钛和钛合金。一般加工

主题

背景

加工的热效应

润滑加工过程中

把和无聊

钻井

攻丝

砂轮切断

电解加工

化学铣削

放电加工。

背景

商业纯级钛的机械加工性与退火奥氏体不锈钢相似,而在同样方面,钛合金与类似强度水平的更硬的钢更具有可比性。

加工的热效应

一般来说,钛的加工困难源于切削温度高、与工具的化学反应性和材料相对较低的弹性模量。因此,钛可以在小接触区域以高速在工具表面移动的薄片。高接触压力和低热导率导致刀具尖端温度异常高。钛的高反应性导致刀具的磨损和磨损。钛相对较低的弹性模量会导致较细的零件比钢偏转更大,这就增加了保持公差的难度,并产生了由工具摩擦引起的问题。

润滑加工过程中

采用适当的切削液进行注水润滑,降低接触温度。例如,硫化或氯化添加剂可以减少钢工具的摩擦,但应尽快小心地去除,以消除应力腐蚀的风险,特别是在后续热处理过程中。

切割工具

机床应处于良好的状态,并能在缓慢的切削速度下保持正进给。刀尖应经过适当的研磨和锋利,在不去除金属的情况下绝不能在切口上滑动或停留。当返回工件时,针尖应收回。

在铣削过程中,刀具只能在每个旋转的部分有效。在切割期间,钛的涂抹和牙齿的磨损最终导致工具的磨损或剥落。在剩下的时间里,芯片仍然紧密地焊接在牙齿上,并与下一个切割行程相夹带。通过使用刚性设置和攀爬铣削,可以在一定程度上减少这种情况,从而使薄的出口切屑更容易从齿脱落。水基冷却剂可以降低切削温度,减少磨损。

传统高速钢刀具可用于小零件的小批量生产和其他轻工作业。硬质合金尖端刀具对于高生产率或广泛的金属去除操作,如面铣削或板坯铣削更有用。当开始一件新的工作,它总是明智的使用一个缓慢的切割速度和建立更高的速度,如经验所示。

Turning和无聊

当使用正确的切削条件时,这些都不是特别困难的操作。需要碎屑装置。经验表明,高速钢可能最适合成形切割、切入切割或断续切割,但硬质合金工具通常用于连续切割工作、高产量项目或广泛的金属移除操作。有色金属铸造合金刀具适用于严重的切入切削、加工死点和制造窄槽。

与其他加工操作一样,最好总是使用恒定的、积极的进给,以避免停留在切割,永远不要停止或减速在切割。切削液有助于冷却刀具并帮助处理切屑。如果要回收切屑,不建议干式切割,否则切屑会污染切屑。完全稳定流动的水基冷却剂是最令人满意的流体类型,5%的硝酸钠水溶液或1 / 20的可溶性油在水中的乳状液有良好的效果。

钻井

由于切削温度和压力高,钛的磨损倾向会加剧,导致刀具快速磨损,导致孔变圆、变锥形或弄脏,并可能导致随后要螺纹的孔中的丝锥断裂。通过使用短而锋利的钻头、向切削区提供丰富的切削液、使用低速和正向进给、以及坚固地支撑工件,特别是在可能形成毛刺的出口侧,可以将这些困难降到最低。

对于非板材的工件,建议使用重型短柄式螺丝机钻。对于钻深孔,可依次使用送油钻头或各种长度的一系列短钻头。钻头应不断切削,不得在未切削金属的情况下钻进孔中。在整个钻削过程中,应保持低而恒定的切削速度。切屑应定期清除,除非冷却液流量足以确保这一点。钻孔时要小心,通常建议在钻孔前收回钻头,以便冲洗钻头和钻孔并清除碎屑。然后在正进料下顺利地完成最后的突破。

攻丝

这个手术是最有可能给钛带来问题的。有限的芯片流量和钛的严重磨损趋势可能导致螺纹不良,不正确的配合,水龙头痉挛或断裂的水龙头。在切割完成后,钛也会收缩到水龙头上。设计人员不应指定盲孔或过长的通孔,这两种孔都可能限制切屑,从而导致螺纹粗糙或丝锥断裂。配合公差可以放宽一些,或者可以通过将螺纹要求降低到全螺纹的55 - 65%,只攻螺纹设计允许的最小螺纹,从而将困难降到最低。

有时可以通过以下方法改进丝锥的设计:使用交替缺失齿的中断螺纹,磨掉丝锥的后缘,沿端面磨削螺纹顶点的轴向沟槽,采用偏心或同心的螺纹浮雕。其他建议包括一个足够大的螺旋角,以便让切屑从丝锥前的孔中流出,以及一个足够大的释放角,以防止卡钻,但不要过大,以免在退出时发生卡钻。丝锥经氮化、氧化或镀铬等表面处理,可成功地减少磨损和磨损。

