فناوری ماشینکاری مواد آلیاژ تیتانیوم

آلیاژ تیتانیوم به دلیل استحکام ویژه بالا، خواص مکانیکی خوب و مقاومت در برابر خوردگی، یک ماده ایده آل برای ساخت هواپیما و موتور است، اما به دلیل ماشین کاری ضعیف، کاربرد آن برای مدت طولانی تا حد زیادی محدود شده است.در سال اخیر، با توسعه فناوری پردازش،آلیاژ تیتانیومبه طور گسترده ای در بخش کمپرسور موتور هواپیما، پوشش موتور، دستگاه اگزوز و سایر قطعات ماشینکاری شده و همچنین در ساخت قاب های ساختاری مانند قاب تیرچه استفاده شده است.

ماشینکاری و اصول کلی آلیاژ تیتانیوممواد

با توجه به ساختار فلزی، آلیاژ تیتانیوم به فاز α، فاز β، فاز α+β تقسیم می شود و به ترتیب با TA، TB، TC نشان داده می شود.ریخته گری عمومی، آهنگری با استفاده از سری TA، مواد میله ای با سری TC.

ویژگی ها و ماشین کاریاز مواد آلیاژ تیتانیوم

تیتانیومآلیاژ دارای مزایای زیر نسبت به مواد فولادی آلیاژی معمولی است:

1. نسبت قدرت به وزن بالا.آلیاژ تیتانیوم دارای چگالی 4.5 گرم بر سانتی متر مکعب است که بسیار کوچکتر از آهن است و استحکام آن مشابه فولاد کربن معمولی است.

2. خاصیت مکانیکی خوب.با نقطه ذوب 1660 ℃، بالاتر از آهن، و دارای استحکام حرارتی بالاتر.آنها می توانند زیر 550 درجه سانتیگراد کار کنند، در حالی که به طور کلی در دماهای پایین نیز چقرمگی بهتری از خود نشان می دهند.

3. مقاومت در برابر خوردگی خوب.تشکیل فیلم اکسید متراکم بر روی سطح آلیاژ تیتانیوم زیر 550 درجه سانتیگراد آسان است، به راحتی بیشتر اکسید نمی شود، بنابراین در برابر اتمسفر، آب دریا، بخار و مقداری اسید، قلیایی و نمک مقاومت در برابر خوردگی بالایی دارد.

ماشینکاری آلیاژ تیتانیوم نسبتا ضعیف است، دلایل اصلی عبارتند از:

• هدایت حرارتی ضعیفبه دلیل دمای بالای برش، دوام ابزار کاهش می یابد.هنگامی که درجه حرارت بالاتر از 600 درجه سانتیگراد است، لایه سخت اکسید شده روی سطح تشکیل می شود که اثر سایش قوی بر روی چاقو دارد.
• پلاستیسیته کم، سختی بالا.زاویه برش افزایش می یابد، طول تماس بین تراشه و صفحه برش جلو کم است، تنش صفحه برش جلو زیاد است و تیغه به راحتی آسیب می بیند.
• مدول الاستیک کم و تغییر شکل الاستیک زیاد است.سطح قطعه کار در نزدیکی صفحه کاتر پشتی دارای مقدار زیادی برگشت است، بنابراین سطح ماشینکاری شده دارای سطح تماس زیادی با صفحه برش پشتی است که باعث ساییدگی جدی می شود.

این ویژگی ها ماشینکاری آلیاژ تیتانیوم را بسیار دشوار می کند و در نتیجه راندمان ماشینکاری پایین و مصرف ابزار زیاد را به همراه دارد.

اصول کلی ماشینکاری

• تا آنجا که ممکن است، ابزار آلیاژ سخت، مانند آلیاژ سخت تنگستن کبالت را انتخاب کنید.میل ترکیب شیمیایی کوچک با آلیاژ تیتانیوم، هدایت حرارتی خوب، استحکام بالا.
• زاویه جلو کوچک و زاویه عقب بزرگ برای افزایش طول تماس بین تراشه و صفحه ابزار جلو و کاهش اصطکاک بین قطعه کار و صفحه ابزار پشتی استفاده می شود.لبه انتقال قوس برای بهبود استحکام نوک ابزار استفاده می شود تا از سوختن و فروپاشی لبه زاویه تیز جلوگیری شود.
• تیغه را تیز نگه دارید تا از برداشتن تراشه های صاف اطمینان حاصل کنید و از چسبیدن تراشه ها جلوگیری کنید.
• سرعت برش باید کم باشد تا از دمای بیش از حد برش جلوگیری شود.
• عمق برش می تواند زیاد باشد، به طوری که نوک ابزار در زیر لایه سخت شده کار می کند و به بهبود دوام ابزار کمک می کند.