Черновая обработка титана
Типичные компоненты:
Балка, пилоны, хорды, тележки
Материал:
Ti6Al4V, Ti5553, Ti10-2-3
Экспертные знания о металлургических свойствах титана
Эти материалы обладают низкой теплопроводностью, поэтому тепло, выделяющееся во время механообработки, не рассеивается от режущей кромки инструмента. Механическое упрочнение титановых сплавов может потребовать приложения высоких усилий резания и температур, что может привести к глубоким зарубкам.
Альфа-бета (α-ß) сплавы
Эти сплавы имеют α и β фазу и содержат α и β стабилизаторы.
В аэрокосмической промышленности самым простым и самым распространенным сплавом этой группы является Ti6Al4V. Сплавы этой категории легко поддаются формовке, обладают высокой прочностью при комнатной температуре и умеренной жаропрочностью. Свойства этих сплавов могут быть изменены путем термообработки.
Бета (ß) сплавы
Бета (ß) сплавы содержат переходные металлы, такие как V, Nb, Ta и Мо, которые стабилизируют β-фазу. Промышленность выпускает такие ß-сплавы, как Ti11,5Mo6Zr4,5Sn, Ti15V3Cr3Al3Sn и Ti5553. Бета-сплавы легко поддаются термообработке, сварке и обладают высокой прочностью. При обработке раствором сплавы хорошо поддаются формовке. Однако, ß-сплавы склонны к переходу от пластического состояния к хрупкому, поэтому они непригодны для применения в криогенных условиях. Бета-сплавы обладают подходящими свойствами для их использования при изготовлении листовой продукции, тяжелых профилей, крепежных деталей и пружин.
Тенденции в отрасли
"Использование титана продолжает расти на 5% по объему, что намного быстрее, чем для любого другого металла."
Обычно титан выпускается в форме листовых и прутковых заготовок, а также в виде поковок и отливок.
Соотношение закупленного и использованного материала (BTF) обычно составляет от 10 до 16, то есть из 10 кг исходного титана в итоге получают готовую деталь весом 1 кг.
Проблемы
Соотношение закупленного и использованного материала требует эффективное удаление лишнего материала.
Это достигается путем черновой обработки титана, в результате которой режущая кромка длительное время подвергается воздействию чрезвычайно высоких температур.
Вследствие высокой химической реакционной способности титановых сплавов металлическая стружка прилипает к инструменту, приводя к образованию кратеров и преждевременному выходу инструмента из строя.
Кроме того, площадь контакта инструмента с налипшей стружкой относительно мала, что приводит к большой концентрации напряжений, возникающих при воздействии высоких сил резания и температур. Это способствует преждевременному выходу из строя режущего инструмента.
Требования к инструментам
- Жесткость / устойчивость инструмента
- Регулирование температуры
- Поток охлаждающей жидкости
- Класс ударной вязкости
- Теплостойкое покрытие
- Химически стойкое покрытие
- Низкая сила резания для обеспечения микро-геометрии на кромках
- Высокие показатели съема металла