Titaaniseoksen työstöprosessien analyysi koneistusominaisuuksiin, työkaluihin, kiinnitys- ja leikkausparametreihin perustuen pinnan eheyden ohjaustekniikoiden johdatukseen
Vanhempi insinööri Huang Qiang
1. Johdanto
Viime vuosina titaaniseosten kysyntä lentokoneteollisuudessa on lisääntynyt merkittävästi. Titaaniseoksia käytetään laajalti suurissa lentokoneissa. Erinomaisena lentokoneiden ja moottoreiden valmistusmateriaalina titaaniseoksilla on korkea rakenteellinen lujuus, kevyt paino ja hyvä korroosionkestävyys. Titaaniseosmateriaalien työstettävyys johtaa usein työkappaleen huonoon pinnan eheyteen koneistuksen jälkeen. Alla esitellään ilmailu- ja avaruusteollisuuden titaaniseosten työstömenetelmät ja pinnan eheyden valvontatekniikat työstöominaisuuksien, leikkaustyökalujen, kiinnikkeiden valinnan ja leikkausparametrien näkökulmasta.
2. Titaaniseosten ominaisuudet ja sovellukset
Ilmailuteollisuudessa titaaniseoksia käytetään pääasiassa komponenttien, kuten moottorin kompressorin levyjen, onttojen tuulettimen siipien, turbiinilevyjen ja koteloiden sekä rakenneosien, kuten suurten lentokoneiden laskutelineiden, ulkosiipiosien, rungon kalvojen, ovien, hydraulijärjestelmien ja takarungon osien valmistukseen. Tällä hetkellä titaaniseosten käyttöosuus lentoteollisuudessa on noussut 6 prosentista yli 15 prosenttiin. Boeing 777 käyttää 7–9 % titaaniseoksesta valmistettuja osia; 20 prosentin vähennyksen saavuttamiseksi polttoaineenkulutuksessa noin 2 miljardia RMB investoitiin Boeing 787:n kehittämiseen erityisesti alumiiniseosten korvaamisen titaaniseoksilla tietyissä lentokoneen osissa, mikä johti 15 prosentin titaaniseospitoisuuteen Boeing 787 -lentokoneen rungossa. Kotimaisissa suurissa lentokoneprojekteissa titaaniseosten käyttö on vähitellen noussut aluesuihkukoneen ARJ21 4,8 %:sta runsaaseen 9 %:iin tavaratilan C919:ssä.
Vaatimukset rakenteelliselle keveydelle ja suurelle lujuudelle ilmailualalla tekevät siitä yhä riippuvaisemman titaaniseoksista. Lujuuden ja korkean lämpötilan -suorituskyvyn perusteella titaaniseokset voidaan luokitella titaaniseoksiksi, titaaniseoksiksi, + titaaniseoksiksi ja titaani-alumiinin intermetalliyhdisteiksi, joista + titaaniseokset (kuten Ti6Al4V) ovat laajimmin käytettyjä. titaaniseoksilla on hyvä lämpöhitsattavuus ja vahva hapettumisenkestävyys, mutta keskimääräinen sitkeys; titaaniseoksilla on parempi muokattavuus, kylmämuovattavuus ja lämpökäsittelyn vahvistuskyky; + Titaaniseoksilla on hyvä sitkeys, ne ovat hitsattavia ja niitä voidaan vahvistaa lämpökäsittelyllä ja niillä on hyvä väsymiskestävyys.
Ti6Al4V:n materiaalikoostumus sisältää pääasiassa Ti, Al, V, Fe, O, C, Si, Cu ja pieniä määriä N, H, B ja Y. Titaaniseoksilla on erinomaiset kattavat mekaaniset ominaisuudet, alhainen tiheys ja hyvä korroosionkestävyys. Koska niitä on luja metalliseos, niitä on jatkuvasti mainostettu käytettäväksi lentokoneissa ja ilmailuteollisuudessa. Korkeat lämpötilat ja suuret leikkausvoimat titaaniseosten työstön aikana johtavat kuitenkin koneistetun pinnan kovaan työstökovettumiseen, mikä lisää työkalun kulumista ja johtaa huonoon työstettävyyteen. Nämä tekijät ovat haitallisia hyvän pinnan laadun saavuttamiselle ja vaikuttavat titaaniseoskomponenttien käyttöikään ja moottorin suorituskykyyn. Alla esitellään titaaniseososien leikkaussuorituskykyä, työstömenetelmiä ja pinnantarkastustekniikoita käyttäen Ti6Al4V:tä tutkimuskohteena ja yhdistämällä tuotantokäytännöstä kertynyttä kokemusta.
