Каковы трудности обработки титановой пластины BT20?

Как поставщик титановой пластины BT20, я своими глазами видел уникальные проблемы, возникающие при обработке этого замечательного материала. Титановая пластина BT20 — это высокопрочный титановый сплав, известный своей превосходной коррозионной стойкостью, высокой удельной прочностью и хорошей термостойкостью. Эти свойства делают его популярным выбором в аэрокосмической, автомобильной и химической промышленности. Однако эти же характеристики также создают значительные трудности при механической обработке.

Высокая химическая реактивность

Одной из основных проблем при обработке титановой пластины BT20 является ее высокая химическая активность при повышенных температурах. Когда режущий инструмент вступает в контакт с титановой пластиной во время обработки, выделяющееся тепло может вызвать реакцию титана с материалом режущего инструмента. Эта химическая реакция приводит к явлению, известному как диффузионный износ. Атомы титана диффундируют в материал инструмента, ослабляя структуру инструмента и вызывая его быстрый износ.

Например, при токарной обработке режущая кромка инструмента может очень быстро затупиться из-за диффузионного износа. В результате качество поверхности обрабатываемой детали ухудшается, а точность размеров снижается. Чтобы решить эту проблему, необходимы специальные материалы режущего инструмента с высокой химической стабильностью. Обычно используются твердосплавные инструменты с покрытием из нитрида титана (TiN) или нитрида титана-алюминия (TiAlN). Эти покрытия действуют как барьер между титановой пластиной и основой инструмента, уменьшая химическую реакцию и продлевая срок службы инструмента.

Низкая теплопроводность

Титановая пластина BT20 имеет относительно низкую теплопроводность по сравнению с другими металлами. Во время обработки тепло, выделяющееся в зоне резания, не может быть быстро рассеяно. Это приводит к значительному повышению температуры на режущей кромке, что еще больше усугубляет проблему износа инструмента. Высокие температуры также могут привести к термической деформации заготовки, влияющей на ее размерную точность.

Например, при фрезеровании локальная высокая температура может привести к неравномерному расширению титановой пластины BT20. Когда заготовка остывает после обработки, она может деформироваться или деформироваться. Для решения проблемы низкой теплопроводности необходимы эффективные методы охлаждения. Системы подачи СОЖ часто используются для отвода тепла из зоны резания. Охлаждающие жидкости не только снижают температуру, но и смазывают процесс резания, уменьшая трение между инструментом и заготовкой.

Высокая прочность и ударная вязкость

Титановая пластина BT20 — высокопрочный и прочный материал. Это означает, что для удаления материала во время обработки требуется большая сила резания. Высокие силы резания могут вызвать отклонение инструмента, что приводит к ухудшению качества поверхности и неточностям размеров. Кроме того, высокая прочность титановой пластины затрудняет разрушение стружки. Длинная сплошная стружка может запутаться вокруг режущего инструмента, мешая процессу обработки и потенциально вызывая повреждение инструмента и заготовки.

При бурении высокая прочность титановой пластины BT20 может привести к поломке или преждевременному износу сверла. Для уменьшения силы резания необходимы сверла специальной геометрии и параметров резания. Например, сверла с большим углом при вершине и большим углом подъема спирали можно использовать для улучшения эвакуации стружки и снижения силы резания. Стружколомы также могут быть встроены в конструкцию инструмента, чтобы разбивать длинную стружку на более мелкие и удобные для обработки части.

Работа – тенденция к закаливанию

Титановая пластина BT20 имеет сильную тенденцию к закалке. Когда материал подвергается механическому воздействию в процессе механической обработки, его твердость в зоне воздействия значительно возрастает. Этот рабочий упрочняющий слой может быть очень тяжело поддаваться механической обработке, что может привести к быстрому износу инструмента. Более того, наклеп также может привести к возникновению остаточных напряжений в заготовке, что может привести к растрескиванию или выходу детали из строя во время эксплуатации.

