Obrada titana: početna svojstva materijala, poteškoće i vrste obrade, princip rada, tehnike i preporuke stručnjaka

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-02 13:56

Danas postoji grupa metala za koje je potrebno stvoriti posebne uvjete prije početka rada s njima. Obrada titana spada u ovu kategoriju radova. Sve poteškoće i značajke procesa posljedica su činjenice da ovaj materijal karakterizira povećana tvrdoća.

Opis

Titan je karakteriziran po tome što je vrlo čvrst, srebrnaste boje i iznimno otporan na proces hrđe. Zbog činjenice da se na površini metala formira film TiO_{2, on ima dobru otpornost na sve vanjske utjecaje. Samo utjecaj tvari koje sadrže alkalije u svom sastavu može negativno utjecati na svojstva titana. U dodiru s tim kemikalijama, sirovina gubi svojstva čvrstoće.}

Zbog velike čvrstoće proizvoda, prilikom tokarenja titana potrebno je koristiti alat od ultratvrde legure i druge posebne uvjete pri radu na CNC tokarilici.

Što trebam uzeti u obzir prilikom obrade?

Ako je potrebno raditi s titanom, moraju se uzeti u obzir sljedeća svojstva:

• Prvi se lijepi. Obrada titana pomoću tokarilice stvara visoke temperature, uzrokujući topljenje materijala i lijepljenje za rezni alat.
• Tijekom obrade također se javlja fina raspršena prašina. Može detonirati i stoga je vrlo važno strogo se pridržavati svih sigurnosnih propisa tijekom rada.
• Da bi se izvršio visokokvalitetan proces rezanja tako teškog metala, potreban je alat koji može pružiti odgovarajući način rada.
• Također je potrebno odabrati poseban alat za rezanje jer titan karakterizira niska toplinska vodljivost.

Nakon završene obrade titana, gotovi dio se obično zagrijava, nakon čega se pusti da se ohladi na otvorenom. Tako se na površini materijala stvara zaštitni film, što je gore opisano.

Klasifikacija metoda obrade

Za rezanje takvih sirovina potreban je poseban alat, kao i CNC tokarilica. Sam proces je podijeljen u nekoliko operacija, od kojih se svaka provodi prema vlastitoj tehnologiji.

Što se tiče samih operacija, one mogu biti osnovne, srednje ili preliminarne.

Prilikom obrade titana na strojevima, morate imati na umu da se u ovom trenutku javljaju vibracije. Kako bi se djelomičnoDa biste riješili ovaj problem, možete pričvrstiti radni komad na višestupanjski način, a također to učiniti što bliže vretenu. Kako bi se smanjio utjecaj temperature na proces obrade, preporuča se korištenje neobloženih glodala od finog zrna karbida i posebnih PVD umetaka. Ovdje je vrijedno obratiti pozornost na činjenicu da će se tijekom obrade titana rezanjem od 85 do 90% sve energije pretvoriti u toplinu, koju će apsorbirati strugotine, obrađeni komad, rezači i tekućina koji je namijenjen za hlađenje. Obično temperatura u radnom području doseže 1000-1100 stupnjeva Celzija.

Prilagodite parametre obrade

Prilikom obrade tako teškog materijala, tri su glavna parametra koja treba uzeti u obzir:

• ugao pričvršćivanja radnog alata;
• feed rate;
• brzina rezanja.

Ako prilagodite ove parametre, možete ih koristiti za promjenu temperature obrade. Pod različitim načinima obrade promatraju se različiti parametri ovih karakteristika.

Za prethodnu obradu s rezom gornjeg sloja do 10 mm, dopušteno je odstupanje od 1 mm. Za rad u ovom načinu rada obično se postavljaju sljedeći parametri. Prvo, kut pričvršćivanja je od 3 do 10 mm, a drugo, brzina posmaka je od 0,3 do 0,8 mm, a brzina rezanja je postavljena na 25 m/min.

Srednja verzija obrade titana uključuje rezanje gornjeg sloja od 0,5 do 4 mm, kao i formiranje ravnomjernog sloja od 1 mm dodatka. Kut fiksiranja 0,5-4 mm, dimenzija pomaka 0,2-0,5 mm, brzina posmaka 40-80 m/min.

Glavna opcija obrade je uklanjanje sloja od 0,2-0,5 mm, kao i uklanjanje dodataka. Radna brzina je 80-120 m/min, kut fiksiranja je 0,25-0,5 mm, a brzina posmaka je 0,1-0,4 mm.

Ovdje je također vrlo važno napomenuti da se obrada titana na takvoj opremi uvijek izvodi samo uz isporuku posebne rashladne emulzije. Tvar se pod pritiskom dovodi u radni alat. Ovo je neophodno kako bi se stvorio normalan temperaturni način rada.

