Titaniumlegering i sejheden, duktiliteten, især styrken er langt mere end andre metalmaterialer, kan skabe en enhed af høj styrke, god stivhed, lette produktkomponenter. I de senere år er titanlegering blevet brugt i store mængder i fly til erstatning af aluminiumslegeringer, årsagen skyldes, at titanlegeringens gode termiske stabilitet, høj temperaturstyrke, i 300 ~ 500 grad, er dens styrke ca. 10 gange højere end aluminiumlegeringen, arbejdstemperaturen op til 500 grad. Overlegen korrosionsbestandighed mod alkali, chlorid, chlor -organiske genstande, salpetersyre, svovlsyre osv. På samme tid er titanlegeringer i det fugtige miljø såvel som havvandsmedier, pittingskorrosion, syre -korrosion, stresskorrosionsresistens langt mere end rustfrit stål. Titaniumlegeringsbehandlingsprodukter har også høj hårdhed, højt smeltepunkt, ikke-toksisk, ikke-magnetisk og andre egenskaber.
Baseret på ovenstående serie af fremragende ydelse blev Titanium -legering først brugt i luftfart. 1953 opnåede De Forenede Stater Douglas Company for første gang med titaniumholdige materialer, der blev brugt i DC2T-motorbælter samt firewalls, gode resultater. I rumfartsfeltet blev titaniumlegering først brugt som et nøglemateriale i ventilatoren, tryk, hud, flykrop og landingsudstyr af flysmotorer, hvilket gjorde den samlede vægttab af flyet ca. 30%~ 35%. Titaniumlegeringer bruges også med succes i de trykbestandige skaller af nukleare ubåde, havvandsrørssystemer, kondensatorer og varmevekslere, udstødningsventilatorer, propeller og aksler, fjedre, brandbekæmpelsesudstyr på flyselskaber, propeller, vand-jet-propulsionsindretninger, ror og andre marine komponenter. På grund af den titaniumlegering har der desuden god biokompatibilitet, korrosionsbestandighed, mekaniske egenskaber og behandlingspræstation de mest egnede biomedicinske metalmaterialer, med succes anvendt i kunstige knæled, lårbensmateriale, tandimplantater, tandrødder og protese metalbeslag osv., Som ofte bruges i medicinske implantater, tandmateriale Ti6al4v, tandrødder og protese metalbeslag osv. Ti3al -2. 5V -legeringer bruges også i klinikker som en bestand på grund af dets gode kolde støbegenskaber, korrosionsbestandighed og Ti3al -2. 5V legering bruges også som et erstatningsmateriale til femur og tibia i klinisk praksis på grund af dets gode kolde molding, korrosionsmodstand og mekaniske egenskaber.
Vanskeligheder ved behandling af titanlegeringer
(1) Små deformationskoefficient: Dette er en relativt åbenlyst funktion i skæreprocessen for titanlegeringsmaterialer. I processen med skæring og bearbejdning er området for chippen i kontakt med den forreste bladoverflade for stor, og chippen bevæger sig på værktøjets forreste bladoverflade er meget større end det for det generelle materiale, og i så lang tid vil vi føre til alvorligt slid af værktøjet, og friktion forekommer også i processen med at gå, hvilket fører til en stigning i temperaturen i værktøjet.
(2) Høj skæretemperatur: På den ene side vil den lille deformationskoefficient, der er nævnt tidligere, føre til en del af temperaturstigningen. Og skæring af skæring af titaniumlegeringsprocesser er højlydt på grund af titanlegerings termisk ledningsevne meget lille, og chippen og værktøjets frontflade kontaktlængde er kort, under påvirkning af disse faktorer, varmen, der genereres i skæreprocessen, er vanskelig at udføre, hovedsageligt i spidsen af aflejringen i nærheden af spidsen af værktøjet, hvilket resulterer i en lokal temperatur er for høj.