3. Titaaniseoksen työstömenetelmät
3.1 Työkalun valinta
Titaaniseosten koneistukseen käytettävillä työkalumateriaaleilla tulee olla sellaisia ominaisuuksia kuin hyvä sitkeys, kuumakovuus, lämmönpoisto ja kulutuskestävyys. Lisäksi työkalujen tulee täyttää vaatimukset, kuten terävät leikkausreunat ja sileä pinta. Titaaniseosmateriaaleja työstettäessä suositaan kovametallityökaluja, joilla on hyvä lämmönjohtavuus ja suuri lujuus, ja niissä on pieni kallistuskulma ja suuri kohotuskulma. Työkalun kärjen halkeamisen ja rikkoutumisen estämiseksi kärjen leikkuureunassa tulee olla pyöristetty siirtymä. Leikkausreuna tulee pitää terävänä koneistuksen aikana, jotta lastun poistaminen ajoissa helpottuu ja lastun tarttuminen vältetään.
Titaaniseoksia työstettäessä työkalun alustan/pinnoitteen ja titaaniseoksen välisten affiniteettireaktioiden estämiseksi, mikä nopeuttaisi työkalun kulumista, titaani{0}}pitoisia karbideja ja titaani-pohjaisia pinnoitustyökaluja vältetään yleensä. Vuosien tuotantokäytäntö on osoittanut, että vaikka titaani-pitoiset kovametallityökalut ovat alttiita tarttumiselle ja kulumiselle, niillä on erinomainen diffuusionestokyky-erityisesti nopeassa-leikkauksessa, jossa niiden suorituskyky on huomattavasti parempi kuin YG--tyyppisten kovametallityökalujen.
Suuret maailmanlaajuiset työkaluvalmistajat ovat ottaneet käyttöön leikkausterät erityisesti titaaniseososien työstöön. Työkalumateriaalien ja pinnoitemateriaalien jatkuvat parannukset ovat parantaneet titaaniseosmateriaalien leikkaustehokkuutta ja edistäneet titaaniseosteollisuuden kehitystä. Esimerkiksi ISCARin IC20-terät, joissa on terävät leikkausreunat, soveltuvat titaaniseostyökappaleiden viimeistelyyn. Sen IC907-terät parantavat tehokkaasti kulutuskestävyyttä ja sopivat rouhintaan ja puoliviimeistelyyn. SECOn titaaniseosten työstöön tarkoitetut CP200 ja CP500 ovat korkea-kovuus, ultra{10}}hienoraeinen terämateriaali, jossa käytetään fyysistä höyrypinnoitustekniikkaa (PVD). Walterin WSM30, WSM20 ja WAM20, joissa käytetään TiCN-, TiAlN-, TiN- ja Al2O3 -pinnoitteita, tarjoavat vahvan muodonmuutos- ja kulumiskestävyyden. Yleisesti käytetyt työkalut ja pinnoitteet titaaniseoksen työstöön on esitetty taulukossa 1.
Tilastojen mukaan lentokoneteollisuus on suurelta osin riippuvainen tuontityökaluista, ja riippuvuus on vieläkin suurempi vaikeasti{0}}koneistettavista-materiaaleista, kuten titaaniseoksista. Siksi kotimaisten työkalujen ja pinnoitusmateriaalien kehittämisen ja käytön edistäminen on tehokas tapa ratkaista pohjimmiltaan titaaniseoksen koneistusongelma Kiinassa.
