Proceso de corte de precisión de aleación de titanio TC11

Sin embargo, debido a que la aleación de titanio tiene un coeficiente de deformación de corte pequeño (el coeficiente de deformación es menor o cercano a 1), el proceso de corte de la viruta en la cara de desprendimiento aumenta la trayectoria del conflicto de deslizamiento, lo que acelera el desgaste de la herramienta; Mientras tanto, la temperatura de corte es alta, la fuerza de corte es grande y la aparición de la capa de contaminación degenerada se produce porque mecanizado de titanio Tiene una gran actividad química y es propenso a tener una reacción química feroz con varias impurezas de gas, como O, N, H, C, etc., que invade la capa de la superficie de corte de la aleación de titanio, provocando la dureza y fragilidad de la superficie. capa para aumentar. Otros todavía tienen la composición de la capa de superficie dura de TCI y TiN; a alta temperatura, la capa superficial está dispuesta con una capa α y una capa de fragilización por hidrógeno y otras capas de contaminación transformadas externamente. Formación de capas superficiales irregulares, concentración de esfuerzos parciales, reducción de la resistencia a la fatiga de las piezas, daño severo al proceso de corte y apariencia de astillado, astillado y desprendimiento; gran afinidad. Durante el corte, virutas de titanio y superficies cortadas Es fácil morder con los datos de la herramienta, y se produce un aspecto severo de la cuchilla que se pega, lo que provoca un desgaste severo de la unión; y las deficiencias tales como la inestabilidad de la disposición de la aleación de titanio traen muchas dificultades para el corte, especialmente el corte fino, por lo que también se denomina mecanizado incómodo de metales. Por lo tanto, la discusión técnica sobre el mecanizado de corte fino de aleación de titanio es una cuestión que debe abordarse con urgencia.

La carcasa del tubo de escape (como se muestra en la Figura 1) es una parte funcional clave en un producto en la fábrica del autor. Debido a que es necesario aceptar alta temperatura y presión en las condiciones de operación, sus requisitos de función mecánica son resistencia a la tracción Rm ≥ 1030MPa, alargamiento A ≥9, para satisfacer sus requisitos funcionales, la aleación de titanio TC11 se utiliza en la planificación del producto, que es un típico de paredes delgadas eje parte tubular. Después de la planificación de optimización de su tecnología de corte fino, se completó el corte fino de la aleación de titanio TC11.

1.Características de corte de aleación de titanio TC11

La aleación de titanio TC11 es una aleación de Ti de tipo (α + β). Su disposición se compone de una fase α hexagonal densamente empaquetada y una fase β cúbica centrada en el cuerpo. En comparación con otros metales, la textura es más significativa y la anisotropía es más fuerte, lo que trae mayores dificultades para la producción y mecanizado de aleaciones de titanio. . Sus características de proceso de corte son las siguientes:

• (1) Alta fuerza de corte y alta temperatura de corte. Debido a que la aleación de titanio tiene baja densidad y alta resistencia, la alimentación de corte tiene un gran esfuerzo cortante y un gran trabajo de deformación plástica, por lo que la fuerza de corte es alta y la temperatura de corte es alta.
• (2) Endurecimiento por trabajo severo. Además de la deformación plástica, las aleaciones de titanio apenas funcionan debido a la inhalación de oxígeno y nitrógeno a altas temperaturas de corte, la aparición de una solución sólida en los huecos y los efectos contradictorios de las partículas de alta dureza en la herramienta.
• (3) Cuchillo de palo simple. Las aleaciones de titanio tienen una fuerte afinidad química a altas temperaturas, junto con grandes fuerzas de corte, promueven aún más el desgaste de la herramienta.
• (4) El desgaste de la herramienta es severo. El desgaste dividido es una característica importante del desgaste de la herramienta al cortar aleaciones de titanio.

