CNC bewerking titanium

Bekendstelling

Titaan is 'n hoogs gewaardeerde materiaal vir sy uitsonderlike sterkte-tot-gewig-verhouding, Superieure korrosieweerstand, en biokompatibiliteit. Hierdie eienskappe maak dit onontbeerlik in sektore wat wissel van lugvaart en mediese toestelle tot motor- en mariene ingenieurswese. CNC (Rekenaar numeriese beheer) bewerking van titanium vereis gespesialiseerde kennis en tegnieke as gevolg van die materiaal se unieke eienskappe. Hierdie gids delf in die noodsaaklike wenke, uitdagings, en grade van titanium vir effektief CNC -bewerking.

1. Hoekom kies titanium vir CNC-bewerkingsonderdele?

Titaan word bevoordeel vir CNC-bewerkingsonderdele vanweë sy uitstekende eienskappe:

• Sterkte-tot-gewig-verhouding: Titaan bied een van die hoogste sterkte-tot-gewig-verhoudings van enige metaal, wat dit ideaal maak vir toepassings wat duursaamheid en ligtheid vereis.
• Korrosieweerstand: Dit vorm natuurlik 'n beskermende oksiedlaag, wat korrosie in moeilike omgewings weerstaan.
• Bioverenigbaarheid: Titaan is korrosiebestand, het hoë bio-versoenbaarheid en nie-giftige eienskappe wat dit ideaal maak vir gebruik in die mediese industrie.
• Nie-magneties: Hierdie metaal het geen magnetiese eienskappe nie.
• Algemene nywerhede: Lugvaart, medies, motorvoertuig, en mariene sektore gebruik op groot skaal titanium vir sy hoëprestasievermoëns.

2. Uitdagings om in ag te neem wanneer titanium bewerk word

Terwyl CNC-bewerking titanium baie voordele bied, dit bied ook verskeie uitdagings:

• Hoë chemiese reaktiwiteit en verkoring
  Titaan se hoë chemiese reaktiwiteit kan veroorsaak dat gasse tydens bewerking met sy oppervlak reageer, lei tot oksidasie, brosheid, en verminderde weerstand teen korrosie. Verder, sy lae elastisiteitsmodulus maak dit “kummerig,” wat veroorsaak dat dit aan snygereedskap vassit en lei tot gereedskapskade en swak oppervlakafwerkings.
• Hitteopbou en snykragte
  Titaan se lae termiese geleidingsvermoë veroorsaak dat hitte by die snypunt ophoop, lei tot vinnige gereedskapslytasie en moontlike oppervlakskade, veral met harder legerings. Om dit te versag, gebruik 'n laer RPM met 'n groter spaanderlading en dien hoëdruk koelmiddel toe om koeler snytemperature te handhaaf. Die hoë snykragte wat benodig word vir titaniumbewerking dra ook by tot gereedskapslytasie, vibrasie, en verminderde oppervlakkwaliteit.
• Residuele spanninge en verharding
  Titaanlegerings se kristalstruktuur kan snykragte verhoog, wat lei tot oorblywende spanning wat dele kan laat kromtrek, kraak, of verswak met verloop van tyd, wat die duursaamheid en akkuraatheid van gemasjineerde komponente beïnvloed.

3. Nuttige wenke vir titaniumbewerking

Om hierdie uitdagings te oorkom, verskeie strategieë kan aangewend word:

• Gereedskapseleksie: Kies karbied- of keramiekgereedskap met behoorlike geometrie en bedekkings wat ontwerp is vir titanium.
• Snyparameters: Pas spoed aan, voedingsyfer, en snydiepte om hitte te bestuur en gereedskapslytasie te minimaliseer.
• Koelmiddel en smering: Gebruik hoëdruk koelmiddel om hitte effektief te bestuur en werktuiglewe te verbeter.
• Werkhoutegnieke: Gebruik stewige bevestiging om vibrasie en gesels te verminder.
• Bewerkingstrategie: Gebruik klimfrees en ligte dieptesnye om hitte en gereedskaplading te verminder.
• Chipbestuur: Verseker doeltreffende spaanderverwydering om werkverharding te vermy en oppervlakkwaliteit te handhaaf.