3.2 Työkalujen kuluminen ja ratkaisut
Kun työstetään titaaniseoksia suurilla leikkausnopeuksilla ja suurilla leikkaussyvyyksillä, kraatterin kuluminen (sivukuluminen) muodostuu karvan pintaan korkeimman leikkauslämpötilan kohdalla, jolloin kraatterin ja leikkuureunan väliin jää selkeä maa. Kraatterin leveys ja syvyys laajenevat vähitellen kulumisen edetessä, mikä vähentää leikkuureunan jäykkyyttä, mikä voi johtaa halkeamiseen, jos työkalua jatketaan. Elektronimikroskooppikuvat inserttien kulumisesta on esitetty kuvassa 1.
a) Kraatterin kuluminen ja halkeiluilmiö. b) Kyljen kuluminen
c) Rakennettu{0}}reuna
Titaaniseoksen koneistuksen aikana terän ja työkappaleen välinen voimakas kitka aiheuttaa kulumista leikkuureunan lähellä olevaan kevennyspintaan, jolloin muodostuu pieni kulumisalue, jonka kohokulma on nolla, joka tunnetaan kyljen kulumisena. Lisäksi titaaniseosten työkarkaistumisesta johtuen leikkauspaksuus työkalun kärjessä pienemmässä leikkuureunassa pienenee vähitellen, mikä aiheuttaa leikkuureunan luiston, mikä myös johtaa merkittävään kulumiseen kohopinnassa.
Kun työkalu on kulunut, leikkausparametreja, kuten leikkausnopeutta ja syöttönopeutta, voidaan säätää tarkkailemalla lastujen morfologiaa ja väriä sekä työstökoneen voimaa, ääntä ja tärinää, jotta voidaan hallita haravan pinnan epänormaalia kulumista. Positiivisen kallistuskulman terägeometrioiden käyttäminen ja kulutusta kestävien -terämateriaalien tai pinnoitteiden valitseminen voi pidentää työkalun käyttöikää.
Built{0}}up edge (BUE) on taipuvainen muodostumaan titaaniseoksen koneistuksen aikana. Kun BUE on vakaa, se voi suojata työkalua toimimalla leikkuureunana. Kuitenkin, kun BUE kasvaa tietyssä määrin, sen yläosa ulottuu leikkuureunan yli, mikä lisää todellista työskentelykulmaa. BUE:n kerääntyminen ja irtoaminen vaikuttavat suoraan koneistuksen tarkkuuteen. Titaaniseoksen koneistettuun pintaan kiinnittyneet BUE-fragmentit muodostavat kovia kohtia ja jäysteitä, jotka vaikuttavat pinnan laatuun. BUE:n epäsäännöllinen irtoaminen ja regenerointi aiheuttavat vaihteluita leikkausvoimassa, mikä johtaa tärinään ja vaikuttaa työkalun käyttöikään. Tuotantokäytännön yleisiä menetelmiä BUE:n muodostumisen vähentämiseksi tai välttämiseksi titaaniseoksen leikkauksessa ovat: leikkausnopeuden lisääminen, leikkaussyvyyden asteittainen lisääminen optimaaliseen; käyttämällä PVD-pinnoitettuja inserttimateriaaleja; käyttää korkeapaineisia-jäähdytysjärjestelmiä jne.
Leikkausoperaatioissa titaaniseosten alhaisesta plastisuudesta johtuen lastun ja harapinnan välinen kosketuspinta on pieni ja työkalun kuluminen tapahtuu pääasiassa sorvaustyökalun harapinnassa. Siksi leikkuuterät on valittava pienellä kallistuskulmalla, tyypillisesti 0 - 5 astetta. Pieni harakulma lisää tehokkaasti lastun ja karan pinnan välistä kosketuspinta-alaa, mikä auttaa poistamaan lämpöä, joka on keskittynyt lähelle leikkuureunaa. Valitsemalla 5–10 asteen kohotuskulman työkalun ja osan välistä kitkaa voidaan vähentää. Valitsemalla V--muotoinen kosketuspintayhdistelmä terän alustan ja työkalunpitimen välille. Vankka kiinnitysrakenne voi parantaa tehokkaasti työkalunpitimen kiristysjäykkyyttä, eliminoida työkalun tärinän ja parantaa koneistetun titaaniseoksesta valmistetun työkappaleen pinnan laatua.
