Trước đây một số khách hàng đã tham khảo ý kiến về hợp kim titan và họ cho rằng việc gia công hợp kim titan đặc biệt rắc rối.Bây giờ, các đồng nghiệp Phòng Công nghệ RSM sẽ chia sẻ với bạn tại sao chúng tôi cho rằng hợp kim titan là vật liệu khó gia công?Bởi vì chưa hiểu biết sâu sắc về cơ chế, hiện tượng xử lý của nó.
1. Hiện tượng vật lý trong quá trình gia công titan
Lực cắt của hợp kim titan chỉ cao hơn một chút so với thép có cùng độ cứng, nhưng hiện tượng vật lý của quá trình gia công hợp kim titan phức tạp hơn nhiều so với gia công thép, khiến việc gia công hợp kim titan gặp nhiều khó khăn.
Độ dẫn nhiệt của hầu hết các hợp kim titan đều rất thấp, chỉ bằng 1/7 thép và 1/16 nhôm.Do đó, nhiệt sinh ra trong quá trình cắt hợp kim titan sẽ không nhanh chóng được truyền đến phôi hoặc bị chip lấy đi mà sẽ tập trung ở khu vực cắt và nhiệt độ sinh ra có thể lên tới 1000oC trở lên, để lưỡi cắt của dụng cụ có thể nhanh chóng bị mòn, nứt và tạo ra các khối u bồi tụ phoi.Lưỡi cắt bị mòn nhanh cũng có thể tạo ra nhiều nhiệt hơn trong khu vực cắt, làm giảm tuổi thọ dụng cụ hơn nữa.
Nhiệt độ cao tạo ra trong quá trình cắt cũng phá hủy tính toàn vẹn bề mặt của các bộ phận hợp kim titan, dẫn đến sự suy giảm độ chính xác hình học của các bộ phận và xuất hiện hiện tượng đông cứng làm giảm nghiêm trọng độ bền mỏi của chúng.
Độ đàn hồi của hợp kim titan có thể có lợi cho hiệu suất của các bộ phận, nhưng trong quá trình cắt, biến dạng đàn hồi của phôi là nguyên nhân quan trọng gây ra rung động.Áp lực cắt làm cho phôi “đàn hồi” tách ra khỏi dụng cụ và bật lại, do đó ma sát giữa dụng cụ và phôi lớn hơn hiệu ứng cắt.Quá trình ma sát cũng tạo ra nhiệt, làm trầm trọng thêm tính dẫn nhiệt kém của hợp kim titan.
Vấn đề này ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn khi gia công các chi tiết có thành mỏng hoặc hình vòng dễ bị biến dạng.Không dễ để gia công các bộ phận bằng hợp kim titan có thành mỏng đạt được độ chính xác về kích thước như mong đợi.Khi vật liệu phôi bị dụng cụ đẩy ra xa, biến dạng cục bộ của thành mỏng đã vượt quá phạm vi đàn hồi và biến dạng dẻo xảy ra, độ bền và độ cứng của vật liệu tại điểm cắt tăng lên đáng kể.Tại thời điểm này, tốc độ cắt được xác định ban đầu sẽ trở nên quá cao, càng gây ra hiện tượng mài mòn dụng cụ sắc bén.
“Nhiệt” là “thủ phạm” khiến hợp kim titan khó gia công!
2. Mẹo xử lý hợp kim titan
Trên cơ sở hiểu biết về cơ chế xử lý hợp kim titan, kết hợp với kinh nghiệm trước đó, bí quyết công nghệ chính để xử lý hợp kim titan như sau:
(1) Lưỡi cắt có hình học góc dương được sử dụng để giảm lực cắt, nhiệt cắt và biến dạng phôi.
(2) Duy trì cấp liệu ổn định để tránh phôi bị cứng.Dụng cụ phải luôn ở trạng thái nạp liệu trong quá trình cắt.Lượng cắt hướng tâm ae trong quá trình phay phải bằng 30% bán kính.
(3) Chất lỏng cắt áp suất cao và dòng chảy lớn được sử dụng để đảm bảo độ ổn định nhiệt của quá trình gia công và tránh sự hư hỏng bề mặt của phôi và hư hỏng dụng cụ do nhiệt độ quá cao.
(4) Giữ lưỡi dao sắc bén.Dụng cụ cùn là nguyên nhân gây tích tụ nhiệt và mài mòn, dẫn đến hỏng dụng cụ.
(5) Trong chừng mực có thể, nó phải được xử lý ở trạng thái mềm của hợp kim titan.Khi vật liệu trở nên khó xử lý hơn sau khi đông cứng, việc xử lý nhiệt sẽ cải thiện độ bền của vật liệu và tăng độ mòn của lưỡi dao.
(6) Sử dụng bán kính vòng cung hoặc mặt vát của đầu dụng cụ lớn để cắt và đặt càng nhiều lưỡi dao vào đường cắt càng tốt.Điều này có thể làm giảm lực cắt và nhiệt tại mỗi điểm và tránh hư hỏng cục bộ.Khi phay hợp kim titan, tốc độ cắt có ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ dụng cụ vc, tiếp theo là khả năng cắt xuyên tâm (độ sâu phay) ae.
3. Xử lý các vấn đề gia công titan từ lưỡi dao
Độ mòn rãnh của lưỡi dao trong quá trình gia công hợp kim titan là độ mòn cục bộ của mặt sau và mặt trước dọc theo độ sâu cắt, thường là do lớp cứng còn sót lại do quá trình xử lý trước đó gây ra.Phản ứng hóa học và khuếch tán của vật liệu dụng cụ và phôi ở nhiệt độ gia công trên 800oC cũng là một trong những nguyên nhân hình thành mòn rãnh.Khi các phân tử titan của phôi tích tụ phía trước lưỡi dao trong quá trình xử lý, chúng được “hàn” vào lưỡi dao dưới áp suất cao và nhiệt độ cao, tạo thành khối u tích tụ chip.Khi con chip tích hợp được bong ra khỏi lưỡi dao, lớp phủ cacbua xi măng của lưỡi dao sẽ bị loại bỏ.Do đó, việc xử lý hợp kim titan đòi hỏi vật liệu lưỡi đặc biệt và hình dạng hình học.
Thời gian đăng: 27-09-2022