Hierdie wenke help om gereedskaplewe te handhaaf, Verbetering van doeltreffendheid, en die gewenste afwerking te bereik.

4. Verskillende titaniumgrade vir CNC-bewerking

Titaan kom in verskeie grade en legerings, elk geskik vir spesifieke toepassings met unieke voordele en nadele. Hier is 'n bondige oorsig van sleutel titanium grade:

Suiwer Titaan Grade

• Gelykmaak 1 (Lae suurstofinhoud):

Die sagste en mees buigbare titanium, bekend vir uitstekende bewerkbaarheid, Impak taaiheid, korrosieweerstand, en vormbaarheid. Nietemin, dit het 'n laer sterkte in vergelyking met ander grade. Dit word in medies gebruik, motorvoertuig, en lugvaarttoepassings.

• Gelykmaak 2 (Standaard suurstofinhoud):

Bekend as "werkhorse titanium,” dit bied ’n balans van krag, korrosieweerstand, Vormbaarheid, en sweisbaarheid. Word algemeen gebruik in mediese toestelle en lugvaart vir vliegtuigenjins.

• Gelykmaak 3 (Medium suurstofinhoud):

Minder gewild as Grade 1 en 2, maar bied goeie meganiese eienskappe, Hoë korrosieweerstand, en bewerkbaarheid. Dit word in medies gebruik, sag, en lugvaartvelde.

• Gelykmaak 4 (Hoë suurstofinhoud):

Beskik oor hoë sterkte en weerstand teen korrosie, maar is uitdagend om te bewerk, wat meer koelmiddel en hoër toevoertempo's benodig. Dit word gebruik in kryogeniese vate, lugraamkomponente, hitteruilers, en VPI-toerusting.

Titaanlegering grade

• Gelykmaak 5 (Ti6Al4V):

N wyd gebruikte legering met 6% aluminium en 4% vanadium, bied hoë korrosiebestandheid en vormbaarheid, alhoewel nie die sterkste nie. Ideaal vir kragopwekking, sag, en kritieke lugvaartstrukture.

• Gelykmaak 6 (Van 5 Al-2.5Sn):

Bekend vir sy stabiliteit, krag, en sweisbaarheid by hoë temperature, wat dit geskik maak vir lugrame en straalmotors.

• Gelykmaak 7 (Van-0.15Pd):

Soortgelyk aan Graad 2 maar met bygevoegde palladium vir verbeterde korrosiebestandheid. Dit is uitstekend vir chemiese verwerkingstoerusting vanweë sy goeie vormbaarheid en sweisbaarheid.

• Gelykmaak 11 (Van-0.15Pd):

Soos Graad 7 maar meer smeebaar en met laer onsuiwerheidstoleransie. Dit het effens laer sterkte en word gebruik in mariene en chloraat vervaardiging.

• Gelykmaak 12 (Ti0.3Mo0.8Ni):

Bevat 0.8% nikkel en 0.3% molibdeen, bied uitstekende sweisbaarheid, hoë-temperatuur sterkte, en korrosieweerstand. Word gebruik in hitteruilers, sag, en vliegtuigkomponente.

• Gelykmaak 23 (T6Al4V-ELI):

Ook bekend as ekstra lae interstisiële of TAV-EIL, die graad 23 titanium deel soortgelyke eienskappe as graad 5 maar is suiwerder. Dit het goeie breuktaaiheid, bioverenigbaarheid, en swak relatiewe verwerkbaarheid. Dit vind gebruik in die vervaardiging van ortopediese penne, skroewe, chirurgiese krammetjies, en ortodontiese toestelle.

