Lực cắt trong quá trình gia công hợp kim titan chỉ cao hơn một chút so với thép có cùng độ cứng, nhưng hiện tượng vật lý của quá trình gia công hợp kim titan phức tạp hơn nhiều so với quá trình gia công thép, do đó, việc gia công hợp kim titan gặp khó khăn lớn.
Độ dẫn nhiệt của hầu hết các hợp kim titan rất thấp, chỉ bằng 1/7 so với thép và 1/16 so với nhôm. Do đó, nhiệt sinh ra trong quá trình cắt hợp kim titan sẽ không nhanh chóng truyền đến phôi hoặc bị phoi lấy đi mà tập trung ở khu vực cắt, nhiệt độ thu được có thể cao tới 1 000 độ C trở lên, do đó lưỡi cắt của dụng cụ bị mài mòn nhanh, tạo ra vết sứt mẻ và tích tụ, sự mài mòn nhanh của lưỡi cắt và vùng cắt tạo ra nhiều nhiệt hơn, rút ngắn hơn nữa kéo dài tuổi thọ của dụng cụ.
Nhiệt độ cao được tạo ra trong quá trình cắt cũng phá hủy tính toàn vẹn bề mặt của các bộ phận hợp kim titan, dẫn đến giảm độ chính xác hình học của bộ phận và hiện tượng hóa cứng làm giảm nghiêm trọng khả năng chống mỏi của nó.
Độ đàn hồi của hợp kim titan có thể có lợi cho hiệu suất của bộ phận, nhưng trong quá trình cắt, biến dạng đàn hồi của phôi là nguyên nhân chính gây ra rung động. Áp lực cắt làm cho phôi "đàn hồi" rời khỏi dụng cụ và bật lại, do đó ma sát giữa dụng cụ và phôi lớn hơn hiệu ứng cắt. Quá trình ma sát cũng tạo ra nhiệt, làm trầm trọng thêm vấn đề dẫn nhiệt kém trong hợp kim titan. Vấn đề này trở nên trầm trọng hơn khi gia công các bộ phận có thể biến dạng, chẳng hạn như các bộ phận có thành mỏng hoặc hình khuyên, và việc gia công các bộ phận bằng titan có thành mỏng với độ chính xác kích thước dự kiến không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Bởi vì khi vật liệu phôi được đẩy bằng dụng cụ, biến dạng cục bộ của thành mỏng đã vượt quá phạm vi đàn hồi và xảy ra biến dạng dẻo, đồng thời độ bền vật liệu và độ cứng của điểm cắt của chúng tăng lên đáng kể. Tại thời điểm này, gia công ở tốc độ cắt đã xác định trước đó trở nên quá cao, dẫn đến mài mòn dụng cụ sắc bén.
"Nóng" chính là "thủ phạm" khiến hợp kim titan khó gia công!
2. Kiến thức về quy trình gia công hợp kim titan Dựa trên sự hiểu biết về cơ chế gia công hợp kim titan, cùng với kinh nghiệm trước đây, các mẹo quy trình chính để gia công hợp kim titan như sau:
(1) Sử dụng một lưỡi dao có hình học góc dương
để giảm lực cắt, nhiệt cắt và biến dạng của phôi.
(2) Tiếp tục cho ăn liên tục để tránh làm cứng phôi, dụng cụ phải luôn ở trạng thái nạp trong quá trình cắt và lượng ăn xuyên tâm ae trong quá trình phay phải bằng 30 phần trăm bán kính.
(3) Chất lỏng cắt cao áp, lưu lượng lớn được sử dụng để đảm bảo độ ổn định nhiệt của quá trình gia công và ngăn ngừa sự biến tính của bề mặt phôi và hư hỏng dụng cụ do nhiệt độ quá cao.
(4) Giữ cạnh của lưỡi dao, dụng cụ cùn là nguyên nhân gây tích tụ nhiệt và mài mòn, dễ dẫn đến hỏng dụng cụ. (5) Càng nhiều càng tốt, trạng thái mềm hơn của hợp kim titan được xử lý, bởi vì vật liệu trở nên khó xử lý hơn sau khi đông cứng, và xử lý nhiệt giúp cải thiện độ bền của vật liệu và tăng độ mài mòn của lưỡi dao.
(6) Sử dụng bán kính cung mũi lớn hoặc mặt vát để cắt càng nhiều cạnh cắt càng tốt. Điều này làm giảm lực cắt và nhiệt tại mỗi điểm và ngăn ngừa vỡ cục bộ. Khi phay hợp kim titan, tốc độ cắt có ảnh hưởng lớn nhất đến tuổi thọ dụng cụ vc trong số các thông số cắt, tiếp theo là lượng thức ăn xuyên tâm (độ sâu phay) ae.
3. Bắt đầu từ lưỡi kiếm để giải quyết vấn đề
quá trình gia công titan Sự mài mòn của rãnh lưỡi dao xảy ra trong quá trình gia công hợp kim titan là sự mài mòn cục bộ ở mặt sau và mặt trước dọc theo hướng của độ sâu cắt, nguyên nhân thường là do lớp bề mặt cứng do gia công trước để lại. Phản ứng hóa học và sự khuếch tán giữa dụng cụ và vật liệu phôi ở nhiệt độ xử lý hơn 800 độ cũng là một trong những nguyên nhân hình thành mòn rãnh. Bởi vì trong quá trình gia công, các phân tử titan từ phôi tích tụ ở khu vực phía trước của lưỡi cắt và được "hàn" vào lưỡi cắt dưới áp suất cao và nhiệt độ cao, tạo thành mép tích hợp. Khi lưỡi tích hợp bong ra khỏi lưỡi cắt, lớp phủ cacbua sẽ bị loại bỏ khỏi lưỡi, do đó, quá trình xử lý hợp kim titan yêu cầu hình học và vật liệu hạt dao đặc biệt. 4. Cấu trúc
của công cụ phù hợp để gia công titan Trọng tâm của gia công hợp kim titan là nhiệt, và một lượng lớn chất lỏng cắt áp suất cao phải được phun lên lưỡi cắt kịp thời và chính xác để nhanh chóng loại bỏ nhiệt . Có những cấu trúc máy nghiền độc đáo trên thị trường dành riêng cho gia công titan.
