Kini aloi titanium telah digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang seperti penerbangan, aeroangkasa, tenaga nuklear dan rawatan perubatan kerana prestasi material terbaik mereka. Artikel ini akan menjalankan analisis sistematik dari tiga dimensi: klasifikasi bahan, kesukaran pemprosesan dan penangguhan yang sepadan.
Struktur kristal dan sistem klasifikasi aloi titanium
Pada suhu bilik, aloi titanium boleh diklasifikasikan ke dalam tiga kategori utama berdasarkan struktur matriks mereka:
- Aloi Titanium (siri Gred TA3 Wakil)
Struktur Kristal: Fasa kekisi rapat heksagon
Kelebihan: Kestabilan suhu tinggi yang sangat baik (operasi jangka panjang pada 500 darjah), rintangan pengoksidaan yang kuat
Ciri-ciri Pemprosesan: Tidak boleh diperlakukan haba yang diperkuatkan, kekuatan yang agak rendah pada suhu bilik, prestasi pemotongan terbaik
Gred tipikal: TA7, TA8, dll.
- Aloi Titanium (Siri Gred TB6 Wakil)
Struktur Kristal: Fasa kekisi padu berpusatkan badan
Kelebihan: keplastikan ubah bentuk sejuk yang sangat baik, pengukuhan haba
Batasan pemprosesan: Kestabilan terma yang lemah (<300°C), most difficult cutting
Gred tipikal: TB1, TB2, dll.
- + aloi titanium dupleks (siri gred TC4 perwakilan)
Struktur Kristal: \/ Struktur Komposit Dupleks
Prestasi Bersepadu: Kekuatan Tinggi\/Normal Tinggi, Plastik dan Ketangguhan Seimbang
Ciri-ciri Pemprosesan: Pengukuhan Haba yang Boleh Dirawat, Kesukaran Pemotongan Sederhana
Gred tipikal: TC1, TC4, dll.
Analisis kesukaran pemprosesan pemotongan aloi titanium
- Ciri -ciri termodinamik
Kekonduksian hanya 1\/6-1\/7 dari 45 keluli, dan suhu zon pemotongan dapat mencapai 600-800 darjah
Cip titanium terdedah kepada penghunian diri pada suhu tinggi (titik pencucuhan kira-kira 600 darjah)
- Ciri -ciri mekanikal
Modulus elastik adalah 110 GPa (50% daripada 45 keluli), mengakibatkan ubah bentuk elastik yang ketara
Indeks pengerasan pemprosesan setinggi 0. 3-0. 4, kekerasan permukaan meningkat dengan 20-30%
- Ciri -ciri kimia
Hubungan kuat dengan alat titanium bersalut, memakai pelekat yang diperburuk
Mudah bertindak balas dengan O\/N pada suhu tinggi untuk membentuk lapisan permukaan rapuh keras (ketebalan 50-100 μm)
Panjang hubungan antara alat dan cpinggul hanya 1\/3 dari keluli karbon, dengan kepekatan tekanan tempatan
Amplitud turun naik daya pemotongan mencapai 20-30%, kadar pemotongan alat meningkat
Teknologi utama untuk pemprosesan aloi titanium yang cekap
- Pemilihan bahan
Aloi keras: Secara sengaja pilih k-jenis (siri YG) tanpa matriks Ti
Alat super-keras: PCD\/PCBN Hidup Alat dapat ditingkatkan dengan 3-5 kali
- Reka bentuk parameter geometri
Rake Sudut {{0}} darjah, sudut pelepasan 10-15 darjah, chamfer kelebihan 0. 05-0. 1 mm
Gunakan struktur dua sudut (sudut rake utama 45 darjah + sudut rake sekunder 15 darjah)
- Kawalan kelajuan pemotongan
Turning: 50-120 m\/min
Milling: 30-80 m\/min
Penggerudian: 10-30 m\/min
- Skim penyejukan
Penyejukan dalaman tekanan tinggi (tekanan> 7 MPa)
Cecair penyejukan berasaskan minyak (mengandungi bahan tambahan tekanan klorin\/sulfur)
Ketegasan alat mesin: Kekakuan sistem perlu> 50 n\/μm
Kaedah pengapit: Gunakan lekapan fleksibel pelbagai titik, pengedaran daya pengapit seragam
Pemantauan Proses: Mengintegrasikan Sistem Pemantauan Suhu\/Getaran Masa Nyata
Kesimpulan
Pemprosesan aloi titanium memerlukan penubuhan sistem pengoptimuman kolaboratif "Ciri -ciri Bahan - Proses - Sistem Alat". Melalui pemilihan bahan alat yang sesuai, pengoptimuman parameter geometri, dan kawalan suhu pemotongan dan langkah -langkah komprehensif yang lain, kecekapan pemprosesan dapat ditingkatkan lebih dari 30%, dan kehidupan alat dapat dilanjutkan oleh 2-3 kali. Dengan pembangunan proses baru seperti teknologi salutan (misalnya, salutan Alcrn) dan pemotongan getaran, pemprosesan aloi titanium terus menerus melepasi arah yang cekap dan tepat.