L'alliage de titane est difficile à traiter, comment choisir le matériau de l'outil en alliage, la sélection du processus de coupe en alliage de titane des caractéristiques du matériau de l'outil de précision Shuo dans l'industrie manufacturière, rencontre souvent le traitement des matériaux en alliage de titane et, en raison des caractéristiques du titane, il est extrêmement difficile à traiter ;Par rapport aux métaux courants, les alliages de titane ont une meilleure résistance, ténacité, ductilité et une meilleure résistance à l'oxydation et à la corrosion.Cela rend les alliages de titane largement utilisés dans les dispositifs aérospatiaux, automobiles, chimiques et médicaux et dans d’autres domaines.Le revêtement des outils de traitement en alliage de titane joue également un bon rôle dans les outils de coupe, un bon revêtement peut améliorer la résistance à l'usure de l'outil, améliorer sa dureté à haute température, ses performances d'isolation thermique, sa stabilité thermique, sa résistance aux chocs, etc., de manière à grandement améliorer la vitesse de coupe et la durée de vie de l'outil.L'alliage de titane en termes de ténacité, de ductilité, en particulier de résistance, est bien supérieur à celui des autres matériaux métalliques, peut produire une résistance unitaire élevée, une bonne rigidité et des pièces de produit légères.Ces dernières années, l'alliage de titane a été largement utilisé dans les avions pour remplacer l'alliage d'aluminium, la raison en est que l'alliage de titane a une bonne stabilité thermique, une résistance à haute température, à 300-500 ° C, sa résistance est environ 10 fois supérieure à celle de l'alliage d'aluminium, et la température de fonctionnement peut atteindre 500 ° C. Il a une résistance supérieure à la corrosion aux alcalis, aux chlorures, aux éléments organiques chlorés, à l'acide nitrique, à l'acide sulfurique, etc. En même temps, l'alliage de titane dans un environnement humide et un milieu d'eau de mer, la résistance à les piqûres, la corrosion acide et la corrosion sous contrainte dépassent de loin celles de l'acier inoxydable.Les produits en alliage de titane ont également une dureté élevée, un point de fusion élevé, des caractéristiques non toxiques, non magnétiques et autres.Sur la base de la série d’excellentes propriétés ci-dessus, les alliages de titane sont d’abord utilisés dans l’aviation.En 1953, la société américaine Douglas a appliqué pour la première fois des matériaux en titane aux modules de moteur et aux murs coupe-feu du DC2T, et a obtenu de bons résultats.Dans le domaine aérospatial, la soufflante, le compresseur, la peau, le fuselage et le train d'atterrissage du moteur d'aviation sont les premiers à utiliser l'alliage de titane comme matériau clé, ce qui réduit le poids total de l'avion d'environ 30 à 35 %, et le titane L'alliage a également été appliqué avec succès aux boîtiers sous pression des sous-marins nucléaires, aux systèmes de canalisations d'eau de mer, aux condenseurs et aux échangeurs de chaleur, aux pales de ventilateur d'extraction, aux propulseurs et aux arbres, aux ressorts et à la protection incendie des porte-avions. Équipement, hélice, dispositif de propulsion à jet d'eau, gouvernail et autres composants marins.De plus, en raison de sa bonne biocompatibilité, de sa résistance à la corrosion, de ses propriétés mécaniques et de ses propriétés de traitement, l'alliage de titane est devenu le matériau métallique biomédical le plus approprié, utilisé avec succès dans les articulations artificielles du genou, les articulations fémorales, les implants dentaires, les racines dentaires et les supports métalliques pour prothèses dentaires, etc. Parmi eux, le Ti6AI4V est couramment utilisé comme matériau d'implant médical, et l'alliage TI3AI-2,5V est également utilisé comme matériau de remplacement pour le fémur et le tibia dans la pratique clinique en raison de sa bonne formabilité à froid, de sa résistance à la corrosion et de ses propriétés mécaniques.