5. Vergelyk titaangrade vir bewerking

Bewerkbaarheid wissel tussen grade, met suiwer titanium (Grades 1-4) meer bewerkbaar is as gelegeerde grade. Wanneer 'n graad gekies word, Oorweeg die spesifieke vereistes van u aansoek, soos weerstand teen korrosie, krag, en koste-effektiwiteit.

6. Gereedskap en toerusting vir die bewerking van titanium

• CNC -masjiene: Hoë-wringkrag CNC masjiene wat in staat is om presiese bewegings is noodsaaklik.
• Tipes gereedskap: Eindmeulens, bore, en insetsels moet gemaak word van materiale wat titaan se skuuraard weerstaan, soos bedekte karbiede of keramiek.

7. Hoe om die regte snygereedskap te kies vir die bewerking van titanium？

Die keuse van die regte snygereedskap vir die bewerking van titanium is noodsaaklik vanweë die metaal se unieke eienskappe, soos hoë sterkte, lae termiese geleidingsvermoë, en chemiese reaktiwiteit. Hierdie eienskappe maak titanium uitdagend om te bewerk, wat spesifieke gereedskapmateriaal benodig, geometrieë, en bedekkings om optimale resultate te behaal. Hier is 'n gids om die regte snygereedskap vir titaniumbewerking te kies:

1. Kies die toepaslike gereedskapmateriaal

• Karbied gereedskap: Karbiedgereedskap is die mees algemene keuse vir titaniumbewerking as gevolg van hul hardheid, taaiheid, en weerstand teen slytasie. Grade met 'n hoë kobaltinhoud word verkies aangesien dit beter hittebestandheid en randretensie bied.
• Gecoate Carbide Gereedskap: Die toepassing van bedekkings soos Titanium Aluminium Nitride (TiAlN) of Aluminium Chroom Nitride (AlCrN) karbiedgereedskap verbeter hittebestandheid en verminder gereedskapslytasie. Hierdie bedekkings help om hitte weg van die snykant af te versprei en chemiese reaksies met titanium te verminder.
• Cermet gereedskap: Bestaande uit keramiek en metaal, cermet-gereedskap bied uitstekende slytasieweerstand en kan hoër snyspoed hanteer. Hulle is geskik vir afwerking bedrywighede waar minder hitte gegenereer word.
• Keramiek en polikristallyne diamant (PCD) Gereedskap: Vir spesifieke hoëspoed-afwerkingstoepassings, keramiek- of PCD-gereedskap kan effektief wees. Nietemin, hulle is bros en nie ideaal vir grofbewerkings nie weens hul gebrek aan taaiheid.

2. Kies die regte gereedskapgeometrie

• Skerp snykante: Gebruik gereedskap met skerp, positiewe harkhoeke om snykragte te verminder en hitte-opwekking te verminder. Skerp gereedskap help ook om werk te verhard en te voorkom, wat algemene probleme is tydens die bewerking van titanium.
• Optimale helixhoek: Die keuse van gereedskap met die korrekte helikshoek verbeter chip ontruiming en verminder vibrasie, wat deurslaggewend is vir die handhawing van oppervlakafwerkingskwaliteit en gereedskaplewe. 'n Hoër helikshoek is dikwels meer effektief om gesels te verminder.
• Sterk kern en rigiede ontwerp: Eindmeulens met dikker kerns en verminderde fluittellings is sterker en minder geneig tot defleksie, wat help om akkuraatheid te handhaaf en die risiko van breek tydens swaar snye te verminder.

3. Oorweeg gereedskapbedekkings en -behandelings

• TiAlN en AlCrN Coatings: Hierdie bedekkings is ontwerp om hoë temperature te weerstaan ​​en die chemiese affiniteit tussen die gereedskap en titanium te verminder, die kanse op opgeboude rand verminder (Strik) vorming en galery.
• Diamantagtige koolstof (DLC) Bedekkings: Vir spesifieke toepassings, DLC-bedekkings kan verbeterde werkverrigting bied deur wrywing te verminder en slytasieweerstand te verhoog, veral in nie-ysterhoudende titanium legerings.

