ООО «ЦМЗ» решает проблемы, связанные с механической обработкой титана
Авиационная промышленность представляет собой важный сегмент рынка для ООО «ЦМЗ». В этом промышленном секторе все чаще требуется все больше материалов, которые считаются труднообрабатываемыми. Обработка титана, в частности, является областью, в которой ООО «ЦМЗ» обладает богатым опытом.
Материал с особыми свойствами
Титан всегда предъявлял особые требования к инструментам и станкам в процессе резки.
В последние годы титан 3.7165 получил распространение среди легких материалов как материал с выдающимися свойствами, особенно в авиационной и космической промышленности, а также в медицинском секторе. Это один из наиболее часто используемых титановых сплавов, содержащий 6% алюминия и 4% ванадия.
Этот сплав, обычно называемый Ti6Al4V, обладает очень хорошим сочетанием прочности, коррозионной стойкости и способности выдерживать нагрузки. Несмотря на то, что этот материал обладает хорошими эмпирическими показателями и данными по резке, его обработка остается одной из важнейших дисциплин механической обработки.
Титан из всех металлов
Постоянно разрабатываются новые титановые сплавы для специальных применений, и они часто основаны на конкретных требованиях заказчика. Некоторым требуется титан 5553 (Ti5Al5V5Mo3Cr) для производства шасси в авиационной промышленности.
Этот материал выделяется благодаря улучшенным свойствам прочности и ударной вязкости. Он также менее чувствителен к структурным изменениям при нагревании. Этот материал действительно является одним из настоящих титанов в области механической обработки и получил свое название из греческой мифологии.
Ti5553 в настоящее время является одним из самых трудных для обработки материалов на рынке. При обработке не следует превышать скорость резания 45 м/мин, так как при скорости резания всего 60 м/мин могут возникать напряжения сдвига до 2780 Н/мм2.
Проблемы в области механической обработки титана
Титан 5553 (Ti5Al5V5Mo3Cr) необходим для производства шасси в авиационной промышленности. Он обладает улучшенными свойствами в отношении прочности, ударной вязкости и повышенной термостойкости. Однако в настоящее время это один из самых сложных в обработке материалов.
Такие проблемы, как точечный нагрев из-за плохой теплопроводности и связанные с этим химические изменения в материале (хрупкость при более высоких температурах) и образование наростов на кромках, возникают с этим материалом в большей степени, чем с другими титановыми сплавами.
Поэтому при работе с Ti 5553 важно, чтобы скорость резания, подача и глубина пропиливания точно соответствовали друг другу. Использование подходящих охлаждающих смазочных материалов так же важно, как и правильная стратегия охлаждения. Необходимо гарантировать быстрое и непрерывное удаление стружки; отвод тепла происходит в гораздо большей степени с помощью инструмента.
Удаление кованой оболочки, является дополнительной проблемой при использовании этого материала. Предшествующий процесс ковки и результирующие термические и металлургические воздействия придают этой оболочке очень высокий уровень поверхностной твердости.
Низкий модуль упругости означает, что титан имеет тенденцию уклоняться от давления инструмента и сливаться с режущей кромкой. Следовательно, механическая обработка, как уже упоминалось, должна выполняться на низкой скорости резания, но с относительно высокой и равномерной скоростью подачи. В любом случае необходимо обеспечить отсутствие вибрации при работе с зажатыми острыми инструментами. В качестве режущих материалов используются быстрорежущие стали с высоким содержанием кобальта, карбид или стеллит.
Опыт является решающим фактором
Все это показывает, что для работы с титаном требуется большой опыт в выборе и использовании инструментов, а также в стратегиях механической обработки.
Способность учитывать критические аспекты механической обработки в процессе производства должна быть продемонстрирована уже на этапе проектирования. Например, необходимо принимать во внимание тот факт, что различная толщина материала в заготовке требует изменения стратегии обработки. Зоны термического воздействия также должны приниматься во внимание вместе с возникающими силами резания.