De nos jours, les alliages de titane ont été largement appliqués dans divers domaines tels que l'aviation, l'aérospatiale, l'énergie nucléaire et les soins médicaux en raison de leur meilleure performance matérielle. Cet article effectuera une analyse systématique à partir de trois dimensions: classification des matériaux, difficultés de traitement et contre-mesures correspondantes.
Structure cristalline et système de classification des alliages de titane
À température ambiante, les alliages de titane peuvent être classés en trois principales catégories en fonction de leur structure matricielle:
- Titanium Alloys (série de notes représentatives TA3)
Structure cristalline: phase de réseau hexagonal près de
Avantages: excellente stabilité à haute température (fonctionnement à long terme à 500 degrés), forte résistance à l'oxydation
Caractéristiques de traitement: ne peut pas être traitée à la chaleur renforcée et relativement faible à température ambiante, meilleures performances de coupe
Grades typiques: TA7, TA8, etc.
- Titanium Alloys (série de notes représentatives TB6)
Structure cristalline: phase de réseau cubique centré sur le corps
Avantages: Excellente plasticité de déformation froide, renforcement thermique
Limites de traitement: mauvaise stabilité thermique (<300°C), most difficult cutting
Grades typiques: TB1, TB2, etc.
- + alliages de titane duplex (série de notes représentatives TC4)
Structure cristalline: \/ structure composite duplex
Performances intégrées: résistance, plasticité et ténacité équilibrées
Caractéristiques de traitement: renforcement de la chaleur, difficulté de coupe modérée
Grades typiques: TC1, TC4, etc.
Analyse des difficultés de traitement de la coupe des alliages de titane
- Caractéristiques thermodynamiques
La conductivité n'est que 1 \/ 6-1 \/ 7 sur 45 acier, et la température de la zone de coupe peut atteindre 600-800 degré
Les copeaux de titane sont sujets à l'auto-ingnition à des températures élevées (point d'allumage d'environ 600 degrés)
- Caractéristiques mécaniques
Le module élastique est de 110 GPa (50% de 45 acier), entraînant une déformation élastique significative
L'indice de durcissement du traitement est aussi élevé que 0. 3-0. 4, la dureté de surface augmente par 20-30%
- Caractéristiques chimiques
Affinité forte avec des outils en titane enrobés, usure adhésive exacerbée
Réagit facilement avec O \/ N à des températures élevées pour former une couche de surface fragile dure (épaisseur 50-100 μm)
Longueur de contact entre l'outil et CLes hanches ne sont que 1\/3 de celles de l'acier au carbone, avec une concentration de contrainte locale
L'amplitude de fluctuation de la force de coupe atteint 20-30%, le taux d'écaillage des outils augmente
Technologies clés pour un traitement efficace en alliage de titane
- Sélection des matériaux
Alloys durs: sélectionnez préférentiellement le type K (série YG) sans matrice TI
Outils super durs: la durée de vie de l'outil PCD \/ PCBN peut être augmentée par 3-5
- Conception de paramètres géométriques
Rake Angle {{0}} degré, angle de dégagement 10-15 degré, chanfrein de bord 0. 05-0. 1 mm
Utilisez la structure à double angle (angle de râteau principal 45 degrés + angle de râteau secondaire 15 degrés)
- Contrôle de vitesse de coupe
Tournant: 50-120 m \/ min
Moulin: 30-80 m \/ min
Forage: 10-30 m \/ min
- Schéma de refroidissement
Refroidissement interne à haute pression (pression> 7 MPa)
Fluide de refroidissement à base d'huile (contenant des additifs de pression extrême du chlore \/ soufre)
Rigidité de la machine-outil: la rigidité du système doit être> 50 n \/ μm
Méthode de serrage: Utilisez des luminaires flexibles multi-points, une distribution de force de serrage uniforme
Surveillance du processus: intégrer le système de surveillance en temps réel de température \/ vibration
Conclusion
Le traitement des alliages en titane nécessite l'établissement d'un système d'optimisation collaboratif "Caractéristiques des matériaux - Système d'outils - Système d'outils". Grâce à la sélection de matériaux d'outils appropriés, à l'optimisation des paramètres géométriques et au contrôle de la température de coupe et d'autres mesures complètes, l'efficacité de traitement peut être augmentée de plus de 30% et la durée de vie de l'outil peut être prolongée par 2-3. Avec le développement de nouveaux processus tels que la technologie de revêtement (par exemple, le revêtement AlCRN) et la coupe des vibrations, le traitement des alliages de titane se permettait continuellement vers des directions efficaces et précises.
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