การตัดโลหะผสมไทเทเนียม

ลักษณะการตัด
เมื่อความแข็งของโลหะผสมไททาเนียมมากกว่า HB350 การตัดจะยากเป็นพิเศษ และเมื่อน้อยกว่า HB300 ก็มีแนวโน้มที่จะทำให้เครื่องมือติดและตัดได้ยาก อย่างไรก็ตาม ความแข็งของไททาเนียมอัลลอยด์เป็นเพียงลักษณะหนึ่งที่ตัดเฉือนได้ยาก และสิ่งสำคัญอยู่ที่ผลกระทบที่ครอบคลุมของคุณสมบัติทางเคมี กายภาพ และทางกลของไททาเนียมอัลลอยด์ที่มีต่อความสามารถในการขึ้นรูป โลหะผสมไทเทเนียมมีลักษณะการตัดดังต่อไปนี้:
(1) ค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนรูปต่ำ: นี่เป็นคุณลักษณะสำคัญของการตัดโลหะผสมไททาเนียม โดยมีค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนรูปน้อยกว่าหรือใกล้เคียงกับ 1 ระยะห่างของการเสียดสีการเลื่อนเศษบนหน้าคายจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ส่งผลให้เครื่องมือสึกหรอเร็วขึ้น
(2) อุณหภูมิในการตัดสูง: เนื่องจากการนำความร้อนเล็กน้อยของโลหะผสมไททาเนียม (เทียบเท่ากับ 1/5-1/7 ของเหล็ก 45 # เท่านั้น) ความยาวสัมผัสระหว่างชิปและพื้นผิวการตัดด้านหน้าจึงสั้นมาก และความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการตัดส่งผ่านได้ไม่สะดวก โดยกระจุกตัวอยู่ในช่วงเล็กๆ ใกล้พื้นที่ตัดและคมตัด ส่งผลให้อุณหภูมิในการตัดสูง ภายใต้สภาวะการตัดเดียวกัน อุณหภูมิในการตัดอาจมากกว่าสองเท่าของการตัดเหล็ก 45
(3) แรงตัดต่อหน่วยพื้นที่มีขนาดใหญ่: แรงตัดหลักมีขนาดเล็กกว่าเมื่อตัดเหล็กประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ เนื่องจากความยาวสัมผัสระหว่างชิปและพื้นผิวการตัดด้านหน้าสั้นมาก แรงตัดต่อพื้นที่สัมผัสของหน่วยจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งมีแนวโน้มที่จะทำให้ใบมีดแตกหักได้ ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากโมดูลัสยืดหยุ่นเล็กน้อยของโลหะผสมไททาเนียม จึงง่ายต่อการทำให้เกิดการโค้งงอภายใต้การกระทำของแรงในแนวรัศมีระหว่างการประมวลผล ทำให้เกิดการสั่นสะเทือน เพิ่มการสึกหรอของเครื่องมือ และส่งผลต่อความแม่นยำของชิ้นส่วน ดังนั้นจึงจำเป็นที่ระบบกระบวนการควรมีความแข็งแกร่งที่ดี
(4) ปรากฏการณ์การชุบแข็งด้วยความเย็นอย่างรุนแรง: เนื่องจากไทเทเนียมมีฤทธิ์ทางเคมีสูง จึงง่ายต่อการดูดซับออกซิเจนและไนโตรเจนในอากาศเพื่อสร้างผิวด้านนอกที่แข็งและเปราะที่อุณหภูมิการตัดสูง ในเวลาเดียวกัน การเสียรูปของพลาสติกในระหว่างกระบวนการตัดอาจทำให้พื้นผิวแข็งตัวได้เช่นกัน ปรากฏการณ์การชุบแข็งด้วยความเย็นไม่เพียงแต่ช่วยลดความล้าของชิ้นส่วนเท่านั้น แต่ยังทำให้การสึกหรอของเครื่องมือรุนแรงขึ้น ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่สำคัญมากในการตัดโลหะผสมไทเทเนียม
(5) เครื่องมือตัดมีแนวโน้มที่จะสึกหรอ: หลังจากประมวลผลชิ้นงานโดยการปั๊ม การตี การรีดร้อน และวิธีการอื่น ๆ แล้ว จะทำให้เกิดผิวด้านนอกที่แข็งและเปราะไม่สม่ำเสมอ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะทำให้ใบมีดแตกหักได้ ทำให้การตัดชิ้นงานมีความแข็ง ผิวเป็นกระบวนการที่ยากที่สุดในการประมวลผลโลหะผสมไทเทเนียม นอกจากนี้ เนื่องจากโลหะผสมไททาเนียมมีความสัมพันธ์ทางเคมีสูงกับวัสดุเครื่องมือ เครื่องมือจึงมีแนวโน้มที่จะสึกหรอด้วยกาวภายใต้อุณหภูมิการตัดสูงและแรงตัดสูงต่อสภาพพื้นที่ต่อหน่วย เมื่อทำการกลึงโลหะผสมไททาเนียม บางครั้งการสึกหรอของพื้นผิวการตัดด้านหน้าอาจรุนแรงกว่าบนพื้นผิวการตัดด้านหลังด้วยซ้ำ เมื่ออัตราการป้อน f<0.1 mm/r, wear mainly occurs on the rear cutting surface; When f>{{0}}.2 มม./รอบ จะมีการสึกหรอบนพื้นผิวใบมีดด้านหน้า เมื่อใช้เครื่องมือตัดโลหะผสมแข็งสำหรับการกลึงที่แม่นยำและกึ่งแม่นยำ ควรมี VBmax น้อยกว่า 0.4 มม. สำหรับการสึกหรอของพื้นผิวการตัดด้านหลังอย่างเหมาะสมกว่า
ในการกัด เนื่องจากค่าการนำความร้อนต่ำของวัสดุโลหะผสมไททาเนียมและความยาวสัมผัสที่สั้นมากระหว่างชิปและพื้นผิวการตัดด้านหน้า ความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการตัดจึงไม่สามารถส่งผ่านได้ง่าย โดยจะกระจุกตัวอยู่ในบริเวณการเปลี่ยนรูปของการตัดและอยู่ในช่วงเล็กๆ ใกล้ คมตัด ในระหว่างการตัดเฉือน คมตัดจะมีอุณหภูมิตัดสูงมาก ส่งผลให้อายุการใช้งานของเครื่องมือสั้นลงอย่างมาก สำหรับโลหะผสมไทเทเนียม Ti6Al4V ภายใต้สภาวะที่อนุญาตด้านความแข็งแรงของเครื่องมือและกำลังของเครื่องจักร อุณหภูมิในการตัดเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของเครื่องมือ มากกว่าขนาดของแรงตัด