티타늄 합금이 가공하기 어려운 재료라고 생각하는 이유는 무엇입니까? 처리 메커니즘과 현상에 대한 깊은 이해가 부족하기 때문입니다.
1. 티타늄 가공의 물리적 현상
티타늄 합금 가공의 절삭력은 동일한 경도의 강철보다 약간 높지만 티타늄 합금 가공의 물리적 현상은 강철 가공보다 훨씬 복잡하여 티타늄 합금 가공이 큰 어려움에 직면합니다.
대부분의 티타늄 합금의 열전도율은 매우 낮습니다. 강철의 1/7, 알루미늄의 1/16에 불과합니다. 따라서 티타늄 합금을 절단하는 과정에서 발생하는 열은 공작물에 빠르게 전달되거나 칩에 의해 제거되지 않고 절단 영역에 축적되어 발생 온도가 1000 ° C까지 높아질 수 있습니다. 공구의 절삭날이 빠르게 마모되고 갈라지고 죽습니다. 구성인선이 쌓이고 마모된 인선이 빠르게 나타나며 결과적으로 절삭 영역에 더 많은 열이 발생하여 공구 수명이 더욱 단축됩니다.
절단 과정에서 발생하는 높은 온도는 티타늄 합금 부품의 표면 무결성을 파괴하여 부품의 기하학적 정확도를 저하시키고 피로 강도를 심각하게 감소시키는 가공 경화 현상을 초래합니다.
티타늄 합금의 탄성은 부품 성능에 도움이 될 수 있지만 절단 중에 가공물의 탄성 변형은 진동의 중요한 원인입니다. 절단 압력으로 인해 "탄성" 가공물이 공구에서 이탈하여 반동하게 되어 공구와 가공물 사이의 마찰이 절단 작용보다 커집니다. 마찰 과정은 또한 열을 발생시켜 티타늄 합금의 열전도율 문제를 악화시킵니다.
이 문제는 벽이 얇거나 쉽게 변형되는 링 모양의 부품을 가공할 때 더욱 심각합니다. 티타늄 합금의 얇은 벽 부품을 예상되는 치수 정확도로 가공하는 것은 쉬운 작업이 아닙니다. 공작물 재료가 공구에 의해 밀려나면 얇은 벽의 국부적 변형이 탄성 범위를 초과하여 소성 변형을 일으키고 절단 지점의 재료 강도와 경도가 크게 증가하기 때문입니다. 이때 원래 결정된 절삭 속도로 가공하는 것이 너무 빨라져 공구의 날카로운 마모가 더욱 발생합니다.
"열"은 티타늄 합금 가공이 어려운 "주인"입니다!
2. 티타늄 합금 가공 기술 노하우
티타늄 합금의 가공 메커니즘에 대한 이해와 과거 경험을 바탕으로 티타늄 합금 가공의 주요 공정 노하우는 다음과 같습니다.
(1) 절삭력, 절삭열 및 가공물의 변형을 줄이기 위해 포지티브 각도 형상의 인서트입니다.
(2) 공작물의 경화를 방지하기 위해 일정한 이송을 유지하십시오. 절단 공정 중에는 공구가 항상 이송 상태에 있어야 합니다. 반경 방향 절삭량 ae는 밀링 시 반경의 30%가 되어야 합니다.
(3) 가공 공정의 열 안정성을 보장하고 과도한 온도로 인한 공작물 표면의 변질 및 공구 손상을 방지하기 위해 고압 및 대유량 절삭유가 사용됩니다.
(4) 칼날의 칼날을 날카롭게 유지하십시오. 무딘 칼은 열 축적 및 마모의 원인이 되며 칼이 쉽게 파손될 수 있습니다.
(5) 티타늄 합금의 가장 부드러운 상태에서 가공하는데, 재료가 경화된 후에는 가공이 더 어려워지기 때문에 열처리를 하면 재료의 강도가 향상되고 블레이드의 마모가 증가합니다.
(6) 큰 노즈 반경이나 챔퍼를 사용하여 절삭날을 최대한 많이 절단합니다. 이를 통해 각 지점의 절삭력과 발열을 줄이고 국부적인 파손을 방지할 수 있습니다. 티타늄 합금을 밀링할 때 절삭변수 중 절삭속도가 공구수명 vc에 가장 큰 영향을 미치고, 반경방향 절삭량(밀링깊이) ae가 그 뒤를 잇는다.
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3. 블레이드부터 시작되는 티타늄 가공 문제 해결
티타늄 합금 가공 시 발생하는 날 홈 마모는 절삭깊이 방향에 따른 앞뒤면의 국부적인 마모로, 이전 가공에서 남은 경화층에 의해 발생하는 경우가 많습니다. 800°C를 초과하는 가공 온도에서 공구와 공작물 재료 사이의 화학 반응 및 확산도 홈 마모 형성의 원인 중 하나입니다. 가공 중에 가공물의 티타늄 분자가 블레이드 전면에 축적되어 고압 및 고온에서 블레이드에 "용접"되어 구성인선을 형성하기 때문입니다. 구성인선이 절삭인선에서 벗겨지면 인서트의 초경 코팅이 벗겨지기 때문에 티타늄 가공에는 특수한 인서트 재질과 형상이 필요합니다.
4. 티타늄 가공에 적합한 공구구조
티타늄 합금 가공의 초점은 열입니다. 열을 빠르게 제거하려면 다량의 고압 절삭유를 적시에 정확하게 절삭날에 분사해야 합니다. 시중에는 티타늄 합금 가공에 특별히 사용되는 독특한 구조의 밀링 커터가 있습니다.
게시 시간: 2023년 8월 9일
