Millised on titaani omadused, mis mõjutavad mehaanilist töödeldavust?
Titaan on tuntud oma ebatavaliste omaduste poolest, mis mõjutavad oluliselt töödeldavust. Nende omaduste mõistmine on tõhusate töötlemisoperatsioonide jaoks kriitilise tähtsusega. Siin on ülevaade titaani mehaanilisest töötlemisest, mis hõlmab probleeme ja soovitatavaid tavasid.
Väike soojusjuhtivus
Titaanil on väga madal soojusjuhtivus, mis tähendab, et lõikamisel tekkiv soojus ei haju tõhusalt. Selle asemel kontsentreerub see lõiketera lähedale, mille tulemuseks on üle 1093 °C (2000 °F) töötlemistemperatuur, mis võib kiirendada tööriista kulumist ja moonutada lõiketera.
Kõrge keemiline reaktiivsus
Titaan on keemiliselt reaktiivne, eriti kõrgetel temperatuuridel, mis võib põhjustada materjali ja lõiketööriista vahel kulumist ja keevitamist. See kontakt võib põhjustada tööriista enneaegset riket ja laastude tekkimist.
Kõrge kõvadus
Paljudel titaanisulamitel, nagu Ti-6Al-4V, on kõrge kõvadus (kuni 40 HRC), mis muudab nende töötlemise raskemaks kui puhta titaani klasside puhul.Kõvadus suureneb töötluse käigus toimuva töökarastusega, mis raskendab lõikeprotsessi.
Madal elastsusmoodul
Titaani madalam elastsusmoodul aitab kaasa selle paindlikkusele ehk “vedrustusele”, mis põhjustab selle paindumist lõikesurve all. Kui ei ole tagatud piisav tugi ja jäikus, võib see käitumine põhjustada vibratsiooni ja vigu töötlemisel.
Millised on erinevad titaani lõikamise meetodid?
Titaani lõikamine, mis on tuntud oma suure tugevuse ja kaalu suhte ning korrosioonikindluse poolest, kujutab endast oma kõvaduse ja madala soojusjuhtivuse tõttu erilisi väljakutseid. Õige lõikamisprotseduuri valimine on kriitilise tähtsusega täpsuse saavutamiseks ja materjali terviklikkuse säilitamiseks. Allpool on loetletud erinevad edukad titaani lõikamisprotsessid.
Manuaalne lõikamine
Hakksahad, käärid ja muud käsitööriistad võivad olla kasulikud väikeste tööde tegemiseks. Kuna titaan on nii kõva, ei ole see meetod suuremate tööde puhul nii hea, sest see nõuab palju tööd ja aega. Käsitsi lõikamisel võib karbiidist otsikutega tööriistade kasutamine muuta töö kiiremaks.
Sahalõikamine
Karbiidist teradega sae kasutamine võimaldab täpseid lõikeid. Ülekuumenemise ja tööriista kulumise vältimiseks hoidke lõikamiskiirust mõõdukal tasemel ja kasutage sobivaid jahutusaineid.
Laserlõikamine
Laserlõikus tagab suurepärase täpsuse ja sobib ideaalselt keeruliste vormide jaoks. See tekitab vähe kuumusega mõjutatud alasid, säilitades samal ajal materjali omadused. See ei pruugi siiski sobida suuremate titaanitükkide lõikamiseks.
Plasmalõikus.
See protsess sulatab ja eemaldab materjali, kasutades ioniseeritud plasma suure kiirusega juga. See on kasulik paksemate titaanilehtede lõikamiseks, kuid võib tekitada suurema kuumusega mõjutatud tsooni kui laserlõikus.
Veesuitselõikamine
Vesilõikamine, mille puhul kasutatakse kõrgsurve veevoolu koos abrasiivsete osakestega, on külm menetlus, mis eemaldab kuumusega mõjutatud tsoonid. See sobib suurte titaandetailide lõikamiseks, säilitades samal ajal materjali struktuurilise terviklikkuse.