Alat za obradu

Zahtjevi za alat za obradu materijala su prilično visoki. Najčešće se obrada titana i legura provodi pomoću rezača koji imaju odvojive glave, a ugrađuju se na CNC strojeve. Tijekom rada radni alat je podvrgnut abrazivnom, ljepljivom i difuznom trošenju. Posebnu pozornost treba posvetiti difuznom trošenju, budući da se u to vrijeme odvija proces otapanja i materijala za rezanje i titana. Ovi su procesi najaktivniji ako je temperatura u rasponu od 900 do 1200 stupnjeva Celzija.

Zahtjevi za alat

Značajka obrade titana je također da je potrebno odabrati radni alat ovisno o tome koji način rada je odabran.

Za rad u preliminarnom načinu rada, najčešće korišteni umetci su okrugli ili kvadratni iC19. Ove ploče su izrađene od posebne legure, koja je označena kao H13A i nema premaz.

Za uspješnu obradu titana na međunačin već je potrebno koristiti samo okrugle umetke od iste legure H13A ili od legure GC1155 s PDV premazom.

Za najodgovorniji, osnovni način obrade koriste se okrugle mlaznice s brusnim reznim rubovima koje su izrađene od legura H13A, GC 1105, CD 10.

Važno je dodati da je kod obrade na CNC tokarilicama dopušteno najmanje odstupanje od oblika dijela koji je naveden u zadatku. Najčešće, elementi izrađeni od takve legure uopće nemaju odstupanja od norme.

Glavni problem obrade

Glavni problem s kojim se susreće u preradi ove sirovine je zalijepljenost i ogrebotine na alatu. Zbog toga je toplinska obrada titana vrlo teška. Osim toga, puno problema uzrokuje činjenica da metal ima vrlo nisku toplinsku vodljivost. Zbog činjenice da drugi metali mnogo slabije odolijevaju toplini, u dodiru s titanom najčešće tvore leguru. To je glavni razlog brzog trošenja alata. Kako bi se donekle smanjilo ogrebotine i lijepljenje, kao i preusmjerili dio stvorene topline, stručnjaci preporučuju sljedeće:

• Prvo, morate koristiti rashladnu tekućinu;
• drugo, prilikom oštrenjatreba koristiti izratke, na primjer, alate od istih teških materijala;
• treće, prilikom obrade sirovina rezačima, brzina se značajno smanjuje kako bi se smanjila toplina.

Oksidacija i nitriranje titana

Vrijedi početi s nitriranjem titana, jer je ova vrsta tretmana mnogo teža od oksidacije. Tehnološki proces je sljedeći. Proizvod od titana zagrijava se na 850-950 stupnjeva Celzija, nakon čega se dio mora staviti u okruženje s čistim dušikovim plinom nekoliko dana. Nakon toga na površini elementa nastaje film titanovog nitrida, zbog kemijskih reakcija koje će se odvijati tijekom ovih dana. Ako je sve prošlo dobro, tada će se na titanu pojaviti film zlatne boje, koji će se odlikovati povećanom čvrstoćom i otpornošću na habanje.

Što se tiče oksidacije titana, metoda je vrlo česta i spada, kao i prethodna, u toplinsku obradu titana. Početak procesa se ne razlikuje od nitriranja, dio se mora zagrijati na temperaturu od 850 stupnjeva Celzija. Ali proces hlađenja se ne događa postupno i u plinovitom mediju, već naglo i uz korištenje tekućine. Tako je moguće dobiti film na površini titana, koji će biti čvrsto vezan za nju. Prisutnost ove vrste filma na površini dovodi do povećanja čvrstoće i otpornosti na habanje za 15-100 puta.

Priključni dijelovi

U nekim slučajevima proizvodi od titana su dio velikogdizajna. To sugerira da postoji potreba za povezivanjem različitih materijala.

Za povezivanje proizvoda iz ove sirovine koriste se četiri glavne metode. Glavni je zavarivanje, također se koristi lemljenje, mehanička metoda spajanja koja uključuje korištenje zakovica i vijčanog spoja. Do danas je glavna metoda obrade za spajanje proizvoda u jednu strukturu zavarivanje u okruženju inertnog plina ili posebnim tokovima bez kisika.

Što se tiče lemljenja, ova metoda se koristi samo ako je zavarivanje nemoguće ili nepraktično. Taj je proces kompliciran nekim kemijskim reakcijama koje nastaju kao rezultat lemljenja. Da biste napravili mehaničku vezu s vijcima ili zakovicama, također ćete morati koristiti poseban materijal.