2.Análisis de la pieza de trabajo

3.Solución técnica

3.1 Carretera tecnológica

El camino técnico se basa en el principio de "espesor primero, luego acabado, interior y luego exterior" para reducir la deformación durante el acabado y mejorar la precisión del mecanizado. En el proceso de producción de prueba inicial, los caminos técnicos son: corte, longitud del carro, forma de torneado en bruto, taladrado, mandrinado en bruto, forma de torneado de precisión, forma de acabado.

La aleación de titanio tiene mala conductividad térmica, baja densidad y calor específico y alta temperatura de corte; tiene una fuerte afinidad química con la herramienta y es fácil de clavar el cuchillo, lo que dificulta el corte. Los experimentos han confirmado que cuanto mayor es la resistencia de una aleación de titanio, peor es su maquinabilidad. Por lo tanto, es necesario elegir aleaciones duras a base de tungsteno-cobalto con baja afinidad química, buena conductividad térmica y alta resistencia en el proceso de mecanizado.

El carro de desbaste es YG8, el carro de semiacabado es YG6 y el carro de acabado es YG3X. La broca está hecha de broca helicoidal de carburo cementado (carburo cementado YG6).

3.2 En duda

• (1) Cuando se utiliza una broca helicoidal de aleación dura para perforar, la temperatura de corte es lo suficientemente alta, la broca está muy desgastada y la tensión térmica del proceso de mecanizado se ve directamente afectada, lo que afecta directamente la precisión del acabado posterior.
• (2) La pieza de trabajo tiene una gran deformación y el tamaño de mecanizado es difícil de controlar.
• (3) La condición de falta de coaxialidad es severa, la tasa calificada de la pieza de trabajo es baja y la tasa calificada uniforme es solo del 50%.
• (4) La potencia de producción no es alta, el desgaste de la herramienta es grande y el costo de producción es alto.

3.3 Plan de tratamiento

3.3.1 Elija la herramienta adecuada desde cero

Después de estudiar los datos y el proceso de mecanizado, se decidió utilizar la broca tipo máquina Kenner HTS-C (taladro de succión por chorro) para taladrar; esta broca puede proporcionar un enfriamiento potente y está equipada con insertos de aleación dura en general con revestimiento de PVD indexable, ranuras para virutas y brocas de carburo. Después de los experimentos, la broca utiliza insertos KC720 y KC7215 (insertos delanteros y traseros) que se especializan en materiales difíciles de mecanizar para perforar aleaciones de titanio. La potencia de salida aumenta en un 60% y la pieza de trabajo después de la perforación no genera calor ni deformación. No hay efecto de tensión durante el mecanizado y no hay contaminación para el entorno circundante, como se muestra en la Figura 2.

3.3.2 Análisis de causas de deformación y contramedidas

La principal razón de la deformación en el proceso de mecanizado es que la aleación de titanio organiza la tensión. En la etapa inicial del proceso de producción de prueba, aunque la tecnología adoptó la tecnología de mecanizado de desbaste primero, luego acabado, y luego adentro y afuera, pero no consideró completamente los elementos inestables de la disposición de aleación de titanio, formando la apariencia de deformación de la pieza de trabajo y difícil de controlar el tamaño durante el mecanizado. Cómo reducir el control de la deformación del titanio. mecanizado de aleaciones El proceso al mínimo es un problema difícil.

Después de repetidos experimentos, agregamos un proceso de recocido de envejecimiento después del mecanizado en bruto de la pieza de trabajo. Sin reducir la función mecánica de la pieza de trabajo, los granos se refinan y luego se alcanza la disposición fina para eliminar la tensión interna y hacer que la disposición alcance un estado estable.

El estándar de tratamiento térmico es el siguiente: la temperatura de envejecimiento es de 530 ℃ y el tiempo de mantenimiento es de 4 ~ 6 h. Asegúrese de que Rm≥1030MPa y A≥9%. Después de varios lotes de experimentos, la resistencia a la tracción Rm es superior a 1030 MPa y el alargamiento A es superior al 9%.

