일부 고객이 티타늄 합금에 대해 상담하기 전에 티타늄 합금 가공이 특히 번거롭다고 생각했습니다.이제 RSM 기술 부서의 동료들이 티타늄 합금이 가공하기 어려운 재료라고 생각하는 이유를 알려드리겠습니다.처리 메커니즘과 현상에 대한 깊은 이해가 부족하기 때문입니다.
1. 티타늄 가공의 물리적 현상
티타늄 합금의 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 빼앗기지 않고 절단 영역에 집중되어 발생 온도가 1000 ℃ 이상까지 높을 수 있으며, 공구의 절삭날이 빠르게 마모되고 균열이 발생하여 칩 부착 종양이 발생할 수 있습니다.절삭날이 빠르게 마모되면 절삭 영역에 더 많은 열이 발생하여 공구 수명이 더욱 단축될 수 있습니다.
절단 공정에서 발생하는 고온은 티타늄 합금 부품의 표면 무결성을 파괴하여 부품의 기하학적 정밀도를 저하시키고 피로 강도를 심각하게 감소시키는 가공 경화 현상을 발생시킵니다.
티타늄 합금의 탄성은 부품의 성능에 도움이 될 수 있지만 절단 공정에서는 가공물의 탄성 변형이 진동의 중요한 원인이 됩니다.절단 압력으로 인해 "탄성" 공작물이 공구에서 분리되어 반동하게 되어 공구와 공작물 사이의 마찰이 절단 효과보다 커집니다.마찰 과정은 또한 열을 발생시켜 티타늄 합금의 열전도율을 악화시킵니다.
이 문제는 벽이 얇거나 쉽게 변형되는 링 모양의 부품을 가공할 때 더욱 심각해집니다.벽이 얇은 티타늄 합금 부품을 예상되는 치수 정확도로 가공하는 것은 쉽지 않습니다.공작물 재료가 공구에 의해 밀려나면서 얇은 벽의 국부적인 변형이 탄성 범위를 초과하여 소성 변형이 발생하고 절단 지점의 재료 강도와 경도가 크게 증가합니다.이때 원래 결정된 절삭 속도가 너무 높아져 날카로운 공구 마모가 더욱 발생합니다.
가공이 어려운 티타늄 합금의 '주인'은 '열'!
2. 티타늄 합금 가공 공정 팁
티타늄 합금의 가공 메커니즘에 대한 이해와 이전 경험을 바탕으로 티타늄 합금 가공의 주요 기술 노하우는 다음과 같습니다.
(1) 포지티브 앵글 형상의 블레이드는 절단력, 절단 열 및 공작물 변형을 줄이는 데 사용됩니다.
(2) 공작물의 경화를 방지하기 위해 안정된 이송을 유지하십시오.공구는 절단 과정 중에 항상 공급 상태에 있어야 합니다.밀링 중 반경 방향 절삭량 ae는 반경의 30%입니다.
(3) 가공 공정의 열 안정성을 보장하고 과도한 온도로 인한 공작물의 표면 열화 및 공구 손상을 방지하기 위해 고압 및 대유량 절삭유가 사용됩니다.
(4) 칼날을 날카롭게 유지하십시오.무딘 공구는 열 축적과 마모의 원인이 되며 이는 단순히 공구 고장으로 이어집니다.
(5) 가능한 한 티타늄합금의 연한 상태에서 가공되어야 한다.재료가 경화된 후에는 가공이 어려워지기 때문에 열처리를 하면 재료의 강도가 향상되고 블레이드의 마모가 증가합니다.
(6) 큰 공구 끝 원호 반경 또는 모따기를 사용하여 절단하고 가능한 한 많은 블레이드를 절단에 넣으십시오.이렇게 하면 각 지점의 절단력과 열이 줄어들고 국부적인 손상을 피할 수 있습니다.티타늄합금을 밀링할 때 절삭속도는 공구수명 vc에 큰 영향을 미치며, 그 다음으로 반경방향 절삭(밀링깊이) ae가 영향을 미칩니다.
3. 블레이드의 티타늄 가공 문제 처리
티타늄 합금 가공 중 블레이드의 홈 마모는 절삭 깊이를 따라 앞뒤면의 국부적인 마모로, 이전 가공에서 남겨진 경화층으로 인해 발생하는 경우가 많습니다.800℃ 이상의 가공 온도에서 공구와 공작물 재료의 화학 반응과 확산도 홈 마모 형성의 원인 중 하나입니다.가공 중에 가공물의 티타늄 분자가 블레이드 앞에 축적되면서 고압 및 고온에서 블레이드에 "용접"되어 칩 축적 종양이 형성됩니다.쌓인 칩을 블레이드에서 떼어내면 블레이드의 초경합금 코팅이 벗겨집니다.따라서 티타늄 합금 가공에는 특수한 블레이드 재료와 기하학적 모양이 필요합니다.
게시 시간: 2022년 9월 27일