Analýza procesu brúsenia titánových zliatin

Zliatina titánumá špeciálne fyzikálne a chemické vlastnosti, ktoré vedú k veľkým ťažkostiam pri brúsení, vrátane ľahkej akumulácie tepla, horenia povrchu, zaťaženia kotúča a vibrácií obrobku, ktoré vážne ovplyvňujú presnosť obrábania, kvalitu povrchu a efektivitu výroby.

 

 

 

(1) Extrémna tepelná citlivosť

Pri nízkej tepelnej vodivosti titánových zliatin má brúsne teplo tendenciu akumulovať sa, čo spôsobuje povrchové horenie, oxidáciu a tepelnú deformáciu. To vážne zhoršuje presnosť dielov, najmä pri štíhlych a malých komponentoch.

 

(2) Nedostatočná tuhosť

Zliatiny titánu majú nízky modul pružnosti. Časti s veľkým pomerom dĺžky-k-priemeru majú nízku tuhosť a pri brúsení sa ľahko chvejú. Môže to mať za následok povrchové defekty,-nesú{5}}presnosť tolerancie a nízku rýchlosť prechodu.

 

(3) Vysoká chemická aktivita

Zliatiny titánu ľahko reagujú s brúsnymi kotúčmi a brúsne triesky majú tendenciu priľnúť a upchať kotúč. Môžu vytvoriť začarovaný kruh, ktorý zhoršuje opotrebovanie a zhoršuje kvalitu povrchu.

 

(4) Náročné-na-kontrolu mikro-presnosti

Zliatiny titánu sú náchylné na pruženie po brúsení a vylamovaní hrán pri vysokej tvrdosti. Teplo pri brúsení tiež vytvára pretavené vrstvy a mikrotrhliny, čím sa znižuje únavová životnosť a spoľahlivosť dielov.

 

 

(1) Procesy predbežnej{1}}úpravy

Sferoidizačné žíhanie vákuovej zóny

Zabraňuje oxidácii titánových zliatin vo vysokom vákuu. Prostredníctvom trojstupňového zahrievania, udržiavania a pomalého chladenia sa hrubé mikroštruktúry zjemňujú na sférické. Po úprave sa tvrdosť Gr5 zníži pod 210 HBW so zjavným zjemnením zrna, opotrebovanie kotúča sa zníži o 25 % a obrobiteľnosť sa výrazne zlepší.

 

Posilnenie tepelného spracovania

V prípade dielov odolných voči opotrebeniu- sa používa úprava roztok + starnutie na rozpustenie legujúcich prvkov a vyzrážanie fáz spevňovania, čím sa zvyšuje tvrdosť Gr5 pri zachovaní dobrej húževnatosti.

 

Presné hrubé sústruženie na tvárnenie

Na presné sústruženie sa používajú špeciálne sústruhy a PCD nástroje. Rezné parametre sú prísne kontrolované s minimálnym množstvom mazania a primeraný prídavok na brúsenie je vyhradený na zabezpečenie vysokej valcovitosti a priamosti obrobkov.

 

Duálny NDT skríning

Ultrazvuk + penetračné testovanie sa používa na komplexnú detekciu drobných vnútorných a povrchových defektov, čím sa eliminujú nekvalifikované obrobky, aby sa zabránilo vniknutiu chybných dielov do procesu brúsenia.

 

(2) Procesy jadrového brúsenia

Konvenčné presné brúsenie

Vhodné pre diely zo zliatiny titánu so všeobecnou presnosťou. Vyberajú sa kotúče potiahnuté CBN alebo diamantom{1}} so zrnitosťou 80 – 150. Parametre využívajú vysokú rýchlosť kotúča, malú hĺbku rezu a strednú rýchlosť posuvu na riadenie akumulácie tepla a horenia, vyváženie kvality povrchu a účinnosti.

