Titanlegering, med sina unika fördelar, har en viktig position inom luftfart, flyg-, medicinska och andra områden och har också stigit inom 3C-konsumentelektronikområdet under de senaste två åren, tillämpas på kroppen och strukturella delar av ett antal hettförsäljande avancerade smarttelefoner. Titanlegering har prestandafördelarna med lätt vikt, hög styrka och god struktur, vilket hjälper till att förbättra utseendet på smartphones och avsevärt minska kroppens vikt och förväntas bli en trend med materiell innovation inom konsumentelektronik. Titanlegeringar är emellertid svåra att bearbeta, vilket alltid har varit ett problem för ingenjörer och tekniker.
Titanlegeringsbehandlingssvårigheter
1. Temperaturkoncentration: Värmeledningsförmågan hos de flesta titanlegeringar är extremt låg, endast 1/7 stål, 1/16 aluminium och 1/25 koppar, så värmen som genereras under skärningsprocessen är inte lätt att släppa ut, men koncentreras i skärområdet. Temperaturen på verktygsspetsen kan stiga till 1000 grader, vilket leder till snabb verktygsslitage, sprickbildning och chipansamling, förkortning av verktygslivet. Den höga skärningstemperaturen förstör också ytintegriteten hos titanlegeringsdelen, minskar delens geometriska noggrannhet och utlöser det arbetsägande fenomenet, vilket kraftigt minskar sin trötthetsstyrka.
2. Elastisk deformation: Modulen för elasticitet för titanlegering är relativt låg, till exempel är modulen för elasticitet hos TC4 endast 110GPa, vilket är mycket lägre än 210GPa av 45 stål och vanligt rostfritt stål cirka 200 gpa. Vid bearbetning av titanlegering är det lätt att producera elastisk deformation, särskilt vid bearbetning av tunnväggiga eller ringformade delar mer uppenbara. Tunnväggiga delar vid bearbetning av lokal deformation utöver det elastiska området, vilket resulterade i plastisk deformation, skärpunktens materialstyrka och hårdhet ökade avsevärt.
3. Stark affinitet: Titanlegeringsaffinitet är bra, i sväng- och borrprocessen är lätt att bilda långa och kontinuerliga chips, dessa chips kommer att linda runt verktyget och hindra dess funktion. När skärdjupet är för stort är det lätt att orsaka att klicka, bränna eller bryta av verktyget.
4. Vibration: Elasticiteten hos titanlegeringar blir den främsta orsaken till vibrationer under skärningsprocessen. Vibrationen som genereras genom bearbetning av titanlegering är 10 gånger stål. När skärningsvärmen är koncentrerad i den skärande delen producerar den taggade chips, vilket leder till fluktuationer i skärkraften.
Motåtgärder för svår bearbetning av titanlegeringar
1. Kylning: Använd kylvätska för att minska höga skärningstemperaturer. Vanligtvis är icke-löslig oljekylvätska lämplig för låghastighetsskärning och löslig skärningskylvätska är lämplig för höghastighetsskärning. Dessutom kan skärmetoder med låg temperatur användas, såsom användning av flytande kväve (-180 grad) eller vätskekol (-76 -grad) som en skärvätska, vilket effektivt kan minska temperaturen i skärningszonen, förbättra kvaliteten på den bearbetade ytan och förlänga livets livslängd.
2. Välj rätt verktyg: Valet av lämpliga skärverktyg kan förbättra bearbetningseffektiviteten avsevärt. Att hålla den banbrytande skarpa kan minska skärkraften. Slipningsteknologi med polerade flöjter och hög positiv vinkelindexerbara skär kan bidra till att minska skärtrycket. Använd vid behov belagda verktyg för att minimera legering klibbighet och bryta upp långa chips.
3. Konstant foder eller ökad foderhastighet: Att upprätthålla ett konstant foder är avgörande för att minimera arbetshärdningen. Om utrustningens prestanda tillåter kan du försöka öka matningshastigheten för att minska tiden som verktyget spenderar i bearbetningsområdet, vilket minskar risken för värmeuppbyggnad och arbetar härdning.
4. Minska skärhastigheten: Använd 1/3 eller mindre av stålskärningshastigheten för titanbearbetning för att kontrollera värmeutsläpp.
5. Ändra verktyg Enligt processen: För titanbearbetning med hög volym föredras karbidverktyg; För bearbetning av låg volym är höghastighets karbidverktyg mer lämpliga.
6. Använd mycket styva maskinverktyg: Mycket styva maskinverktyg är avgörande för framgångsrik bearbetning av titanlegeringar. Den perfekta titanfräsningsmaskinen måste vara styv, med en spindel som kan fungera med låga hastigheter och högt vridmoment för att absorbera vibrationer och minska prat under skärningen.
7. Regelbunden rengöring: Regelbunden rengöring av bearbetningsutrustning och verktyg förhindrar skräpavlagringar som kan påverka bearbetningsresultat.
Genom ovanstående motåtgärder kan utmaningarna med titanlegeringsbearbetning i 3C-konsumentelektronik effektivt hanteras, vilket främjar tillämpningen av titanlegering i mer avancerade smartphones och konsumentelektronik.
