Titanbehandling: materialets opprinnelige egenskaper, vanskeligheter og typer behandling, operasjonsprinsipp, teknikker og anbefalinger fra spesialister

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2024-01-02 14:00

I dag er det en gruppe metaller som det er nødvendig å skape spesielle forhold for før man begynner å arbeide med dem. Maskinering av titan faller inn i denne kategorien arbeid. Alle vanskelighetene og egenskapene til prosessen skyldes det faktum at dette materialet er preget av økt hardhet.

Description

Titan kjennetegnes ved å være veldig sterkt, ha en sølvfarget farge og også være ekstremt motstandsdyktig mot rustprosessen. På grunn av det faktum at det dannes en film av TiO_{2 på overflaten av metallet, har den god motstand mot alle ytre påvirkninger. Bare påvirkningen av stoffer som inneholder alkali i sammensetningen kan påvirke egenskapene til titan negativt. I kontakt med disse kjemikaliene mister råmaterialet sine styrkeegenskaper.}

På grunn av produktets høye styrke, når man dreier titan, er det nødvendig å bruke et ultrahardt legeringsverktøy og andre spesielle forhold når man arbeider på en CNC dreiebenk.

Hva bør jeg vurdere når jeg behandler?

Hvis det er nødvendig å arbeide med titan, må følgende egenskaper tas i betraktning:

• Den første sitter fast. Bearbeiding av titan ved hjelp av en dreiebenk skaper høye temperaturer, noe som får materialet til å smelte og feste seg til skjæreverktøyet.
• Under behandlingen oppstår også fint spredt støv. Den kan detonere, og derfor er det svært viktig å følge alle sikkerhetsforskrifter under drift.
• For å kunne utføre den høykvalitets skjæreprosessen av slike kraftige metaller, trengs et verktøy som kan gi riktig modus.
• Det er også nødvendig å velge et spesialverktøy for kutting fordi titan er preget av lav varmeledningsevne.

Etter at titanbehandlingen er ferdig, varmes den ferdige delen vanligvis opp, hvoretter den får avkjøles i friluft. Dermed dannes det en beskyttende film på overflaten av materialet, som ble beskrevet ovenfor.

Klassifisering av behandlingsmetoder

For å kutte slike råvarer trengs et spesialverktøy, samt en CNC dreiebenk. Selve prosessen er delt inn i flere operasjoner, som hver utføres i henhold til sin egen teknologi.

Når det gjelder selve operasjonene, kan de være grunnleggende, mellomliggende eller foreløpige.

Når du behandler titan på maskiner, må du huske at vibrasjoner oppstår på dette tidspunktet. For å delvisFor å løse dette problemet kan du feste arbeidsstykket på en flertrinns måte, og også gjøre det så nær spindelen som mulig. For å redusere temperaturpåvirkningen på bearbeidingsprosessen, anbefales det å bruke ubelagte finkornede karbidkuttere og spesielle PVD-skjær. Her er det verdt å være oppmerksom på det faktum at under bearbeiding av titan ved kutting, vil fra 85 til 90% av all energi bli omdannet til varme, som vil bli absorbert av sponene, arbeidsstykket som behandles, kutterne og væsken som er beregnet for kjøling. Vanligvis når temperaturen i arbeidsområdet 1000-1100 grader Celsius.

Juster behandlingsparametere

Når du behandler et så kraftig materiale, er det tre hovedparametre å vurdere:

• festevinkel på arbeidsverktøyet;
• feed rate;
• klippehastighet.

Hvis du justerer disse parameterne, kan du bruke dem til å endre prosesseringstemperaturen. Under forskjellige behandlingsmoduser observeres forskjellige parametere for disse egenskapene.

For forbehandling med kutt av det øvre laget inntil 10 mm er det tillatt med 1 mm. For å arbeide i denne modusen er følgende parametere vanligvis satt. For det første er festevinkelen fra 3 til 10 mm, og for det andre er matehastigheten fra 0,3 til 0,8 mm, og skjærehastigheten er satt til 25 m/min.

En mellomversjon av titanbehandling innebærer å kutte av topplaget fra 0,5 til 4 mm, samt dannelse av et jevnt lag med 1 mm kvote. Festevinkel 0,5-4 mm, matemål 0,2-0,5 mm, matehastighet 40-80 m/min.

Hovedbehandlings alternativet er fjerning av et lag på 0,2-0,5 mm, samt fjerning av kvoter. Arbeidshastigheten er 80-120 m/min, festevinkelen er 0,25-0,5 mm, og matingshastigheten er 0,1-0,4 mm.