Freesimine ja treimine
Titaani võib lõigata CNC-freesimis- ja treimisseadmetega, mis on eriti kasulikud keeruliste vormide puhul. Sobiva kattega karbiidist tööriistade, näiteks titaan-alumiiniumnitriidiga (TiAlN), kasutamine võib parandada tööriista kasutusiga ja jõudlust. Kuumuse kogunemise vähendamiseks hoidke lõikamiskiirused madalad ja etteandmiskiirused kõrged.
Külmsaagimine
Külmsaed lõikavad metalli, kasutades ringsae tera, mis kannab lõikamisel tekkiva soojuse üle saetera poolt toodetud laastudele, hoides nii saetera kui ka lõigatava materjali külmana. See lähenemisviis on hea titaani lõikamiseks, vähendades samas kuumusest tingitud deformatsiooni.（Wikipedia））
Ultrahelitöötlus
Titaani lõikamiseks kasutatakse selles uudses tehnikas ultraheli vibratsiooni ja abrasiivset läga. See sobib keeruliste vormide ja raskesti töödeldavate titaanisulamite lõikamiseks.
Jõme-EMT lõikamine
Traadi elektrilahenduslõikepingutus (EDM) on titaani lõikamise tehnika, mille puhul kasutatakse õhukest, elektrit juhtivat traati. See on äärmiselt täpne ja suudab säilitada tihedaid tolerantse, mistõttu sobib see ideaalselt keeruliste toodete jaoks.
Nipid titaani edukaks lõikamiseks
Titaani lõikamisel on optimaalse tulemuse saavutamiseks oluline keskenduda järgmisele neljale põhitegevusele.
Valige sobivad lõiketööriistad
Kasutage titaanile spetsiifilisi tööriistu, näiteks selliseid, mis on valmistatud karbiidist või kiirterasest, mis on kaetud titaanialumiiniumnitriidiga (TiAlN). Need materjalid taluvad titaani lõikamisega seotud kõrgeid temperatuure ja pingeid.
Lõikeparameetrite optimeerimine
Säilitage mõõdukad lõikamiskiirused ja suured etteandmiskiirused, et vähendada kuumuse kogunemist ja töökarastumist. Jämedate töötlemistoimingute puhul soovitatakse lõikamiskiirust 60 m/min.
Kindluse tagamine piisava jahutuse tagamiseks
Kasutage kõrgsurve jahutusvedelikku, et tõhusalt hajutada soojust ja võimaldada kiipide eemaldamist. See meetod vähendab tööriista kulumise ja materjali kahjustamise ohtu.
Säilitada jäikus ja stabiilsus
Kinnitage toorik kindlalt ja kasutage kindlaid masinakonfiguratsioone, et vähendada vibratsiooni, mis võib põhjustada tööriista klapinat ja halba pinna siledust. Lühemad lõiketööriistad võivad samuti aidata kaasa läbipainde vähendamisele.
KKK
Kas titaani on raske lõigata?
Jah, titaani peetakse sageli raskesti lõigatavaks, kuna selle materjaliga on seotud mitmesuguseid omadusi ja probleeme. Õige tööpingi ja töötlemisviisi abil on titaani siiski lihtne lõigata.
Millest materjalist valmistatud tööriistad on parimad titaani lõikamiseks?
Karbiidiga tööriistad on ideaalsed titaani lõikamiseks nende kõvaduse ja kuumakindluse tõttu. Teemantkattega tööriistad on väga kasulikud, eriti täpseks lõikamiseks.
Kas titaani saab käsitsi lõigata?
Käsitsi lõikamine on võimalik, kuid see on titaani kõvaduse tõttu aeganõudev. Karbiidiga terad ja jahutusvedelikud aitavad suurendada tõhusust.
Kas titaani lõikamine mõjutab selle omadusi?
Valesti lõikamine võib põhjustada töökarastumist ja jääkpingeid, mis võivad nõrgestada selle mehaanilisi omadusi. Õigete lõikamismeetodite ja seadistuste kasutamine aitab säilitada materjali puhtust.
Kokkuvõte
Selleks, et titaani hästi lõigata, peate teadma, kuidas see toimib ja kuidas kasutada õigeid tööriistu. Probleemidest saab mööda minna ja tagada, et teie titaaniprojektid on kvaliteetsed, valides õiged tööriistad, peenhäälestades lõikeseadistusi ja tagades, et need jahtuvad korralikult.
