Титановий сплав, з його унікальними перевагами, займає важливу позицію в авіації, аерокосмічній, медичній та інших галузях, а також піднявся в поле споживчої електроніки 3C за останні два роки, застосовується до тіла та структурних частин ряду смартфонів високого класу. Титановий сплав має переваги легкої ваги, високої міцності та хорошої текстури, що допомагає покращити зовнішній вигляд смартфонів і значно зменшити вагу тіла, і, як очікується, стане тенденцією матеріальних інновацій у споживчій електроніці. Однак титанові сплави важко обробити, що завжди було проблемою для інженерів та техніків.
Труднощі з обробкою титанового сплаву
1. Концентрація температури: Теплопровідність більшості титанових сплавів надзвичайно низька, лише 1/7 сталі, 1/16 алюмінію та 1/25 міді, тому тепло, що утворюється в процесі різання, нелегко випромінювати, але сконцентрується в області різання. Температура наконечника інструменту може піднятися до 1000 градусів, що призводить до швидкого зносу інструментів, розтріскування та накопичення мікросхем, термін експлуатації інструментів. Температура високої різниці також руйнує поверхневу цілісність частини титанового сплаву, знижує геометричну точність частини і запускає явище, що загрожує роботою, що сильно знижує його силу втоми.
2. Еластична деформація: Модуль еластичності титанового сплаву порівняно низький, наприклад, модуль еластичності TC4 становить лише 110 гпА, що значно нижчий, ніж 210 гпа 45 сталі та загальну нержавіючу сталь близько 200 гпА. Під час обробки титанового сплаву легко створити еластичну деформацію, особливо при обробці тонкостінних або кільцеподібних частин більш очевидними. Тонкостінні частини при обробці локальної деформації за межами еластичного діапазону, що призводить до того, що пластична деформація, міцність і твердість точки різання значно зросла.
3. Сильна спорідненість: спорідненість з титанового сплаву хороша, в процесі повороту та буріння легко утворювати довгі та безперервні мікросхеми, ці мікросхеми обернуться навколо інструменту і перешкоджатимуть його функції. Коли глибина різання занадто велика, легко спричинити прилипання, спалювання або зламання інструменту.
4. Вібрація: Еластичність титанових сплавів стає головною причиною вібрації під час процесу різання. Вібрація, що генерується при обробці титанського сплаву, в 10 разів перевищує сталі. Коли різання тепла концентрується в ріжучій частині, воно виробляє зубчасті стружки, що призводить до коливань потужності різання.
Контрзаходи для важкої обробки титанових сплавів
1. Охолодження: Використовуйте охолоджуючу рідину, щоб знизити температуру високого різання. Зазвичай, що нерозчинна масляна теплоносій підходить для низькошвидкісного різання, а розчинна різання теплоносія підходить для високошвидкісного різання. Крім того, можна використовувати методи різання з низькою температурою, такі як використання рідкого азоту (-180 градус) або рідина CO2 (-76 градус) як різання рідини, що може ефективно знизити температуру зони різання, покращити якість обробленої поверхні та подати життя інструменту.
2. Виберіть правильний інструмент: вибір відповідних ріжучих інструментів може значно підвищити ефективність обробки. Зберігання ріжучої кромки може зменшити силу різання. Технологія шліфування з відшліфованими флейтами та вставками з високим позитивним кутом можуть допомогти зменшити тиск різання. Якщо необхідно, використовуйте інструменти з покриттям, щоб мінімізувати клейкість із сплаву та розбити довгі чіпси.
3. Постійний корм або збільшення швидкості корму: підтримка постійної корми має вирішальне значення для мінімізації загартування роботи. Якщо продуктивність обладнання дозволяє, спробуйте збільшити швидкість подачі, щоб зменшити кількість часу, який витрачає інструмент у обробній зоні, тим самим зменшуючи ймовірність накопичення тепла та загартовування.
4. Зменшити швидкість різання: Використовуйте 1/3 або менше швидкості різання сталі для обробки титану для управління вивільненням тепла.
5. Змінити інструменти відповідно до процесу: Для великої об'ємної обробки титану є переваги карбідних інструментів; Для обробки з низьким обсягом високошвидкісні карбідні інструменти є більш доцільними.
6. Використовуйте дуже жорсткі верстати: дуже жорсткі верстати мають вирішальне значення для успішної обробки титанових сплавів. Ідеальна титанова фрезерна машина повинна бути жорсткою, з шпинделем, який може працювати з низькою швидкістю та високим крутним моментом, щоб поглинати вібрацію та зменшити балаканину під час різання.
7. Регулярне очищення: Регулярне очищення обладнання та інструментів для обробки відкладень сміття, які можуть впливати на результати обробки.
Через вищезазначені контрзаходи, виклики обробки титанових сплавів у споживчій електроніці 3C можна ефективно сприяти, сприяючи застосуванню титанового сплаву в більш високому класі смартфонів та побутової електроніки.