Det er også veldig viktig å merke seg her at bearbeiding av titan på slikt utstyr alltid utføres kun når en spesiell kjøleemulsjon leveres. Stoffet tilføres under trykk til arbeidsverktøyet. Dette er nødvendig for å opprette en normal temperaturdrift.

Behandlingsverktøy

Kravene til materialbehandlingsverktøyet er ganske høye. Oftest utføres behandlingen av titan og legeringer ved hjelp av kuttere som har avtakbare hoder, og de er installert på CNC-maskiner. Under drift utsettes arbeidsverktøyet for abrasiv, klebende og diffus slitasje. Spesiell oppmerksomhet bør rettes mot diffus slitasje, siden prosessen med oppløsning av både skjærematerialet og titanemnet foregår på dette tidspunktet. Disse prosessene er mest aktive hvis temperaturen er i området fra 900 til 1200 grader Celsius.

Verktøykrav

Et trekk ved titanbehandling er også at det er nødvendig å velge et arbeidsverktøy avhengig av hvilken driftsmodus som er valgt.

For å fungere i foreløpig modus er de mest brukte innsatsene runde eller firkantede iC19. Disse platene er laget av en spesiell legering, som er merket som H13A og ikke har noe belegg.

For å lykkes med å behandle titan på en mellomliggende måte, er det allerede nødvendig å bruke bare runde innsatser fra samme legering H13A eller fra legering GC1155 med PDV-belegg.

For den mest ansvarlige, grunnleggende behandlingsmetoden, brukes runde dyser med slipende skjærekanter, som er laget av legeringer H13A, GC 1105, CD 10.

Det er viktig å legge til at ved maskinering på CNC-dreiebenker er det tillatt med det minste avviket fra formen på delen som er spesifisert i referansedirektivet. Som oftest har ikke elementer laget av en slik legering avvik fra normen i det hele tatt.

Hovedbehandlingsproblem

Hovedproblemet som oppstår i behandlingen av dette råmaterialet er å feste seg og skrape på verktøyet. På grunn av dette er varmebehandlingen av titan svært vanskelig. I tillegg er det mange problemer forårsaket av at metallet har svært lav varmeledningsevne. På grunn av det faktum at andre metaller motstår varme mye svakere, når de er i kontakt med titan, danner de oftest en legering. Dette er hovedårsaken til rask verktøyslitasje. For å redusere skraping og klebing, samt å avlede noe av den genererte varmen, anbefaler eksperter å gjøre følgende:

• Først må du bruke kjølevæske;
• for det andre, ved slipingarbeidsstykker, for eksempel verktøy fra de samme kraftige materialene, bør brukes;
• for det tredje, ved prosessering av råvarer med kuttere, reduseres hastigheten betydelig for å redusere varmen.

Oksidering og nitrering av titan

Det er verdt å begynne med titannitrering, siden denne typen behandling er mye vanskeligere enn oksidasjon. Den teknologiske prosessen er som følger. Titanproduktet varmes opp til 850-950 grader Celsius, hvoretter delen må plasseres i et miljø med ren nitrogengass i flere dager. Etter det dannes en film av titannitrid på overflaten av elementet, på grunn av kjemiske reaksjoner som vil finne sted i løpet av disse dagene. Hvis alt gikk bra, vil en gyllen-farget film vises på titanet, som vil utmerke seg ved økt styrke og slitestyrke.

Når det gjelder oksidasjon av titan, er metoden svært vanlig og hører, som den forrige, til varmebehandlingen av titan. Begynnelsen av prosessen er ikke forskjellig fra nitrering, delen må varmes opp til en temperatur på 850 grader Celsius. Men kjøleprosessen skjer ikke gradvis og i et gassformig medium, men brått og med bruk av en væske. Dermed er det mulig å få en film på overflaten av titan, som vil være fast bundet til den. Tilstedeværelsen av denne typen film på overflaten fører til en økning i styrke og slitestyrke med 15-100 ganger.

Kobledeler

I noen tilfeller er titanprodukter en del av en stordesign. Dette tyder på at det er behov for å koble sammen forskjellige materialer.

For å koble sammen produkter fra denne råvaren, brukes fire hovedmetoder. Den viktigste er sveising, lodding brukes også, en mekanisk koblingsmetode som involverer bruk av nagler og boltforbindelse. Til dags dato er hovedbehandlingsmetoden for å koble produkter til en struktur sveising i et inertgassmiljø eller spesielle oksygenfrie flussmidler.

Når det gjelder lodding, brukes denne metoden kun hvis sveising er umulig eller upraktisk. Denne prosessen er komplisert av noen kjemiske reaksjoner som oppstår som et resultat av lodding. For å lage en mekanisk forbindelse med bolter eller nagler, må du også bruke et spesielt materiale.