3.3 Kiinnikkeen valinta
Titaaniseoksesta valmistettuja työkappaleita sijoitettaessa ja kiinnitettäessä kiinnikkeen puristusvoiman ja työkappaleeseen kohdistuvan tukivoiman välinen vuorovaikutus voi aiheuttaa jännitysmuodonmuutoksia vapaassa tilassa. Leikkausvoiman vastus titaaniseoksen työstyksessä on merkittävä, joten prosessijärjestelmän tulee olla riittävän jäykkä. Työkappaleen paikannusrakenne ja mitat on analysoitava, valitaan vakaat ja luotettavat peruspisteet ja lisätään aputukeja tai käytetään tarvittaessa yli-rajoitusta osan jäykkyyden lisäämiseksi. Koska titaaniseokset ovat alttiita muodonmuutoksille, puristusvoiman ei tulisi olla liiallinen; momenttiavainta voidaan käyttää tarvittaessa vakaan puristusvoiman varmistamiseksi. Lisäksi, kun käytät kiinnittimiä titaaniseososien asettamiseen ja kiinnittämiseen, varmista hyvä sovitus kiinnittimen kohdistuspinnan ja työkappaleen kohdistuspinnan välillä ja tasapainota kiinnittimen puristusvoima työkappaleen tukivoiman kanssa. Suhteellisen suurilla kiinnityspinnoilla tulisi käyttää hajautettua puristusmenetelmää niin paljon kuin mahdollista keskittyneen paineen aiheuttaman muodonmuutoksen välttämiseksi. Kiinnittimien kiinnityspisteiden tulee olla mahdollisimman lähellä työkappaleen koneistettua pintaa titaaniseoksen leikkauksen aikana syntyvän tärinän vähentämiseksi.
Lyijyä, sinkkiä, kuparia, tinaa, kadmiumia tai matalan -sulamispisteen- metalleja sisältävien valaisimien, mittaustyökalujen tai erilaisten väliaikaisten työkalujen käyttö on ehdottomasti kiellettyä titaaniseoksen työstyksessä. Titaaniseoksessa käytettävät laitteet, kiinnikkeet ja työkalut on pidettävä puhtaina ja saastumattomina. Titaaniseoksesta valmistetut työkappaleet tulee puhdistaa välittömästi koneistuksen jälkeen, ja lyijyn, sinkin, kuparin, tinan, kadmiumin, matalan-sulamispisteen-metallien jne. jäämät eivät ole sallittuja titaaniseospinnoilla. Titaaniseoksesta valmistettuja työkappaleita siirrettäessä ja käsiteltäessä tulee käyttää erityisiä siirtosäiliöitä, jotta vältetään niiden sekoittuminen ja varastointi muiden materiaalien työkappaleiden kanssa. Kun tarkastat ja puhdistat hienoksi työstettyjä titaaniseospintoja, käytä puhtaita käsineitä estääksesi öljykontaminaatiota ja sormenjälkiä, jotka voivat aiheuttaa jännityskorroosiohalkeamia ja vaikuttaa titaaniseostyökappaleen käyttöominaisuuksiin.
3.4 Leikkausparametrit
Titaaniseosten tärkeimmät leikkausparametrit ovat leikkausnopeus, syöttönopeus ja leikkaussyvyys, ja leikkausnopeus on ensisijainen työstettävyyteen vaikuttava tekijä. Titaaniseoksesta valmistettujen työkappaleiden tasaisen pyörimisnopeuden leikkauksen ja vakiopintanopeuden leikkauksen vertailutestit osoittavat, että tasaisen pyörimisnopeuden leikkaus toimii huonommin kuin vakionopeusleikkaus. Kun leikkausnopeus vc=60 m/min, syöttönopeus f=0.127 mm/kierros ja leikkaussyvyys ap=0.05–0,1 mm titaaniseoksilla, titaaniseoksen pinnalla on harvoin kovettunutta kerrosta.