4. Optimaliseer snyparameters

• Laer snyspoed: Titaan se lae termiese geleidingsvermoë beteken dat hitte naby die snyarea gekonsentreer bly. Gebruik laer snyspoed (tipies 30-60 meter per minuut) help om hitte-opbou te bestuur en verleng werktuiglewe.
• Matige voerkoerse: Balansering van voertempo's met snyspoed is noodsaaklik. ’n Matige voertempo help om spaanderdikte te handhaaf, wat nodig is vir doeltreffende hitte-afvoer en om werkverharding te vermy.
• Hoëdruk koelmiddel: Die gebruik van hoëdruk koelmiddelstelsels is van kritieke belang vir titaniumbewerking. Hulle help om hitte en skyfies uit die snysone te verwyder, voorkoming van skade aan gereedskap en verseker beter oppervlakafwerkings.

5. Gebruik die regte gereedskappadstrategie

• Trochoïdale maalwerk: Hierdie gevorderde maalstrategie behels die neem van kleiner radiale snydieptes en hoë aksiale dieptes, wat hitte-opwekking tot die minimum beperk en snykragte eweredig versprei, die lewensduur van gereedskap verbeter.
• Peck Drilling: Wanneer titanium geboor word, pikboor kan gebruik word om skyfies te breek en dit uit die gat te ontruim, verminder die risiko van spaanderverstopping en hitte-opbou.
• Konstante snyer-betrokkenheid: Handhaaf 'n konstante snyeraangrypingshoek om skielike veranderinge in las te vermy, wat vibrasies kan veroorsaak en die werktuiglewe en onderdeelkwaliteit kan beïnvloed.

6. Verseker behoorlike werkhouding en masjienstyfheid

• Stabiele werkhouding: Gebruik hoë-presisie, rigiede oplossings om vibrasies te verminder en stabiliteit tydens bewerking te verseker. Verminderde vibrasie verbeter nie net oppervlakafwerking nie, maar voorkom ook dat gereedskap afbreek.
• Rigiede masjiengereedskap: CNC-masjiene met hoë styfheid en dempvermoë is noodsaaklik vir die doeltreffende bewerking van titanium. Hulle help om vibrasies te verminder, handhaaf gereedskapstabiliteit, en verskaf presiese beheer oor snykragte.

8. Oppervlakafwerkings vir gemasjineerde titaniumonderdele

'n Reeks van oppervlakafwerking tegnieke kan CNC-gemasjineerde titaniumprodukte vir funksionele en estetiese redes verbeter. Titaan kan afgewerk word met metodes soos poleer, Poeierbedekking, PVD-bedekking, Borsel, Anodisering, en kraalskietwerk om gewenste oppervlakafwerkings te bereik wat aan spesifieke industriestandaarde voldoen.

9. Gevorderde tegnieke vir titaniumbewerking

• Kryogeniese bewerking: Gebruik vloeibare stikstof om die snyarea af te koel, die vermindering van gereedskapslytasie en die verbetering van die kwaliteit van die dele.
• Ultrasoniese geassisteerde bewerking: Verbeter materiaalverwyderingstempo en verminder gereedskapslytasie deur ultrasoniese vibrasies toe te pas.
• 5-Asbewerking: Ideaal vir die skep van komplekse geometrieë en om hoë presisie in veelsydige dele te verseker.

10. Gehaltebeheer in CNC-bewerking titanium

Die handhawing van streng toleransies en akkuraatheid is van kardinale belang by die bewerking van titanium. Gehaltebeheermaatreëls sluit in:

• Koördineer meetmasjiene (CMM): Vir presiese afmetings en nakoming van spesifikasies.
• Nabewerkingsbehandelings: Hittebehandeling, oppervlakafwerking, en inspeksie verseker dat die finale produk aan spesifikasies voldoen.

