Desde el descubrimiento del elemento titanio en 1790, la humanidad ha pasado por cien años de ardua exploración para obtener su extraordinario rendimiento. No fue hasta 1910 que la humanidad produjo por primera vez el titanio de metal, pero el camino hacia la aplicación de aleaciones de titanio estaba llena de altibajos, y no fue hasta 1951, 40 años después, que la producción industrializada finalmente se realizó. La aleación de titanio tiene las características de alta resistencia específica, resistencia a la corrosión, alta resistencia a la temperatura y resistencia a la fatiga, etc. Su peso es solo el 60% de acero, pero su resistencia es mayor que el acero de aleación. Por lo tanto, las aleaciones de titanio son cada vez más ampliamente utilizadas en aviación, equipos aeroespaciales, generación de energía, energía nuclear, envío, industria química y equipos médicos.
Sin embargo, el procesamiento de las aleaciones de titanio es una tarea muy desafiante. Las cuatro características de las aleaciones de titanio, como la baja conductividad térmica, el endurecimiento del mecanizado severo, la alta afinidad con las herramientas y la pequeña deformación plástica, son las razones esenciales por las que son difíciles de mecanizar. La conductividad térmica de la aleación de titanio es solo alrededor del 16% del acero 45#, y es difícil realizar el calor generado en el procesamiento en el tiempo, lo que conduce a una temperatura alta de la vanguardia localmente, y desencadena fácilmente el desgaste de difusión de la herramienta. Al mismo tiempo, el fenómeno de endurecimiento de mecanizado de la aleación de titanio también es muy grave, y la afinidad de la herramienta es alta, es fácil unirse con el carburo cementado que contiene titanio, exacerbando el desgaste de la herramienta. Además, la deformación plástica de la aleación de titanio es pequeña, aproximadamente 1/2 del módulo de elasticidad de 45 acero, por lo que la recuperación elástica es grande, la fricción es grave y la pieza de trabajo también es propensa a la deformación de sujeción.
Para las dificultades de mecanizado de la aleación de titanio, podemos tomar el siguiente proceso de conocimiento:
Primero, los insertos con geometría de ángulo positivo se utilizan para reducir las fuerzas de corte, el calor de corte y la deformación de la pieza de trabajo. Este diseño de inserción puede adaptarse mejor a las características de mecanizado de las aleaciones de titanio y mejorar la eficiencia y la calidad del mecanizado.
En segundo lugar, se mantiene un alimento constante para evitar el endurecimiento de la pieza de trabajo. En el proceso de corte, la herramienta siempre debe estar en el estado de alimentación, y el borrador radial debe ser el 30% del radio al fresar. Esto garantiza la estabilidad del proceso de corte y reduce el endurecimiento de la pieza de trabajo.
Tercero, el uso de fluido de corte de alta presión de alto flujo para garantizar la estabilidad térmica del proceso de mecanizado. El fluido de corte puede quitar el calor generado en el proceso de corte a tiempo, evitando que la superficie de la pieza de trabajo sea desnaturalizada y la herramienta se dañe debido a la alta temperatura.
Cuarto, mantenga el borde de la cuchilla afilado. Las herramientas de corte opaco son la causa de la recolección y el desgaste de calor, lo que lleva fácilmente a la falla de la herramienta. Por lo tanto, es necesario verificar y reemplazar regularmente la cuchilla para garantizar la nitidez del borde.
Quinto, aleaciones de titanio a máquina en su estado más suave posible. Los materiales de titanio endurecidos se vuelven más difíciles de mecanizar, por lo que mecanizar el material en su estado más suave para mejorar la eficiencia del mecanizado y la vida útil de la herramienta.
Sexto, use un radio de punta grande o un corte de chaflán para colocar la mayor cantidad de filo posible en el corte. Esto reduce las fuerzas de corte y el calor en cada punto y evita la rotura localizada. Al fresar las aleaciones de titanio, la velocidad de corte tiene el mayor impacto en la vida útil de la herramienta, con un borrador radial (profundidad de molienda) en segundo lugar.
Además del conocimiento del proceso anterior, también podemos comenzar desde la cuchilla para resolver problemas de mecanizado de titanio. El desgaste de la ranura de inserto que ocurre durante el mecanizado de titanio es causado por la capa endurecida dejada por el maquinato previo. La reacción química y la difusión entre la herramienta y el material de la pieza de trabajo se producen cuando la temperatura de mecanizado excede los 800 grados, lo que también es una de las razones para la formación del desgaste del surco. Por lo tanto, el mecanizado de titanio requiere materiales de inserción especiales y geometrías para hacer frente.
Las estructuras de herramientas adecuadas para el mecanizado de titanio deben centrarse en la transferencia de calor. Se deben rociar grandes cantidades de fluido de corte de alta presión sobre el borde de corte de manera oportuna y precisa para eliminar el fuego rápidamente. Hay estructuras únicas de cortadores de fresado en el mercado que están específicamente diseñados para el mecanizado de titanio que satisfacen esta necesidad.
En términos de métodos de mecanizado específicos, el giro, la fresación, el tapping y la escarcha tienen diferentes características y consideraciones de mecanizado. Por ejemplo, al girar la aleación de titanio, es necesario elegir materiales de herramientas adecuados y parámetros geométricos, y adoptar una velocidad de corte más baja y alimento moderado; En la aleación de titanio de la molienda, generalmente use el método de molienda suave y elija materiales y geometría de herramientas adecuadas; Al tocar, es necesario dar prioridad al uso de uno en lugar del grifo de salto y prestar atención a la selección del cono y al modo de operación; En el escariamiento, es necesario elegir el material de escariadores adecuado y tomar el enarrillo, elija el material de la aldeador correcto y tomar las medidas de proceso apropiadas para mejorar la calidad del procesamiento.
En resumen, aunque el procesamiento de la aleación de titanio está lleno de desafíos, siempre y cuando hayamos dominado los conocimientos correctos del proceso y elija las herramientas y los métodos de procesamiento apropiados, podremos lograr un procesamiento de alta eficiencia y alta calidad.
