Pourquoi pensons-nous que l'alliage de titane est une sorte de matériau difficile ? En raison du manque de compréhension de son mécanisme de traitement
La plupart des alliages de titane ont une faible conductivité thermique, seulement 1/7 d'acier et 1/16 d'aluminium. Par conséquent, la chaleur générée lors du processus de coupe de l'alliage de titane ne sera pas rapidement transférée à la pièce ou emportée par les copeaux, mais sera concentrée dans la zone de coupe, et la température résultante peut atteindre 1000 degrés ou plus, ce qui fera que le tranchant de l'outil s'usera rapidement, se fissurera et générera une accumulation de copeaux, et le tranchant rapidement usé fera également que la zone de coupe générera plus de chaleur, réduisant encore la durée de vie de l'outil.
La température élevée générée lors du processus de coupe détruit également l'intégrité de surface des pièces en alliage de titane, ce qui entraîne une réduction de la précision géométrique des pièces et le phénomène d'écrouissage qui réduit considérablement la résistance à la fatigue des pièces.
L'élasticité de l'alliage de titane peut être bénéfique pour les performances des pièces, mais lors du processus de coupe, la déformation élastique de la pièce est une cause importante de vibration. La pression de coupe fait que la pièce "élastique" quitte l'outil et rebondit, de sorte que le frottement entre l'outil et la pièce est supérieur à l'effet de coupe. Le processus de friction produit également de la chaleur, ce qui aggrave la mauvaise conductivité thermique de l'alliage de titane.
Ce problème est encore plus sérieux lors de l'usinage de pièces à parois minces ou annulaires qui se déforment facilement. Il n'est pas facile de traiter des pièces à paroi mince en alliage de titane avec la précision dimensionnelle attendue. Parce que lorsque le matériau de la pièce est repoussé par l'outil, la déformation locale de la paroi mince a dépassé la plage élastique, entraînant une déformation plastique, et la résistance et la dureté du matériau au point de coupe sont considérablement augmentées. A ce moment, la vitesse d'usinage déterminée précédemment devient trop élevée, entraînant en outre une usure brutale de l'outil.
"La chaleur" est le "coupable" du traitement difficile de l'alliage de titane !
2. Savoir-faire technologique pour le traitement de l'alliage de titane
Sur la base de la compréhension du mécanisme de traitement des alliages de titane, combinée à l'expérience antérieure, les principaux savoir-faire technologiques pour le traitement des pièces en titane sont les suivants :
(1) La lame à géométrie à angle positif est utilisée pour réduire la force de coupe, la chaleur de coupe et la déformation de la pièce.
(2) Gardez une avance constante pour éviter le durcissement de la pièce. L'outil doit toujours être à l'état d'avance pendant le processus de coupe. Lors du fraisage, l'avance radiale ae doit être de 30 % du rayon.
(3) Un fluide de coupe à haute pression et à grand débit est utilisé pour assurer la stabilité thermique du processus de traitement et empêcher la surface de la pièce de se dénaturer et d'endommager l'outil en raison de la température élevée.
(4) Gardez le tranchant de la lame aiguisé. Les outils émoussés sont la cause de l'accumulation de chaleur et de l'usure, ce qui peut facilement entraîner une défaillance de l'outil.
(5) Essayez d'usiner à l'état doux de l'alliage de titane Z, car le matériau devient plus difficile à usiner après durcissement, et le traitement thermique améliore la résistance du matériau et augmente l'usure de la lame.
(6) Utilisez un grand rayon d'arc de pointe ou un chanfrein pour couper et placez plus de lames dans la coupe autant que possible. Cela peut réduire la force de coupe et la chaleur à chaque point et éviter les dommages locaux. Lors du fraisage d'un alliage de titane, la vitesse de coupe a une grande influence sur la durée de vie de l'outil vc et l'avance radiale (profondeur de fraisage) occupe la deuxième place.
3. Résolvez le problème de traitement du titane à partir de la lame
L'usure de la rainure de la lame lors de l'usinage de l'alliage de titane est l'usure locale dans le sens de la profondeur de coupe à l'arrière et à l'avant, qui est souvent causée par la couche durcie laissée par l'usinage précédent. La réaction chimique et la diffusion du matériau de l'outil et de la pièce à une température de traitement de plus de 800 degrés sont également l'une des raisons de l'usure des rainures. Parce que lors du processus d'usinage, les molécules de titane de la pièce s'accumulent à l'avant de la lame et se "soudent" à la lame sous haute pression et haute température, formant une tumeur d'accumulation de copeaux. Lorsque les copeaux sont décollés de la lame, le revêtement en alliage dur de la lame sera enlevé. Par conséquent, le traitement des alliages de titane nécessite un matériau et une géométrie de lame spéciaux.
4. Structure d'outil adaptée au traitement du titane
L'usinage des alliages de titane se concentre sur la chaleur. Une grande quantité de fluide de coupe haute pression doit être pulvérisée sur le tranchant à temps et avec précision pour évacuer rapidement la chaleur. Il existe sur le marché une structure unique de fraise spécialement utilisée pour le traitement des alliages de titane.
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