Koska kovettunut kerros ilmestyy pääosin työkappaleen pinnalle viimeistelyn jälkeen, leikkaussyvyys viimeistelyn aikana ei saa olla liian suuri, muuten se tuottaa merkittävää leikkauslämpöä. Leikkauslämmön kerääntyminen voi aiheuttaa muutoksia titaaniseoksen pinnan metallografiseen rakenteeseen, jolloin osan pintaan muodostuu helposti kovettunut kerros. Liian pieni leikkaussyvyys voi aiheuttaa kitkaa ja puristamista työkappaleen pinnalle, mikä johtaa työstökarkaisuun. Siksi titaaniseoksesta valmistettujen työkappaleiden koneistuksen aikana viimeistelyn leikkaussyvyyden on oltava suurempi kuin työkalun hion koko (reunan esikäsittely).
Titaaniseosten syöttönopeuden valinnan tulee olla maltillinen. Jos syöttönopeus on liian pieni, työkalu leikkaa karkaistun kerroksen sisällä koneistuksen aikana, mikä johtaa nopeampaan kulumiseen. Syöttönopeus voidaan valita eri työkalun kärjen säteiden perusteella. Viimeistelyssä valitaan yleensä pienempi syöttönopeus, koska suuri syöttönopeus lisää leikkausvoimia, mikä saa työkalun kuumenemaan ja taipumaan tai halkeilemaan. Taulukossa 2 on esitetty yleiset parametrit titaaniseosten leikkaamiseen erityyppisillä ja -materiaalisilla työkaluilla.
3.5 Jäähdytysjärjestelmä
Vaatimus leikkausnesteelle titaaniseoksen leikkauksessa on vähäinen huurtuminen. Titaaniseoksen koneistukseen tulee valita korkeapainejäähdytystyökalut, 配合机床高压泵,冷却压力可达(60–150) × 10⁵ Pa (noin 60–150 bar). Korkeapainejäähdytystyökalujen käyttäminen-titaaniseosten työstämiseen voi lisätä leikkausnopeutta 2–3 kertaa, pidentää työkalun käyttöikää ja parantaa titaaniseoslastujen morfologiaa. Kun leikkausnestettä levitetään titaaniseoksen työstön aikana, leikkausvoima pienenee 5–15 % verrattuna titaaniseoksen kuivaleikkaukseen, säteittäinen voima pienenee 10–15 %, leikkauslämpötila laskee 5–10 % ja koneistetun titaaniseoksen pinnan morfologia on parempi, jos titaaniseoksen pinnan morfologia on pienempi, jolloin saadaan parempi tartuntakyky.
Tällä hetkellä käytössä oleva Trim E206 kemiallinen emulsio, joka on sekoitettu 8 % konsentraatista ja 92 % puhtaasta vedestä, konsentraatiolla 7 % - 9 %, saa aikaan hyviä työstötuloksia titaaniseosmateriaalien käsittelyssä ja sitä voidaan käyttää sorvaukseen, jyrsintään ja hiontaan. Trim E206 sisältää erityisiä lisäaineita, jotka hallitsevat tehokkaasti muodostuneen-reunan muodostumista. Leikkausneste sisältää pieniä emulgoituja molekyylejä, jotka parantavat leikkausnesteen vakautta ja vähentävät siirtymistä-koneistuksen aikana, mikä helpottaa leikkausnesteen pääsyä leikkausalueelle. Lisäksi Trim E206 kestää öljyn epäpuhtauksia, ja leikkausnesteen jäämät liukenevat helposti veteen ja työnesteeseen, mikä auttaa ylläpitämään laitteiden ja koneistettujen osien pintojen puhtautta.
