Aký je proces brúsenia titánovej zliatiny Gr5?

Zliatina titánu Gr5, tiež známy ako Ti-6Al-4V, je jednou z najobľúbenejších zliatin titánu. Jeho jedinečné fyzikálne a mechanické vlastnosti robia z procesu brúsenia technickú výzvu vo výrobnom priemysle.

 

 

 

(I) Výhody mechanických vlastností

Zliatina titánu Gr5 má vysokú špecifickú pevnosť s hustotou 4,42 g/cm³. Jeho pevnosť v ťahu pri izbovej teplote je väčšia alebo rovná 895 MPa, medza klzu je väčšia alebo rovná 830 MPa a má vynikajúcu húževnatosť a odolnosť proti únave. Udržuje stabilný výkon v teplotnom rozsahu -200 stupňov až 500 stupňov. Jeho modul pružnosti spôsobuje ťažkosti pri precíznom brúsení. Je vhodný do extrémnych pracovných podmienok.

 

(II) Chemické a fyzikálne vlastnosti

Zliatina titánu Gr5 vytvára na svojom povrchu hustý oxidový film pre dobrú odolnosť proti korózii a biokompatibilitu, preto je vhodná pre lekárske implantáty. Avšak nad 300 stupňov má tendenciu reagovať za vzniku krehkých zlúčenín. Jeho tepelná vodivosť vedie k akumulácii tepla pri brúsení. Je nemagnetická, s tvrdosťou menšou alebo rovnou 350 HB v žíhanom stave, vyznačuje sa vysokou odolnosťou proti deformácii počas spracovania a ťažkosťami pri vytváraní triesok.

 

 

(I) Príliš vysoká teplota brúsenia náchylná na poškodenie povrchu

Počas brúsenia titánovej zliatiny Gr5 sa viac ako 90% tepla koncentruje do 0,1 mm od povrchu a teplota v zóne brúsenia môže dosiahnuť 1500 stupňov. To pravdepodobne spôsobí povrchové horenie, vytvoria vrstvy TiO₂/TiN, spôsobia trhliny pri tepelnom namáhaní a výrazne zníži únavovú životnosť. V prípade komponentov pre letectvo, ak existuje zoxidovaná krehká vrstva 5-10μm, únavová životnosť sa zníži o viac ako 50%.

 

(II) Vysoká chemická aktivita zhoršuje opotrebovanie a upchávanie kolies

Pri vysokých teplotách reaguje titánová zliatina Gr5 s prvkami ako Al, Si a C v brúsnych zrnách brúsneho kotúča. Výsledkom je difúzne opotrebovanie brúsnych zŕn. Brúsne triesky sa prilepia na kotúč a upchajú ho, čo spôsobí, že sa samočinne -ostri, čo zvyšuje brúsnu silu a znižuje presnosť. Najviac sú postihnuté obyčajné biele korundové kotúče, ktoré vykazujú rýchle opotrebovanie a výrazný pokles brúsneho pomeru.

 

(III) Elastická deformácia ovplyvňuje presnosť obrábania

Zliatina titánu Gr5 má nízky modul pružnosti, takže pri brúsení je náchylné na vznik elastického vydutia a pruženia, čo vedie k nedostatočnej skutočnej hĺbke brúsenia. Medzitým sa objavia stopy po vibráciách, ktoré ovplyvňujú povrch a presnosť tvaru. Deformácia tenkostenných a zložitých zakrivených obrobkov je výraznejšia, čo môže ľahko viesť k rozmerovým odchýlkam.

 

(IV) Ťažkosti s likvidáciou čipov

Brúsne triesky sú lamelové a extrudované-praskané, s nepravidelnými tvarmi a veľkými rozmermi. Je pravdepodobné, že upchajú brúsny kotúč, zvýšia brúsnu silu a trecie teplo a ďalej zhoršia opotrebovanie kotúča a poškodenie obrobku, čím sa vytvorí začarovaný kruh.

 

 

(I) Výber brúsneho kotúča

Mikrokryštalické korundové koleso: Má vysokú tepelnú odolnosť a odolnosť proti opotrebeniu, udržiava stabilný výkon pri 1500 stupňoch. Dokáže znížiť chemické opotrebovanie a jeho životnosť a účinnosť brúsenia sú oveľa lepšie ako u kotúčov z bieleho korundu.

Jemný-kotúč CBN: Môže znížiť reznú silu a teplotu brúsenia. Porézna štruktúra uľahčuje odstraňovanie triesok a chladenie. Kotúč by sa mal čistiť diamantovým perom každé 4 hodiny, aby sa odstránili matné brúsne zrná a priľnuté triesky a zostalo ostré.

 

(II) Optimalizácia parametrov mletia

Požiadavka na základné parametre: Teplota v zóne mletia by mala byť<300℃ .

Lineárna rýchlosť kolesa: 18-22 m/s. Môže znížiť trecie teplo o viac ako 50%. Každým poklesom lineárnej rýchlosti o 10 % klesne teplota približne o 20 %.

Jednotlivá hĺbka brúsenia: 0,01-0,015 mm, s použitím viacprechodového spracovania. Prídavok 5 mm možno ovládať pod 250 stupňov 500 prechodmi.

Rýchlosť posuvu: 5-6m/min. Optimálna experimentálna kombinácia: lineárna rýchlosť 27 m/s + 0.01 mm hĺbka rezu + 12 m/min rýchlosť posuvu, čím sa dosiahne rovnováha medzi účinnosťou a kvalitou.

 

(III) Modernizácia chladiaceho systému

Nízkoteplotné{0}}chladenie olejovou hmlou: -10 stupňov letecký kerozín + stlačený vzduch. 2 mm tryska strieka priamo na brúsnu zónu zo vzdialenosti 5-8 mm, čím znižuje teplotu a znižuje rýchlosť horenia nástroja z 25 % na 8 %. Môže tiež izolovať kyslík na ochranu povrchu.

Liquid Nitrogen Auxiliary Cooling: Only suitable for workpieces with a wall thickness >10 mm. 45 stupňová tryska rozprašuje -196 stupňový tekutý dusík rýchlosťou 10 l/h, čím znižuje teplotu brúsenia a úplne zabraňuje spáleniu nástroja.

Poznámka: Optimalizujte polohu trysky pre presné chladenie, aby ste predišli prasklinám spôsobeným tepelným šokom priamym striekaním studenej vody na vysokú-teplotu

povrch.

 

 

 

Skupina Ruihang sa špecializuje na výrobu-kvalitných titánových a titánových produktov pokrývajúcich rôzne stupne kvality, ako sú Gr5, Gr7, CP Ti, Gr23 atď. Ak chcete získať ďalšie podrobnosti, kontaktujte nás na adrese:Sam.Rui@bjrh-titanium.com