Les difficultés du traitement des alliages de titane (1) le coefficient de déformation est faible, ce qui est une caractéristique relativement évidente dans la découpe de matériaux en alliage de titane.Lors du processus de coupe, la zone de contact entre le copeau et la surface avant de l'outil est trop grande, le déplacement du copeau sur la surface avant de l'outil est beaucoup plus grand que celui du matériau général, une marche aussi longue entraînera un outil sérieux. l'usure et la friction pendant le processus de marche entraîneront une augmentation de la température de l'outil.(2) La température de coupe est élevée, d'une part, le coefficient de déformation mentionné précédemment entraînera une partie de l'augmentation de la température.L'aspect principal de la température de coupe élevée dans le processus de coupe de l'alliage de titane est que la conductivité thermique de l'alliage de titane est très faible et que la longueur du contact entre la puce et la surface avant de l'outil est courte, sous l'influence de ces facteurs. la chaleur générée pendant le processus de coupe est difficile à évacuer, principalement stockée près de la pointe de l'outil, ce qui rend la température locale trop élevée.(3) Les vibrations, dans le processus de finition, le faible module élastique de l'alliage de titane et la force de coupe dynamique sont les principales causes de vibrations dans le processus de coupe.(4) La conductivité thermique de l'alliage de titane est très faible et la chaleur générée par la découpe n'est pas facile à disperser.Le processus de tournage de l'alliage de titane est un processus de contrainte et de déformation importantes, qui produira beaucoup de chaleur, et la chaleur élevée générée pendant le traitement ne peut pas être diffusée efficacement, tandis que la longueur de contact du tranchant de l'outil et de la puce est court, de sorte qu'une grande quantité de chaleur s'accumule sur le tranchant, la température augmente fortement, la lame se ramollit et l'usure de l'outil est accélérée.(5) L'effet chimique de l'alliage de titane est important et, à haute température, l'alliage de titane réagit facilement avec le matériau de l'outil pour accélérer la formation du croissant.Cependant, le processus de découpe des alliages de titane s’effectue essentiellement à des températures élevées.Lorsque la température de coupe est élevée dans une certaine mesure, des molécules telles que l'azote et l'oxygène présentes dans l'air peuvent facilement interagir chimiquement avec les matériaux en titane, entraînant la formation d'une peau dure et cassante.De plus, la déformation plastique de la surface usinée de la pièce lors du processus de coupe du matériau en titane entraîne l'apparition d'un phénomène de durcissement à froid, et le phénomène de durcissement se produit sur la surface usinée du matériau de la pièce.Ces phénomènes peuvent aggraver l'usure de l'outil et diminuer la résistance à la fatigue du matériau titane.(6) L'outil est très facile à porter, l'usure de l'outil est le résultat de nombreux facteurs globaux ensemble, dans le processus de coupe du matériau en alliage de titane, il est facile de provoquer la rupture de l'outil, les matériaux en titane présentent généralement un une forte affinité chimique entre les matériaux de l'outil dans des conditions de température élevée, et l'outil et le matériau en alliage de titane sont faciles à lier à haute température, ce qui conduit à une durée de vie trop courte de l'outil.Par conséquent, la découpe de matériaux en alliage de titane doit prêter attention à deux aspects, à savoir maintenir une basse température de coupe et améliorer la rigidité de l'outil ou du matériau coupé, et l'outil de revêtement est un moyen d'améliorer la rigidité du outil.En raison de l'activité chimique élevée et de la faible conductivité thermique de l'alliage de titane, la température de coupe est élevée dans le processus de coupe, la réaction chimique est intense, l'outil tombe en panne rapidement, ce qui entraîne une durée de vie courte et un coût de traitement élevé.Les causes de l'usure des outils comprennent le frottement mécanique et les réactions physiques et chimiques sous l'action de la force et de la température de coupe.Compte tenu de la difficulté de l'usinage des alliages de titane, les matériaux d'outils sélectionnés doivent répondre aux exigences de dureté élevée, de haute résistance, de conductivité thermique élevée, de stabilité chimique et de bonne dureté rouge.Le test industriel montre que l'effet de traitement de l'alliage de titane est meilleur que celui de l'outil diamanté PCD, mais en raison de son prix élevé, il limite la large gamme de traitement, et l'optimisation des paramètres du processus peut améliorer l'efficacité de coupe des matériaux en alliage de titane à un dans une certaine mesure, mais la gamme n'est pas grande ;Les méthodes de lubrification par fluide de coupe à haute pression, de coupe à basse température et de refroidissement par transfert de chaleur par caloduc sont étudiées dans cette direction.
Heure de publication : 08 janvier 2024