3.3.3 Razones para la falta de coaxialidad y contramedidas

Con el objetivo de la baja tasa de calificación de la pieza de trabajo causada por la mala coaxialidad, un análisis adicional de los datos de la pieza de trabajo y la tecnología de mecanizado encontró que la pieza de trabajo es un tubo de pared delgada, que es un metal típico deformable y difícil de mecanizar. Siempre que se mejore la rigidez de todos los sistemas técnicos, Talent para manejar eficazmente sus cuestiones de mecanizado.

• (1) Durante el mecanizado de orificios internos, el método de paso técnico se estableció razonablemente. Se utilizó el paso técnico con cierta rigidez como referencia de sujeción y posicionamiento de la pieza, que resolvió efectivamente el problema de deformación del agujero interno durante el mecanizado, como se muestra en la Figura 3.
• (2) En el proceso de mecanizado del círculo exterior, se adopta un método mecánico de llenado de material antivibración, es decir, durante el proceso de torneado semiacabado de la pieza de trabajo, la parte de sujeción se llena con una almohadilla rígida para evitar la deformación. de la pieza de trabajo; el orificio interior de la pieza de trabajo se llena con material blando El tubo de goma flexible o material de espuma hace que encaje en su pared interior durante el proceso de mecanizado, y luego alcanza el efecto de agregar rigidez a la pieza de trabajo, como se muestra en la Figura 4.
• (3) Para garantizar la coaxialidad de la pieza de trabajo, un conjunto de sobreposicionamiento accesorios se planificó durante el proceso de acabado final para mejorar la rigidez de la pieza de trabajo, como se muestra en la Figura 5.

 Entonces, la coaxialidad de la pieza de trabajo es mala. Por lo tanto, en la planificación del accesorio, con el fin de garantizar la rigidez de la pieza de trabajo, se utilizó un dispositivo de sobreposición. No solo se utilizaron todos los orificios internos de la pieza de trabajo como referencia de posicionamiento, aunque la apariencia de posicionamiento se ha producido en teoría, sino que en la práctica satisfizo completamente las necesidades de la pieza de trabajo. . Ver figura 6.

Sobre la base de las características mencionadas anteriormente de la aleación de titanio TC11 durante el proceso de corte y el mecanismo de que la aleación es difícil de cortar, y en relación con los métodos de mecanizado y la experiencia de datos difíciles de mecanizar en la práctica de producción, la tecnología de mecanizado de corte La carretera se diseñó desde el principio de la siguiente manera: corte, extremo plano, perforación, interior y exterior del automóvil en bruto, examen de envejecimiento y funciones mecánicas, punto de referencia del automóvil, orificio interior del automóvil semiacabado, agujero grande del automóvil semiacabado, Forma interior del coche terminado — Forma del coche semiacabado —— Gerente general Ping, extremo pequeño del coche fino —— Forma fina del coche.

La carcasa del tubo de escape de las piezas de aleación de titanio procesadas por este método técnico cumple plenamente con los requisitos de planificación, y la tasa de piezas calificadas alcanza más del 98%. El problema de la deformación por corte fino de la aleación de titanio se resuelve de forma eficaz.

4.Conclusion

La aleación de titanio tiene poca maquinabilidad, por lo que cómo mejorar y mejorar su maquinabilidad es un problema difícil. Este artículo analiza los métodos técnicos de corte de la carcasa del tubo de escape de las piezas de aleación de titanio, completa el corte fino de las piezas de aleación de titanio y maneja eficazmente las dificultades de mecanizado, como la deformación del torneado y el desgaste de la herramienta de las piezas cilíndricas de pared delgada TC11 de aleación de titanio. Con un mayor conocimiento y comprensión de la tecnología de mecanizado de piezas de aleación de titanio de paredes delgadas, ha acumulado cierta experiencia para el futuro mecanizado de piezas de aleación de titanio.

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