При шлифовании обработка титановой пластины BT20 может быть особенно проблематичной. Шлифовальный круг может быстро затупиться, пытаясь снять затвердевший слой. Чтобы уменьшить эффект упрочнения, важно использовать соответствующие параметры резания. Более низкие скорости резания и подачи могут помочь минимизировать механическое напряжение на заготовке, уменьшая склонность к закалке.

Сравнение с другими титановыми листами

Чтобы лучше понять трудности обработки титановой пластины BT20, полезно сравнить ее с другими титановыми листами, такими какТитановый лист OT4,Титановый лист Gr 5, иТитановый лист Gr 12.

Титановый лист OT4 представляет собой технически чистый титановый лист. Он имеет относительно меньшую прочность и ударную вязкость по сравнению с титановой пластиной BT20. В результате его, как правило, легче обрабатывать. Скорость износа инструмента ниже, а требуемые силы резания также меньше. Однако титановый лист OT4 имеет более низкую коррозионную стойкость и механические свойства по сравнению с титановой пластиной BT20, что ограничивает его применение в некоторых высокопроизводительных сценариях.

Титановый лист Gr 5, также известный как Ti-6Al-4V, представляет собой широко используемый титановый сплав. Он обладает высокой прочностью и хорошей коррозионной стойкостью. Подобно титановой пластине BT20, титановый лист Gr 5 также представляет проблемы при механической обработке из-за его высокой химической активности, низкой теплопроводности и склонности к деформационному упрочнению. Однако специфический состав сплава титанового листа Gr 5 может привести к несколько иным характеристикам обработки. Например, может потребоваться соответствующая корректировка выбора режущего инструмента и параметров резки.

Титановый лист Gr 12 представляет собой титановый сплав с хорошей свариваемостью и коррозионной стойкостью. Он имеет меньшую прочность по сравнению с титановой пластиной BT20, что значительно упрощает обработку. Однако он может не подойти для применений, требующих высокой прочности и ударной вязкости.

Стратегии обработки

Несмотря на трудности обработки титановой пластины BT20, при правильной стратегии можно добиться высококачественных результатов обработки. Вот некоторые рекомендуемые стратегии обработки:

• Выбор инструмента: Как упоминалось ранее, выбирайте режущие инструменты с высокой химической стабильностью и подходящей геометрией. Регулярно проверяйте и заменяйте изношенные инструменты, чтобы обеспечить стабильное качество обработки.
• Оптимизация параметров резки: выберите подходящую скорость резания, скорость подачи и глубину резания. Как правило, более низкие скорости резания и подачи являются предпочтительными для уменьшения силы резания и выделения тепла.
• Охлаждение и смазка: Используйте эффективные методы охлаждения и смазки для контроля температуры и снижения трения во время обработки.
• Крепление заготовки: Убедитесь, что титановая пластина BT20 правильно закреплена, чтобы предотвратить вибрацию и движение во время обработки. Это помогает улучшить точность размеров и чистоту поверхности.

Заключение

Обработка титановой пластины BT20 представляет собой сложную задачу из-за ее высокой химической активности, низкой теплопроводности, высокой прочности и вязкости, а также склонности к наклепу. Однако при правильном понимании этих трудностей и реализации соответствующих стратегий обработки можно преодолеть эти проблемы и производить высококачественные обработанные детали.

Если вы заинтересованы в покупке титановой пластины BT20 или у вас есть какие-либо вопросы по ее обработке, пожалуйста, свяжитесь с нами для дальнейшего обсуждения. Мы стремимся предоставлять высококачественную продукцию из титановых пластин BT20 и техническую поддержку для удовлетворения ваших конкретных потребностей.

Ссылки

• Калпакджян С. и Шмид С.Р. (2014). Производственная инженерия и технологии. Пирсон.
• Трент, Э.М., и Райт, ПК (2000). Резка металла. Баттерворт-Хайнеманн.