Des del descobriment de l’element Titanium el 1790, la humanitat ha passat per cent anys d’exploració ardu per obtenir el seu rendiment extraordinari. No va ser fins al 1910 que la humanitat va produir per primera vegada el titani metàl·lic, però el camí cap a l’aplicació d’aliatges de titani estava ple d’altes i baixes, i no va ser fins al 1951, 40 anys després, es va realitzar una producció industrialitzada. L’aliatge de titani té les característiques d’alta resistència específica, resistència a la corrosió, resistència a la temperatura i resistència a la fatiga, etc. El seu pes és només del 60% d’acer, però la seva força és superior a l’acer d’aliatge. Per tant, els aliatges de titani s’utilitzen cada cop més en l’aviació, l’aeroespacial, els equips de generació d’energia, l’energia nuclear, l’enviament, la indústria química i els equips mèdics.
Tanmateix, el processament d’aliatges de titani és una tasca molt difícil. Les quatre característiques dels aliatges de titani, com ara la conductivitat tèrmica baixa, l’enduriment de mecanitzat sever, l’alta afinitat amb les eines i la petita deformació plàstica, són els motius essencials per les quals són difícils de fer. La conductivitat tèrmica de l’aliatge de titani és només d’un 16% de l’acer de 45#, i és difícil realitzar la calor generada en el processament a temps, cosa que comporta una temperatura elevada de l’avantguarda localment i desencadena fàcilment el desgast de difusió de l’eina. Al mateix temps, el fenomen d’enduriment de mecanitzat de l’aliatge de titani també és molt greu, i l’afinitat de l’eina és alta, és fàcil d’enllaçar-se amb el carbur cimentat que conté el titani, que agreuja el desgast de l’eina. A més, la deformació plàstica de l’aliatge de titani és petita, aproximadament 1/2 del mòdul d’elasticitat de 45 acer, de manera que la recuperació elàstica és gran, la fricció és greu i la peça també és propensa a la deformació de subjecció.
Per a les dificultats de mecanitzat de l’aliatge de titani, podem prendre el següent coneixement del procés:
En primer lloc, s’utilitzen insercions amb geometria d’angle positiu per reduir les forces de tall, la calor i la deformació de la peça. Aquest disseny d’inserció es pot adaptar millor a les característiques de mecanitzat dels aliatges de titani i millorar l’eficiència i la qualitat del mecanitzat.
En segon lloc, es manté un feed constant per evitar l’enduriment de la peça. En el procés de tall, l’eina ha d’estar sempre en estat d’alimentació i l’esborrany radial hauria de ser el 30% del radi quan es mou. D’aquesta manera es garanteix l’estabilitat del procés de tall i redueix l’enduriment de la peça.
En tercer lloc, l’ús de líquids de tall d’alta pressió d’alt flux per assegurar l’estabilitat tèrmica del procés de mecanitzat. El líquid de tall pot treure la calor generada en el procés de tall a temps, evitant que la superfície de la peça es desnaturi i que l'eina es faci mal a causa de la temperatura elevada.
En quart lloc, mantingueu la vora de la fulla. Les eines de tall tènue són la causa de la recollida i el desgast de calor, cosa que comporta fàcilment una fallada de l’eina. Per tant, cal comprovar i substituir regularment la fulla per assegurar la nitidesa de la vora.
En cinquè lloc, els aliatges de titani de la màquina en el seu estat més suau possible. Els materials de titani endurits es fan més difícils de màquina, de manera que la mà del material en el seu estat més suau per millorar l'eficiència del mecanitzat i la vida de l'eina.
En sisè lloc, utilitzeu un radi de punta gran o un tall de xamfer per posar el màxim de la vora del tall possible. Això redueix les forces de tall i la calor a cada punt i impedeix el trencament localitzat. Quan es mouen aliatges de titani, la velocitat de tall té el major impacte en la vida de les eines, amb un esborrany radial (profunditat de fresat) en segon lloc.
A més del coneixement del procés anterior, també podem començar des de la fulla per resoldre problemes de mecanitzat de titani. El desgast de la ranura d’inserció que es produeix durant el mecanitzat de titani és causat per la capa endurida que queda per la pre-mecanització. La reacció química i la difusió entre l’eina i el material de la peça es produeix quan la temperatura de mecanitzat supera els 800 graus, que també és un dels motius de la formació de desgast de ranura. El mecanitzat de titani requereix, per tant, materials i geometries especials per fer front.
Les estructures d’eines adequades per al mecanitzat de titani s’han de centrar en la transferència de calor. Les grans quantitats de líquid de tall d’alta pressió s’han de polvoritzar a l’avantguarda de manera puntual i precisa per tal d’eliminar la calor ràpidament. Hi ha estructures úniques de talladors de fresat al mercat que estan dissenyades específicament per al mecanitzat de titani que satisfan aquesta necessitat.
En termes de mètodes de mecanitzat específics, gir, fresat, toc i reampliació tenen diferents característiques i consideracions de mecanitzat. Per exemple, en el gir de titani, cal triar materials d’eines adequats i paràmetres geomètrics i adoptar una velocitat de tall inferior i un feed moderat; A l’aliatge de titani de fresat, utilitzeu generalment el mètode de fresat suau i trieu materials i geometria adequades; En tocar, cal donar prioritat a l’ús d’un al lloc de l’aixeta de salt i prestar atenció a la selecció del cònic i al mode de funcionament; En eliminar, és necessari triar el material adequat i prendre el reaming, triar el material adequat i prendre mesures de procés adequades per millorar la qualitat del processament.
En resum, tot i que el processament de l’aliatge de titani està ple de reptes, sempre que haguem dominat el coneixement del procés correcte i escolliu les eines i mètodes de processament adequats, podrem aconseguir un processament d’alta eficiència i de gran qualitat.