低速切削是必不可少的,特别是使用较强的合金时,以降低切削扭矩。一些糊状切割化合物效果较好,而大量的硫化矿物油也令人满意。可溶性油似乎在抽丝作业中用处不大。

钛的磨削存在困难,因为金属有加载砂轮的倾向,这可能导致金属/砂轮界面的温度更高,磨削表面的高残余应力和一般不满意的表面光洁度。这些困难可以通过选择合适的车轮、使用较低的车轮速度和进给速度,以及用抑制剂或切削液冷却剂浸没磨削区域来很大程度上消除。最好的表面光洁度是通过碳化硅砂轮获得的,它可以在表面速度为700至1200 m.min的情况下使用-1

中等粒度(60 - 80),中等硬度,中等结构,玻璃化结合,与高度氯化或硫磺化的切削油一起使用,通常会产生良好的效果。氧化铝车轮必须在较低的速度下使用,如550至600毫米-1与碳化硅相似的粒度特性是合适的。每当使用冷却剂时,必须进行良好的过滤,以消除钛颗粒循环造成的表面缺陷。欧洲杯猜球平台

打磨后应进行酸洗,以去除金属表面层。在表面光洁度良好的情况下,后续检查将会发现任何过热的区域都是亮斑。

磨料铁架截止

当切割表面光洁度不是特别重要时,这是一种方便快捷的切割棒或棒的方法。橡胶结合碳化硅车轮可以使用,表面速度为2500至5000 m.min-1.大量的10%的亚硝基胺防锈剂溶液或可溶性油悬浮液的流动对于保持温度降低,避免金属燃烧和车轮的快速磨损至关重要。

电解加工。

传统的铜、黄铜、不锈钢或铜钨合金的电解加工电极适用于钛的电解加工。电解液的组成决定了操作的有效性,对于钛来说,基于氯化钠使用的配方已经被发现是有效的。

金属的去除是通过阳极溶解,因此工件不受氢放电的影响。因此,当用这种方法加工钛时,不会有氢富集和塑性损失的危险。一般来说,它对机械性能的影响很小,尽管疲劳强度可能略低于机械整理方法的使用。这是因为这通常会给金属表面施加压应力,而电化学加工倾向于去除应力层。

化学铣削

钛的化学研磨包括四个主要操作:

1.清洗或表面处理

2.屏蔽

3.化学腐蚀

4.清洗和剥离

钛表面的清洗有两个目的,首先是去除油、油脂和其他有机污染物,其次是去除氧化物。去除油和油脂对于均匀的面罩粘附是必不可少的,通常是通过蒸汽脱脂和碱性清洗来完成的。为了给蚀刻提供一个均匀的表面,需要去除表面氧化物。轻的氧化物可以用硝酸和氢氟酸的混合物进行酸洗去除,而重的氧化皮则必须先进行喷砂或调质处理。

掩蔽需要应用一种耐酸涂层来保护那些不需要去除金属的部分。面罩通常采用浸涂、喷雾或流动涂层技术,具体方法的选择取决于要加工的部件的形状和尺寸。乙烯聚合物或氯丁橡胶弹性体已被发现是最成功的钛。掩模工件上的图案一般采用模板的方式,然后用专用刀对掩模进行划痕或切割,然后手工剥离,露出待蚀刻的区域。

一个好的蚀刻溶液应该能够在不影响尺寸公差或机械性能的情况下,以统一和预先确定的速度去除金属。溶液通常是含有氢氟酸的混合物。化学铣削钛的典型生产公差为0.05-0.13 mm。蚀刻完成后,应彻底清洗组件,用手或使用合适的溶剂去除掩蔽化合物。

放电加工。

钛的电火花加工需要刀具和工件之间的操作间隙,一般在0.05 mm到0.4 mm之间。较小的间隙通常用于需要光滑表面的精加工工作,而较大的间隙用于在较高的金属去除率下进行的粗加工工作。

电极材料的选择要考虑许多因素。对于钛,用铜和锌电极获得了最佳的金属去除率和工件和刀具磨损率。然而,在实践中通常使用黄铜、钨、铜或石墨。推荐的电介质材料是碳氢化合物流体之一,但如果工件表面有碳污染,则应考虑使用脱盐水或其他一些不含碳的电介质。

钛在电火花加工过程中有可能产生微裂纹,因此在加工后必须注意检测。

在大多数加工操作,表面速度在锯切钛必须保持低和连续的积极进给率。最令人满意的是齿距为4.2至8.5 mm的粗齿高速钢叶片。

钛的带锯可以在卧式或立式机器上进行。工件的厚度决定了叶片节距,材料越厚,叶片节距越大。必须保持正馈源,并且需要冷却剂。

来源:摘自材料信息服务-钛的选择和使用,设计指南欧洲杯足球竞彩

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