Контроль поверхні та метод обробки титанового сплаву

У цій статті проаналізовано причини поширених поверхневих дефектів титанового сплаву в процесі механічної обробки, систематично обговорено ключові фактори матеріалу, що впливають на продуктивність різання, а також узагальнено заходи з оптимізації токарної обробки, свердління, нарізування різьбами та інших процесів механічної обробки з метою надання довідкових даних для розробки процесів обробки титанового сплаву з високою та високою стабільністю.

I. Аналіз типових дефектів при травленні та обробці поверхні титанових сплавів

У процесах травлення та обробки поверхні титанового сплаву загальні дефекти та механізми їх утворення такі:

1. Над-корозія

Після травлення на поверхні є ямки, нерівності або оголюються межі зерен. До основних причин відносяться: дисбаланс співвідношення фтористоводневої кислоти (HF) і азотної кислоти (HNO₃) у травильному розчині, особливо висока концентрація HF або недостатня здатність до окиснення HNO₃; І тривалий час маринування. Ключові моменти контролю процесу такі: суворо контролюйте пропорцію травильного розчину та регулярно спостерігайте за станом поверхні під час роботи відповідно до швидкості «(1 ~ 4) хв/мм» відповідно до товщини та часу заготовки-.

2. Висячий Ясен

Відноситься до залишків сіро-коричневого оксиду, прикріпленого до поверхні після травлення. Причина полягає в тому, що прикріплення, створені в результаті реакції, не встигають відірватися від матриці вчасно, або подальше-промивання не є ретельним. Заходи щодо покращення включають: струшування заготовки під час травлення для сприяння осипанню; Після травлення високошвидкісний потік води, змішаної зі стисненим повітрям і деіонізованою водою, використовується для сильного промивання, щоб забезпечити чистоту поверхні.

3. Накип не видалений

Це показує, що локальний оригінальний шар оксиду залишається. Існує багато причин цього дефекту, які можуть включати: видалення нечистої олії під час попередньої обробки, недостатній час для обробки розплавленої солі (кип’ятіння лугом), зниження активності травильного розчину або низька температура. Під час перевірки слід перевіряти пункт за пунктом у порядку «попередня-обробка → обробка розплавленою сіллю → травлення», і, якщо необхідно, можна додати процес піскоструминної обробки як допоміжну попередню-обробку.

4. Смугастий рябий

Нерівномірна різниця в кольорі обтічної лінії або блоку, як правило, через погану однорідність реакції. Його можна покращити шляхом посилення відносного руху заготовки в розчині для травлення та відповідної температури травлення (наприклад, падіння до кімнатної температури).

5. Затримка пегого облисіння (старіння пегого облисіння)

Частина заготовки під час травлення перевірялася та зберігалася протягом деякого часу, на поверхні з’явилися нові плями. Це явище може бути пов’язане із синергетичним ефектом залишкового кислого середовища, корозійної активності та залишкової напруги заготовки. Мікроскопічна морфологія відрізняється від звичайної корозії та зазвичай не впливає на експлуатаційні характеристики. Його можна видалити за допомогою короткочасного травлення-знову, але обробку вакуумним дегідруванням після вторинного травлення слід посилити для напружених частин.

II. Матеріальні фактори, що впливають на оброблюваність титанових сплавів

Складність обробки титанових сплавів пов'язана з їх унікальними фізико-хімічними властивостями:

    · Низька теплопровідність: теплопровідність становить приблизно 1/3 від теплопровідності сталі, і тепло різання зосереджується на кінчику інструменту, що призводить до підвищення температури (експерименти показують, що температура кінчика інструмента може досягати 2-3 разів вище, ніж температура ріжучої сталі), прискорюючи знос інструменту.

· Низький модуль пружності: оброблена поверхня має великий відскок під час обробки, особливо для тонкостінних-деталей, що погіршує взаємозв’язок між боком і заготовкою, і легко спричинити абразивне зношування та поломку краю.

· Висока хімічна активність: дуже легко реагувати з O, H, N та іншими елементами при високій температурі з утворенням затверділого шару, -насиченого киснем, який має значну пластичність і посилює пошкодження інструменту.

· Організаційні властивості: в відпаленому стані оброблюваність титанових сплавів типу -; + слідує тип; Сплави бета-типу мають високу міцність і гарну здатність, але їх оброблюваність найгірша. Враховуючи вищезазначені характеристики, необхідно вживати систематичних заходів з вибору інструментального матеріалу, параметрів різання та охолодження.

III. Основні моменти типової технології обробки титанового сплаву

1. Токарно-розточувальна

· Токарна обробка: Основними проблемами є висока температура, знос інструменту та пружинна віддача. Для грубої обробки та безперервного різання рекомендується використовувати інструменти з твердого сплаву (наприклад, YG); Інструменти зі швидкорізальної- сталі слід використовувати для точіння або різання. Основним принципом є забезпечення безперервної подачі, щоб уникнути перерв у різанні. В якості теплоносія рекомендується використовувати 5% водний розчин нітрату натрію або 1/20 розчинну масляну емульсію.

· Розточування: Відноситься до категорії фінішних. Необхідно звернути увагу на жорсткість затиску тонкостінних-деталей, щоб запобігти деформації та забезпечити достатнє охолодження, щоб запобігти опікам.

2. Свердління

Складність полягає в складності намотування мікросхеми і тепловіддачі. Вимоги до процесу: використовуйте гострі наконечники з короткими-гранями, використовуйте низьку-швидкість, примусову подачу та забезпечте повне внутрішнє охолодження протягом усього процесу. Під час свердління категорично забороняється простоювати, а для свердління глибоких отворів фреза повинна бути відведена, а стружку слід регулярно видаляти. Під час свердління наскрізного-отвору різець слід витягнути для очищення перед проходженням, а завершальним етапом є використання примусової подачі для згладжування стінки отвору.

3. Постукування

Це один із складних процесів, і мітчик легко зламати через погане видалення стружки та усадки матеріалу. Технологічні заходи протидії: Пріоритет обробки глибоких глухих отворів; Поліпшити структуру мітчика (наприклад, шліфування задньої кромки та відкриття осьової канавки для виведення стружки); Використовуйте оксидовані, азотовані або хромовані-мітчики, щоб перекусити. Рекомендується використовувати спеціальну ріжучу пасту або різальну олію для екстремального тиску під час нарізання.

4. Пиляння

Використовується високо{0}}швидкісне ножівкове полотно з грубими зубами (крок 4,2 ~ 8,5 мм підходить для брусків), а крок вибирається відповідно до товщини заготовки від 2,5 ~ 25,4 мм під час розпилювання стрічковою пилкою (великий крок вибирається для товстих матеріалів). Під час обробки необхідні примусова подача та постійне охолодження, використовується низька швидкість стрічки.

5. Електроерозійна обробка (EDM)

Необхідно підтримувати розрядний проміжок між електродом інструменту та деталлю (0,005-0,05 мм для чистової обробки, 0,1-0,4 мм для грубої обробки). В якості електродних матеріалів рекомендується використовувати мідь або цинк, а рідина для обробки повинна добре циркулювати для видалення шлаку.

IV. Висновок

На механічну обробку титанового сплаву впливає зв’язок характеристик матеріалу, вибір інструменту, налаштування параметрів і умови охолодження. У реальному виробництві необхідно оптимізувати параметри кожного процесу відповідно до конкретного числа сплавів, структури деталей і вимог до точності, а також суворо контролювати вікна процесу попередньої -обробки та травлення, щоб ефективно уникнути дефектів і досягти ефективної та точної обробки.