Vlastnosti zpracování titanových tyčí

Zpracování titanových tyčí je typickým obtížným-{1}}obrobením. Mezi jeho základní vlastnosti patří vysoká teplota řezání, rychlé opotřebení nástroje, snadná deformace, snadná oxidace a silné mechanické zpevnění. Má extrémně vysoké požadavky na parametry procesu, nástroje, chlazení a zařízení.

titanová tyč

titanová tyč

I. Potíže se zpracováním jádra (vyplývající z přirozených vlastností titanových materiálů)
Špatná tepelná vodivost (≈ 1/7 oceli)
Řezné teplo se soustřeďuje na hrotu nástroje a na povrchové vrstvě obrobku, přičemž teploty dosahují dvojnásobku teploty oceli, což způsobuje, že nástroj je náchylný ke spálení, slepení a tvorbě hrudek třísek.
Extrémně silná chemická aktivita (snadno "absorbuje" kyslík při vysokých teplotách)
Při teplotách nad 600 stupňů reaguje s O2, N2 a H2 za vzniku tvrdých a křehkých oxidových/nitridových vrstev, které nejen zhoršují opotřebení nástroje, ale také kontaminují povrch obrobku.
Nízký modul pružnosti (≈ 1/2 oceli)
Špatná tuhost a velké odpružení (úhel odpružení 15 stupňů – 30 stupňů), díky čemuž je náchylné k vibracím a odchylkám nástroje během řezání, což ztěžuje kontrolu rozměrové přesnosti.
Značné pracovní otužování
Po zpracování za studena se povrchová tvrdost TC4 výrazně zvýší, následné řezání je obtížnější a náchylné k praskání.
Silná příbuznost s nástroji
Při vysokých teplotách snadno podléhá chemickým reakcím a lepení s nástroji z tvrdé slitiny, což vede k rozbití nástroje.
Obtížná manipulace s čipem
Koeficient deformace třísky je malý a má tvar pásu-, takže je náchylný k zamotání se do obrobku a nástroje a ke špatnému odvodu třísky.
II. Vlastnosti tepelného zpracování (kování / válcování).
Úzké teplotní okno, přísná kontrola
Teplota tepelného zpracování běžných slitin jako je TC4 je pouze v rozmezí 50–80 stupňů. Nadměrná teplota může způsobit růst zrn a snížení výkonu.
Požadavky na vysoký poměr kování
Kovací poměr větší nebo rovný 3 je nutný k účinnému rozbití odlévané struktury, odstranění poréznosti a zajištění jednotné struktury.
Vícenásobné průchody, malá deformace
Po válcování za tepla je často nutné válcování za studena / tažení za studena. Pro TC4 je velikost deformace na jeden průchod < 20 %, aby se zabránilo praskání a nadměrnému vytvrzení.
Musí být inertní / vakuová ochrana
Celý proces tavení a tepelného zpracování musí být chráněn před oxidací; jinak se na povrchu vytvoří "křehká vrstva".
III. Charakteristika obrábění (soustružení / frézování / broušení).
Nízká rychlost, velký posuv, malá hloubka řezu
Rychlost otáčení je obvykle menší nebo rovna 50 m/min, mnohem nižší než u oceli; velký posuv zabraňuje povrchové vytvrzené vrstvě.
Vysoce náročné nástroje
Přednostně se používá tvrdé slitiny (typ YG), CBN a PCD; nástroje musí být ostré, s velkým úhlem čela a silnými drážkami pro lámání třísek-.
Vysoký tlak, velký průtok chlazení
K nucenému odstranění tepla a potlačení oxidace použijte emulzi, syntetickou řeznou kapalinu nebo chladicí kapalinu-na olejové bázi.
Prioritou je tuhost a snížení vibrací
Obráběcí stroj, přípravek a nástrojový systém musí mít vysokou tuhost, aby se zabránilo vibracím; pro tenkostěnné-díly jsou vyžadovány speciální nástroje.
Kvalita povrchu a kontrola kontaminace
Po jemném zpracování je nutné odstranit otřepy a vyčistit, aby se zabránilo zbytkům oleje a oxidů, které by mohly ovlivnit následné použití.
IV. Další vlastnosti zpracování
Obtížné tváření za studena
TC4 má špatnou plasticitu za studena a většinou se používá tváření za tepla; u slitin, jako je TC2, je rychlost deformace za studena menší nebo rovna 30 % a nadměrná deformace vyžaduje střední žíhání.
Kompatibilita svařování / speciálního zpracování
Vhodné pro svařování argonovým obloukem, svařování elektronovým paprskem; elektrický výboj, řezání drátem jsou vhodné pro složité a přesné díly, čímž se zabrání obtížím při řezání.
Vysoká cena, nízká účinnost
Materiál je drahý, opotřebení nástroje je značné a proces je složitý, přičemž náklady na zpracování jsou několikanásobně vyšší než u oceli.