4. Titaaniseoksen pinnan eheys
4.1 Titaaniseoksesta valmistettujen takeiden mikrorakenteen tarkastus
Titaaniseoksen mikrorakenteen tarkastus sisältää syövytetyn titaaniseoksen osan pinnan tutkimisen elektronimikroskoopilla materiaalin mikrorakenteen morfologisten ominaisuuksien, jakautumisen jne. havaitsemiseksi, jota käytetään sen tarkistamiseen, onko titaaniseoksen metallografinen rakenne asiaankuuluvien standardien ja piirustusten mukainen. Titaaniseoksesta valmistettujen takeiden mikrorakenteen tarkastuksen vaiheet ovat: takomisen karkea koneistus → pinnan kiillotus → pinnan syövytys → puhdistus → kuivaus → mikroskooppinen tarkastus. Ti6Al4V-titaaniseoksen mikroskooppinen tarkastus on esitetty kuvassa 2.
a) Pinnan kiillotus b) Pinnan etsaus
c) Huuhtelu vedellä d) Mikroskooppinen tutkimus
Takon karkean työstön tarkoituksena on poistaa kotelo kokonaan. Titaaniseoksen pinta kiillotetaan alumiinioksidihiomapaperilla, jonka karkeus on 400#–800#, ja pinnan karheuden on saavutettava Ra=0.025 μm tai korkeampi laatuvaatimus. Etsauksessa käytetään Krollin reagenssia, joka on valmistettu 2 % HF, 4 % HNO3 vesiliuoksena. Kiillotetulle titaaniseospinnalle levitetään sopiva määrä Krollin reagenssia, kunnes saadaan haluttu kirkas rakenne, sitten huuhdellaan vedellä ja kuivataan. Titaaniseoksen pinnan tarkastamiseen käytetään kädessä pidettävää elektronimikroskooppia. Rakenteen tulee sisältää 10–50 % primääristä . Kuvassa 3 esitetty Ti6Al4V-titaaniseoksen mikrorakennemorfologia edustaa pätevää metallografista rakennetta.
a) Ensisijainen -muunnetussa matriisissa b) Epäjatkuva raerajoilla
c) Lamellikas jyvissä
4.2 Sinisen anodisoinnin korroosiotarkastus titaaniseoksille
Titaaniseoksen koneistuksen aikana, kun työkalun kylki kuluu, työkalun iskunkestävyys pienenee vähitellen, mikä johtaa titaaniseoksen työstetyn pinnan työstökovettumiseen puristamisen ja ylikuumenemisen vuoksi. Sinistä anodisoivaa korroosiomenetelmää käytetään yleisesti kovettumisen ja muiden vikojen havaitsemiseen. Titaaniseoksesta valmistetun työkappaleen pinta sinisen anodisoivan korroosion jälkeen on esitetty kuvassa 4. Kun anodisoitu titaaniseostyökappale on liuennut käsittelyn jälkeen, hyväksytyn oksidikalvon värin tulee olla tasaisen vaaleansininen (katso kuva 4a). Työ-karkaistuissa titaaniseoksessa olevissa työkappaleissa näkyy korroosiotarkastuksen jälkeen tummansininen pinta (katso kuva 4b) tai paikallisia tummempia alueita (katso kuva 4c), joiden värit jakautuvat epätasaisesti eri alueilla.
a) Tasainen vaaleansininen b) Tummansininen c) Paikallinen tummansininen
Sinisen anodisoinnin jälkeen osissa, joissa näkyy työkarkaisua, voidaan käyttää menetelmiä, kuten leikkaustyökalun materiaalin, pinnoitteen ja leikkauskulmien säätöä titaaniseoksen työstyksessä, työkalun kulkureittien ja leikkausparametrien optimointia, ohjaamaan ja eliminoimaan työkarkaisua.
4.3 Titaaniseosten pintakäsittely
Pintavirheiden poistamiseksi titaaniseoksesta koostuvista kompressorilevyistä, navoista, juoksupyöristä, akseleista ja roottorin välikkeistä ja osien käyttöiän parantamiseksi, kun kaikki titaaniseostyökappaleen mekaaniset työstötoimenpiteet on suoritettu, pinnan viimeistelyyn voidaan käyttää läppälevyjen manuaalista viimeistelyä. Läppälevyn viimeistely edellyttää kuvan 5 viimeistelytyökalujen käyttöä: pyörivä ilmatyökalu (nopeus 18 000 rpm), kiillotuskara ja alumiinioksidi- tai piikarbidihiomakangas (erittely 10mm × 20mm, karkeus 120#).
