titânio, juntamente com a experiência anterior, o principal know-how do processo de processamento de ligas de titânio é o seguinte:
(1) Pastilhas com geometria de ângulo positivo para reduzir a força de corte, calor de corte e deformação da peça de trabalho.
(2) Mantenha um avanço constante para evitar o endurecimento da peça de trabalho.A ferramenta deve estar sempre no estado de alimentação durante o processo de corte.A quantidade de corte radial ae deve ser de 30% do raio durante o fresamento.
(3) O fluido de corte de alta pressão e grande fluxo é usado para garantir a estabilidade térmica do processo de usinagem e evitar a degeneração da superfície da peça e danos à ferramenta devido à temperatura excessiva.
(4) Mantenha a ponta da lâmina afiada, facas cegas são a causa do acúmulo de calor e desgaste, o que pode facilmente levar à falha das facas.
(5) Processamento no estado mais macio possível da liga de titânio, porque o material se torna mais difícil de processar após o endurecimento, o tratamento térmico melhora a resistência do material e aumenta o desgaste da lâmina.
(6) Use um raio de ponta grande ou chanfro para cortar o máximo possível na aresta de corte.Isso pode reduzir a força de corte e o calor em cada ponto e evitar quebras locais.No fresamento de ligas de titânio, dentre os parâmetros de corte, a velocidade de corte tem maior influência na vida útil da ferramenta vc, seguida pela quantidade de corte radial (profundidade de fresamento) ae.
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3. Resolver problemas de processamento de titânio a partir da lâmina
O desgaste do sulco da lâmina que ocorre durante o processamento da liga de titânio é o desgaste local da parte traseira e frontal ao longo da direção da profundidade de corte, que geralmente é causado pela camada endurecida deixada pelo processamento anterior.A reação química e a difusão entre a ferramenta e o material da peça a uma temperatura de processamento superior a 800°C também é uma das razões para a formação do desgaste do sulco.Porque durante o processamento, as moléculas de titânio da peça de trabalho se acumulam na frente da lâmina e são “soldadas” à lâmina sob alta pressão e alta temperatura, formando aresta postiça.Quando a aresta postiça descasca da aresta de corte, ela remove o revestimento de metal duro da pastilha, portanto, a usinagem de titânio requer materiais e geometrias especiais da pastilha.
4. Estrutura da ferramenta adequada para usinagem de titânio
O foco do processamento da liga de titânio é o calor.Uma grande quantidade de fluido de corte de alta pressão deve ser pulverizada na aresta de corte de maneira oportuna e precisa para remover o calor rapidamente.Existem no mercado estruturas únicas de fresas especialmente usadas para processamento de ligas de titânio.
Horário de postagem: 09 de agosto de 2023