 

Ultrazvukové-brúsenie

Ultrazvukové vibrácie 20–40 kHz znižujú brúsnu silu o viac ako 30 %, potláčajú chvenie a znižujú zaťaženie kotúča. Je vhodný pre ľahko deformovateľné diely zo zliatiny titánu, ako sú štíhle hriadele a tenkostenné-komponenty, s pozoruhodným účinkom na tlmenie vibrácií na Gr5.

 

Laserové-brúsenie

Predhrieva obrobky laserom s uhlom 400 – 500 stupňov, aby sa zlepšila rýchlosť úberu materiálu a znížilo sa opotrebovanie kotúča, použiteľné pre vysoko{2}}účinné obrábanie dielov z titánovej zliatiny s vysokou-pevnosťou a veľkými{4}}prípustami.

 

Elektrochemické brúsenie

Kombinuje elektrolytické a mechanické brúsenie, čím sa znižuje brúsna sila a eliminuje sa tvrdnutie. Môže dosiahnuť drsnosť povrchu Ra 0,4 μm pre letecké zliatiny titánu, čím spĺňa požiadavky na vysokú-presnosť obrábania.

 

Adaptívne brúsenie brúsneho pásu

Flexibilné brúsne pásy sa prispôsobia zložitým zakriveným povrchom. Pomocou CNC a robotov je možné kontrolovať tvarovú chybu povrchu v rozmedzí 0,05 mm, čím sa zvyšuje presnosť približne o 40 % v porovnaní s tradičnými metódami. Vhodné pre časti, ako sú čepele a kože.

 

(3) Chladiace a mazacie systémy

Nízkoteplotné-chladenie studeného vzduchu

Prijíma -5 stupňový vysokotlakový prúd studeného vzduchu, čím riadi chybu tepelnej deformácie pri brúsení zliatiny titánu v rozsahu 0,003 mm alebo menej. Táto technológia bola aplikovaná v mlynčekoch JUNKERS v Nemecku na riešenie akumulácie tepla.

 

Minimálne množstvo mazania Technológia

Zmes rezného oleja pre leteckú{0}}triedu a stlačeného vzduchu sa rozprašuje, aby sa nahradilo veľké množstvo reznej kvapaliny, čím sa zníži spotreba chladiacej kvapaliny o 90 %. Je ekologický-a účinne potláča priľnavosť, väčšinou sa používa pri presnom a zakrivenom povrchovom brúsení zliatin titánu.

 

Chladenie emulzie

Vhodné na bežné brúsenie. Chladením a mazaním odvádza teplo a znižuje opotrebenie kolies. Teplota a koncentrácia musia byť počas používania kontrolované, aby sa zabránilo spáleniu povrchu.

 

(4) Presná inšpekcia a kontrola kvality

Brúsenie zliatiny titánu vyžaduje vysokú presnosť, preto je potrebné zaviesť úplný{0}}systém kontroly procesu, aby sa zabezpečila kvalita dielov:

Laserový interferometer Renishaw XL80 sa používa na dynamickú tepelnú kompenzáciu s presnosťou kompenzácie ±0,0001 mm na korekciu chýb tepelnej deformácie.

 

Mahr S3P, PULSTEC μX360, VHX600 a ďalšie zariadenia sa používajú na kontrolu drsnosti povrchu, zvyškového napätia, topografie povrchu a mikroštruktúry.

 

Špičkové{0}}diely, ako sú základné komponenty humanoidných robotov a lopatky leteckých{1}}motorov, musia spĺňať Ra menšie alebo rovné 0,4 μm s chybou profilu riadenou na úrovni mikrónov.

 

Ruihang Group, profesionálny výrobca produktov z titánu a titánových zliatin, implementuje prísnu kontrolu kvality počas celého výrobného procesu od surovín až po hotové výrobky. Dodávame vysokokvalitné-titánové platne, krúžky, výkovky, tyče a iné titánové produkty atď. Ak máte nejaké požiadavky na nákup, kontaktujte nás prostredníctvom e-mailu:Sam.Rui@bjrh-titanium.com