a) Pyörivä ilmatyökalu b) Kiillotuskara c) Hiomakangas
Titaaniseoksesta valmistetun työkappaleen sisäinen uraviimeistely on esitetty kuvassa 6. Hyvien viimeistelytulosten saavuttamiseksi voidaan käyttää seuraavia menetelmiä:
Taita alumiinioksidihiomakangas pituussuunnassa ja työnnä se tiukasti kiillotuskaran etupäässä olevaan kiinnitysrakoon. Kiristä se vastakkaiseen suuntaan kuin tuurnan pyörimissuunta. Vaihda uuteen hiomakankaaseen jokaisen työkappaleen pinta-alan viimeistelyn jälkeen (katso kuva 6a).
Pyörivän hiomakankaan tulee liikkua edestakaisin titaaniseoksen pinnalla yhden tai kahden syklin ajan, kukin jakso kestää 10–30 sekuntia, edestakaisin nopeudella noin 1,57 mm/s (katso kuva 6b).
Kun viimeistelet titaaniseoksesta valmistetun työkappaleen eri pintoja, vaihda hankaava kangas jaksojen välillä. Käytä manuaalisen viimeistelyn aikana sopivaa pysäytysavainta tai mekaanista syvyysrajoitinlaitetta pyörivän hiomakankaan kulkua ohjaamaan.a) Hiomakankaan asennus b) Pyörivä kiillotus
5. Johtopäätös
Titaaniseos on tyypillinen vaikeasti-työstettävä-materiaali. Suurten leikkausvoimien, korkeiden leikkauslämpötilojen ja koneistuksen aikana tapahtuvan voimakkaan kulumisen vuoksi titaaniseoksen työstössä tärkein haaste on valita järkevä työkalumateriaali ja terägeometriat. Ti-pitoisilla kovametallityökaluilla on hyvä diffuusiokulumista{5}}estokyky. Leikkauksen aikana työkalun pintaan muodostuu vakaa titaaniseoksesta valmistettu tartuntakerros, joka voi estää kulumista. Kotimaisten työkalujen kehityksen myötä titaaniseosten työstötehokkuus on vähitellen parantunut, mikä säästää koneistuskustannuksia ja vaikuttaa myönteisesti moottoreiden yleisen lokalisoinnin toteuttamiseen. Tuotantokäytännössä titaaniseoksen koneistuksen tulisi perustua olemassa oleviin yrityksen olosuhteisiin teknologian, laitteiden, hallinnan ja kustannusten osalta. Asemointikiinnikkeet tulee valita järkevästi ja leikkausparametrit optimoida yrityksen tietotietoalustan avulla, asteittain poistuen laajasta koneistuskonseptista, jossa parametrit valitaan pelkästään kokemuksen ja analogian perusteella.
Suorittamalla mikrorakennetarkastuksia titaaniseostaukoille voidaan verrata ja arvioida karkeasti työstetyn titaaniseoksen metallografista rakennetta. Viimeistelytyöstö voi poistaa tehokkaasti työstö- ja materiaaliviat titaaniseoksen pinnalla, mikä parantaa työkappaleen käyttöikää. Sininen anodisoiva korroosiotarkastus voi tehokkaasti tunnistaa viat, kuten työstökarkaisun, joita esiintyy titaaniseoksen työstyksessä. Koneistetun titaaniseoksen pinnan eheyden tehokkaalla hallinnalla on suuri merkitys titaaniseoksen työstölaadun vakauttamiseksi ja titaaniseoksen työkappaleiden käyttöiän parantamiseksi.
Tämä artikkeli on julkaistu vuonnaMetallintyöstö (kylmätyöstö), Issue 7, 2021, sivut 1–5, kirjoittaja Huang Qiang AECC Xi'an Aero-Engine Ltd.:stä, alkuperäinen nimi oli "Machining Methods and Surface Integrity Control Technology for Aerospace Titanium Alloys".