(3) Titaniumlegeringens termiske ledningsevne er meget lav: Varmen, der genereres ved skæring, er ikke let at sprede. Titaniumlegerings -drejeproces er en stor stress- og belastningsproces, vil producere en stor mængde varme, i behandlingen af den høje genererede varme kan ikke diffunderes effektivt, på samme tid, at forkant med værktøjet og chipkontaktlængden er kort, så en stor mængde af varmen, der er samlet i forkant, temperaturen stiger skarpt, forkanten af knife, der blødgøres, accelererer værktøjet.
(4) De kemiske egenskaber ved titaniumlegering er meget stor: Ved høje temperaturer er titanlegering let at reagere med værktøjsmaterialet for at fremskynde dannelsen af halvmåne. Men skæreprocessen for titanlegering udføres dybest set ved høje temperaturer. Når skæretemperaturen er høj til en vis grad, kan nitrogen- og iltmolekylerne i luften og titaniummaterialer let producere kemiske reaktioner, hvilket resulterer i generering af en sprød hård hud. Desuden fører plastdeformationen af den bearbejdede overflade af emnet under skæreprocessen af titaniummateriale til genereringen af koldhærdningsfænomen, og hærdningsfænomenet forekommer på den bearbejdede overflade af arbejdsemne -materialet. Disse fænomener øger værktøjets slid og reducerer træthedsstyrken for titaniummaterialet.
(5) Værktøjet er meget let at bære: værktøjsslitage er resultatet af mange faktorer, i skæreprocessen for titaniumlegeringsmaterialer er det meget let at forårsage værktøjsoptagelse af fænomen, titaniummaterialer i høje temperaturforholdene viser generelt en stærk kemisk affinitet mellem værktøjsmaterialet, der er også højtemperaturværktøj og titanlegeringsmaterialer er tilbøjelige til at bonde fenomenon, hvilket fører til tjeneste for værktøjet er også for kort. Så udskæring af titanlegeringsmaterialer skal være opmærksomme på to aspekter, er at opretholde en lav skæretemperatur og forbedre stivheden af værktøjet \/ materialet, der er skåret, er coated værktøj en måde at forbedre værktøjets stivhed.
På grund af den høje kemiske aktivitet af titanlegeringer fører lav termisk ledningsevne til høje skæretemperaturer under skæreprocessen, voldelige kemiske reaktioner og hurtig værktøjssvigt, hvilket resulterer i korte værktøjets levetid og høje bearbejdningsomkostninger. Årsagerne til værktøjsslitage inkluderer mekanisk friktion og fysiske og kemiske reaktioner under virkningen af skærekraft og skæringstemperatur. For vanskeligheden ved skæring og bearbejdning af titanlegering skal det valgte værktøjsmateriale opfylde kravene til høj hårdhed, høj styrke, høj termisk ledningsevne, kemisk stabilitet og god rød hårdhed. I øjeblikket anerkendte industrien den bedste effekt af behandling af titaniumlegeringsdiamantværktøjer, men på grund af dets høje pris, så de carbidbelagte værktøjer stadig optager hovedpositionen for Titanium Alloy Cutting and Processing Market.
Den traditionelle skæreteori, der coatede værktøjer, ikke er egnede til bearbejdning af titanlegeringer, dette skyldes den traditionelle belægning af det meste af det binære tic eller ternære Ticn -belægning, og Ti -elementet i belægningen er meget let at forekomme med affiniteten af arbejdsemnet og føre til hurtig svigt i værktøjet.ezugwn et al. Brugt et højhastighedsstålsubstrat CRN og TICN-belægning og ubelagt wolfram- og kobolt-wolframcarbidværktøjer på TC4 Titaniumlegeringskæring. Undersøgelsen viste, at CRN -overtrukne værktøjers levetid er længere end TICN -overtrukne værktøjer og ikke -overtrukne carbidværktøjer. På samme tid blev skæreeksperimenterne af TI6A14V titanlegering under anvendelse af enkeltlags tinbelægning og flerlags tin\/ticn\/tin-belægning under de samme skærebetingelser undersøgt, og resultaterne viste, at temperaturen, der genereres af flerlagsovertrækningsopskæringen, er lavere end for en enkelt lag, og levetiden for værktøjet er højere end den enkelte lags coating.
