티타늄 합금 재료 절단 및 가공 기술

티타늄 합금 재료는 높은 비강도, 낮은 밀도, 내식성 및 고온 저항과 같은 우수한 특성으로 인해 항공 우주 분야에서 널리 사용됩니다. 그러나 열전도율이 낮고 탄성률이 낮으며 화학적 활성이 큰 티타늄 합금의 특성으로 인해 절삭 온도가 높고 공구 마모가 심각하여 가공시 티타늄 합금 재료가 가공에 영향을 미칩니다. 따라서 티타늄 합금의 절단 효율성을 향상시키는 방법은 항공우주 산업의 문제를 해결하기 위해 항상 시급한 요구 사항이었습니다.

1 티타늄 합금 소재 특성 및 가공 성능

(1) 높은 비강도 : 티타늄 합금 밀도가 작고 강도가 높으며 강도가 강철의 강도보다 큽니다.

(2) 열전도율 열악함 : 티타늄 합금 열전도율, 열전도율 계수가 작고 칩 영역에서 열을 전달하기 어려워 공구 절삭 날의 온도가 높아져 칼의 연마 효과가 강해 감소합니다. 도구 내구성.

(3) 활성 화학적 특성: 고온에서 티타늄 합금과 공기 중의 O, N, H 및 기타 화학 반응 원소가 가공 경화층을 형성하여 절단 및 기계 가공이 어렵습니다. 동시에 공구 재료 가공시 티타늄 합금은 생산하기 쉽고 친화력이 뛰어나 접착 및 확산 현상이 발생하여 공구 마모가 가속화됩니다.

(4) 작은 탄성 계수: 절단 가공 중에 공작물이 반동하여 공구 뒷면 마모 및 공작물 변형을 일으키기 쉽습니다.

(5) 내식성 : 550도 이하의 티타늄 합금 표면은 치밀한 산화막을 형성하기 쉽기 때문에 더 이상 산화되기 쉽지 않으며 대기, 해수, 증기 및 일부 산, 알칼리, 염 매체는 내식성이 높습니다. [1].

2 티타늄 합금 재료 가공 절단의 기본 원리

가공 공정에서 선택한 공구 재료, 공구 형상 및 절단 매개변수는 티타늄 합금 절단 및 가공의 효율성과 경제성에 영향을 미치며 가공 원리는 다음과 같습니다.

2.1 도구 재료

공구 재료는 절삭 공정에 영향을 미치는 중요한 요소이므로 가능한 한 초경 공구, 코팅 공구 및 고속 강철 공구 등과 같은 우수한 내마모성 공구 재료의 경도를 선택해야 합니다(그림 1). 초경 공구 및 코팅 공구.

2.2 공구 형상 각도

난삭재를 절단할 때 적절한 공구 형상 각도는 공구의 절단 성능을 최대한 발휘하고 절단 효율을 높이는 데 도움이 됩니다. 그림과 같이 티타늄 합금을 절단할 때 세 가지 변형 영역이 있습니다.

(1) 기본 변형 영역 I: 주로 이 영역에서 발생하는 큰 변형, 절삭력 및 절삭열입니다. 절삭날을 날카롭게 유지하고 나이프 선단의 아크 천이 등을 유지함으로써 티타늄 합금 가공 시 마찰 계수와 절삭 온도를 낮추어 칩의 고착과 치핑을 방지합니다.

(2) 칩과 전면 사이의 마찰 및 변형 영역 II: 공구 전면의 마모에 직접적인 영향을 미칩니다. 칩 길이와 전면 공구 표면을 늘리기 위해 더 작은 전면 각도를 선택하면 전면 공구 전면 마모가 줄어듭니다.

(3) 공작물의 표면이 가공되었으며 후면 마모 변형 영역 III: 가공 경화 및 공구 후면 마모에 더 큰 영향을 미칩니다. 공구 뒷면과 가공된 표면 사이의 마찰을 줄이기 위해 더 큰 후방 각도를 선택합니다.

2.3 절단 매개변수

절삭 속도가 공구 수명에 영향을 미칩니다. 절삭 속도가 높을수록 절삭날 온도가 높아지므로 저속 절삭을 선택하십시오. 동시에 절삭 깊이는 공구 수명에 더 적은 영향을 미치므로 부품 및 공작 기계의 강성은 더 큰 절삭 깊이를 사용할 수 있는 조건을 허용합니다.

2.4 냉각수

블레이드의 열을 빼앗아 칩을 씻어내고 절삭 온도를 낮추며 생산성을 효과적으로 향상시키고 가공 부품의 표면 품질을 향상시킬 수 있습니다. 일반 절삭유에는 물 또는 알칼리성 수용액, 수용성 수용성 유성 용액, 비수용성 유성 용액의 세 가지 범주가 있습니다[2].

3 티타늄 합금 소재 절단 공정

3.1 터닝

티타늄 합금은 쉽게 선삭하여 우수한 표면 거칠기를 얻을 수 있고 가공 경화는 심각하지 않지만 절삭 온도가 높고 공구 마모가 빠릅니다. 티타늄 합금 선삭의 이러한 특성 때문에 문제에 주의해야 합니다. (1) 선삭 매개 변수는 저속 절삭, 큰 절삭 깊이를 선택하려고 합니다. 황삭의 경우 절삭 속도 45 ~ 70 m/min, 이송 0.10 ~ 0.15 mm / r; 정삭용 절삭속도 80~100m/min, 이송 0.05~0.10mm/r. (2) 마무리 클램핑 력이 너무 커서는 안되며 가공 부품의 변형을 줄여야합니다. (3) 가공 후 마지막 공구 이동 경로에 따라 부품의 윤곽을 다시 가공하여 절삭력으로 인한 부품의 변형을 제거하고 공구에 양보해야 합니다.

3.2 밀링

티타늄 합금 밀링은 단속 절삭이기 때문에 선삭 가공보다 어렵고, 칩이 절삭날과 쉽게 접착되어 치핑이 발생하여 공구의 내구성이 크게 저하됩니다. 티타늄 합금 밀링의 이러한 특성에 대해 다음 문제에 주의해야 합니다. (1) 일반적으로 부드러운 밀링을 사용하고, 절삭 깊이가 큰 것에서 작은 것, 칩이 두꺼운 것에서 얇은 것, 그리고 항상 얇은 면을 사용하는 경우 부드러운 밀링을 사용합니다. 뒷면에 치아가 남아 있으면 칩이 부서지기 쉽고 공구 수명이 향상됩니다. (2) 황삭은 가공 품질에 작은 영향을 미치므로 큰 절입 깊이, 작은 이송, 낮은 속도를 선택해야 합니다. 정삭은 가공 변형을 줄이고, 표면 품질을 향상시키며, 더 빠른 속도와 작은 절입 깊이를 사용해야 합니다. (3) 티타늄 합금 가공 후 가공면에 0.1 ~ 0.2mm의 경화층이 형성되므로 2차 절입량은 {{7}보다 커야 합니다. }}.2mm; 황삭 여유 한쪽 여유는 0.2mm보다 커야 합니다.

4 결론

이 논문은 주로 티타늄 합금 재료 특성, 절삭 공구, 절삭 매개변수 및 냉각수 및 기타 정교화 측면의 생산 공정에서의 현재 연구 결과와 경험을 결합하여 일반적으로 주의해야 할 티타늄 합금 터닝, 밀링을 요약합니다. 취해진 문제와 프로세스 조치를 검토하고 동료들이 참고로 특정 역할을 할 수 있기를 바랍니다.