Трудности, возникающие в процессе обработки титана
Титан в своем естественном виде, к сожалению, принесет немного пользы, поэтому требуется его обработка, в процессе проведения которой человек сталкивается с определенными трудностями. Он, будучи сильным металлом, влияет на материал, используемый для резки и сам процесс обработки. Для того, что бы снизить это негативное влияние, нужно знать об основных свойствах металла, и способах его механического изменения.
Противодействующие обработке свойства титана
Титан не только очень выгодный металл, но и труднообрабатываемый из-за:
- Низкого уровня теплопроводимости (следовательно инструменты резки должен быть красностойким);
- Имеет очень высокую устойчивость к коррозии;
- Более податлив и менее упруг;
- Меньшая плотность по сравнению со сталью не влияет на высокие прочностные показатели;
- Создает сильные вибрации при резке, что приводит к быстрому износу инструментов.
Варианты обработки титана
Благодаря богатым техническим характеристикам в процессе обработки титана используются следующие способы:
- Прессование – используется для изготовления кругов, квадратов, труб при температуре 980-1040 0С. Смазкой служит порошок или стеклянное волокно.
- Волочение – применяется к трубам или проволоке из этого металла;
- Выдавка – для производства изделий в форме вращения. На токарном станке давильник деформирует титан, заготовки которого выполнены в конической или цилиндрической форме.
- Гибка – применяется для полос, листов (пресс, штамп), труб (трубозагибный стан). Такой способ возможен как в горячем, так и холодном состоянии.
- Прошивка и вырубка – относительно чистого металла применяется в холодном состоянии, а для сплава – в горячем (возможно появление на них трещин).
В процессе всех этих способов можно столкнуться с основными трудностями, возникающими при обработке титана:
1) Плохо зажатая деталь титана создает сильную вибрацию при резке;
2) Инструмент имеет длинный вылет;
3) Режущие насадки выбраны неправильно из-за разнообразия сложных форм титановых деталей и др;
4) Подбор режима резания.
Варианты решения проблем обработки титана
Разберем более детально основные пути решения проблем обработки титана. Одна из основных проблем – это вибрация, возникающая при проведении обработки кромок, резки канавок, контурной обработки. Что бы уменьшить ее влияние, нужно позаботиться о хорошем закреплении заготовок, что бы они расположились ближе к шпинделю (в основном станки имеет эту деталь с конусом ISO 40).
Также следует учесть тот факт, что высокие температуры не уменьшают прочность и твердость титана, следовательно, в процессе обработки режущая кромка поддается большой нагрузке. Может произойти деформация, поскольку выделяется много тепла в месте обработки. Что бы ее избежать, нужно правильно выбрать размещение в геометрическом пространстве сменной пластины и марку сплава. Подходящим вариантом будут пластины с покрытием PVD.
Что бы избежать деформации и выхода из строя инструментов, нужно точно рассчитать и разместить их, что в дальнейшем сохранит от повреждения режущих кромок (установка пластины в фрезе). Заготовка должна быть очень туго и надежно закреплена, а станок иметь высокую жесткость. Геометрию подач выбирают как с положительным, так и отрицательным передним углом (минимальное значение 0,1 мм на зуб). Необходимо обратить внимание на скорость вращения шпинделя, лучше ее привести к исходному значению, а затем увеличивать вместе с подачей для большей эффективности работы станка. Также регулируют количество пластин в фрезе, уменьшая его либо подбирая фрезу с родным меньшем числом пластин.