In recent years, due to the process and method of preparing coatings in foreign countries in the continuous maturity and progress, so that the tool coating composition gradually tends to diversify, and even for each kind of workpiece material has a most suitable coating material, and the emergence of a soft coating, super-hard coating, multi-layer coating, nano-composite coatings and other coatings with better performance, so more and more coated tools have been used in Højhastighedsskæring af titanlegeringsarbejde og viser god overlegenhed, figur 2 viser de almindeligt anvendte carbidbelagte værktøjer i de senere år.
Den fremtidige udviklingsretning af carbidbelagte værktøjer
(1) Diversificering af værktøjsbelægningssammensætning. I den enkelte belægning for at tilføje nye elementer (såsom tilføjelse af ZR og V vil forbedre overtrækningsresistensen, tilføje SI vil forbedre belægningens hårdhed og forhindre kemisk diffusion, tilsætning af B vil forbedre belægningssejheden, hvilket tilføjer Al og CR forbedrer belægningen af antioxidanten osv.) Til at forberede et multifaceteret værktøjsbelægningsmateriale, hvilket forbedrer den overordnede ydeevne for værktøjet. Belægningsmaterialer er også blevet udviklet fra begyndelsen af tin, tialn, ticn til den nuværende tisin, tisicn, tialsin, alcrn, alcrsin, tibn, crn, zrn og så videre snesevis af belægningsmaterialer. (Figur 3) For at imødekomme de diversificerede behov i skærebehandlingen vil nye belægningsmaterialer også have store udsigter til udvikling.
(2) Skære grønt. I øjeblikket anvendes Kinas bearbejdning hovedsageligt i vådskæremetode, det vil sige i metalskæringsbehandling, skære væske kontinuerlig afkøling, smøring af værktøjet og emnet kontaktdele, men et stort antal brug af skærevæske vil forårsage miljøforureningsproblemer og på samme tid på grund af skæreprocessen med skærevæske, der produceres af nyrene på den menneskelige krop, der direkte forårsager skade, kan fremkalde forskellige sygdomme. Og fra behandlingsomkostningsberegningen tegner skæringsvæsken sig for 14% til 16% af de samlede omkostninger, værktøjsomkostninger kun 2% til 4%. Undersøgelser har vist, at hvis 20% af skæreprocessen er tør bearbejdet med overtrukne værktøjer, kan de samlede produktionsomkostninger reduceres med 1,6% [16]. Derudover kan brugen af højhastigheds-tørskæring markant forbedre bearbejdningseffektiviteten, forbedre bearbejdningsnøjagtigheden, reducere overfladegruppe og er mere velegnet til bearbejdning af tyndvæggede dele. Uanset om det er fra miljømæssigt synspunkt eller fra bearbejdningsydelsen såvel som det økonomiske synspunkt, er fremstilling af overtrukne værktøjer, der kan opfylde de tørre skæringsbetingelser, et vigtigt udviklingsmål for grøn bearbejdning.
Med "Made in China 2025" foreslået, vil fremstillingsindustrien indledt den hurtige udvikling af anvendelsen af titaniumlegering mere og mere, kvalitetskravene vil fortsætte med at forbedre, hvordan man vælger den rigtige titanlegeringsskæringsværktøjer, forbedrer bearbejdningseffektivitet, reducerer produktionsomkostningerne, udviklingen af biler, luftfartøj, energi og udvikling af vigtige industrielle sektorer og det overordnede niveauer er vigtigt. Forbedringen af det samlede niveau af fremstillingsindustrien er af stor betydning.