11. Algemene toepassings van gemasjineerde titaniumonderdele

Titaan word wyd in nywerhede gebruik vir komponente wat sterkte benodig, liggewig eienskappe, en korrosieweerstand:

Mariene/Vlootbedryf

Titaan se uitsonderlike korrosiebestandheid maak dit ideaal vir mariene toepassings. Dit word algemeen gebruik in die vervaardiging van skroefasse, onderwater robotika, rigging, kogelkleppe, mariene hitteruilers, brandstelselpype, pompe, uitlaatstapelvoerings, en verkoelingstelsels aan boord.

Lugvaart

Titaan se hoë sterkte-tot-gewig verhouding, korrosieweerstand, en hittetoleransie maak dit 'n voorkeurmateriaal in lugvaart. Dit word gebruik vir sitplekkomponente, turbine onderdele, asse, kleedke, huise, filters, en suurstof generasie stelsel dele.

Motorvoertuig

Terwyl aluminium dikwels in die motorsektor bevoordeel word weens die beskikbaarheid en kostedoeltreffendheid daarvan, titanium word steeds vir hoëprestasie-onderdele gebruik. Dit sluit kleppe in, klepvere, houers, remkaliper suiers, enjin suierpenne, ophangvere, stophakies, enjin rockers, en koppelstawe verbind.

Medies en Tandheelkunde

Titaan word hoog aangeslaan in die mediese veld vir sy weerstand teen korrosie, lae elektriese geleidingsvermoë, en biokompatibiliteit. Dit word gebruik in beenskroewe, Tandheelkundige inplantings, kraniale skroewe vir bevestiging, ruggraatstawe, verbindings, plate, en ortopediese penne.

12. Toekomstige neigings in titaniumbewerking

• Vooruitgang in gereedskapmateriaal en -bedekkings: Nuwe materiale en bedekkings sal werktuiglewe verleng en bewerkingsdoeltreffendheid verbeter.
• Innovasies in bewerkingstegnieke en outomatisering: Outomatisering sal produktiwiteit en konsekwentheid verbeter.
• Volhoubare en koste-effektiewe bewerkingspraktyke: Fokus op die vermindering van vermorsing en energieverbruik.

13. Kies DEZE vir die bewerking van titaniumonderdele

DEZE bied kundigheid in CNC-bewerking van titanium met gevorderde toerusting, bekwame masjiniste, en 'n verbintenis tot kwaliteit, verseker komponente van hoë gehalte wat aangepas is vir jou spesifieke vereistes.

14. Konklusie

Titaan se unieke eienskappe maak dit 'n waardevolle materiaal vir CNC-bewerking. Ten spyte van die uitdagings, die beste praktyke te volg en gevorderde tegnieke te gebruik, kan uitsonderlike resultate lewer. Hetsy vir lugvaartkomponente of mediese toestelle, die keuse van die regte graad en die gebruik van effektiewe bewerkingstrategieë is die sleutel tot suksesvolle titaniumbewerkingsprojekte.

Inhoudsverwysing：https://dz-machining.com/titanium-vs-aluminium/

Vrae

Is titaan moeiliker om te bewerk as staal?

Ja, titanium is meer uitdagend om te masjineer as staal, hoofsaaklik as gevolg van sy hoë smeltpunt en neiging om eerder te rek as om te breek. Hierdie smeebaarheid maak dit moeiliker om presies te masjien.

Wat is die maaltoevoertempo vir titanium?

Vir die maal van titanium, 'n snyspoed van 40 na 150 m/min word aanbeveel, met 'n voertempo wat wissel van 0.03 na 0.15 mm per tand.

Hoe verlig jy stres in titanium na bewerking?

Titaanlegerings kan stresverligting ondergaan sonder om hul sterkte of rekbaarheid te verloor. Hierdie proses behels die verhitting van die metaal tot 595-705 ° C (1100-1300 ° F) vir een tot twee uur, gevolg deur lugverkoeling.