Oppervlaktecontrole en verwerkingsmethode voor het bewerken van titaniumlegeringen

In dit artikel worden de oorzaken van veel voorkomende oppervlaktedefecten van titaniumlegeringen in het bewerkingsproces geanalyseerd, worden de belangrijkste materiaalfactoren die de snijprestaties beïnvloeden systematisch besproken, en worden de optimalisatiemaatregelen van draaien, boren, tappen en andere bewerkingsprocessen samengevat, met als doel referentie te bieden voor het formuleren van bewerkingsprocessen met hoge en hoge stabiliteit van titaniumlegeringen.

I. Analyse van typische defecten bij het beitsen en oppervlaktebehandeling van titaniumlegeringen

Bij het beitsen en oppervlaktebehandelingsprocessen van titaniumlegeringen zijn de meest voorkomende defecten en hun ontstaansmechanismen als volgt:

1. Over-corrosie

Na het beitsen vertoont het oppervlak putjes, oneffenheden of komen korrelgrenzen bloot te liggen. De belangrijkste oorzaken zijn: de onbalans in de verhouding tussen fluorwaterstofzuur (HF) en salpeterzuur (HNO).₃) in de beitsoplossing, vooral de hoge concentratie HF of het onvoldoende oxidatievermogen van HNO₃; En lange beitstijden. De belangrijkste punten van procescontrole zijn als volgt: controleer strikt de hoeveelheid beitsoplossing en observeer regelmatig de toestand van het oppervlak tijdens het gebruik, met een snelheid van "(1 ~ 4) min/mm", afhankelijk van de dikte en tijd van het werkstuk-.

2. Hangende as

Verwijst naar het residu van grijs-bruinoxide dat na het beitsen aan het oppervlak is gehecht. De reden is dat de hechtingen die door de reactie worden gegenereerd er niet in slagen om op tijd los te komen van de matrix, of dat de vervolgspoeling niet grondig is. Verbetermaatregelen zijn onder meer: ​​het schudden van het werkstuk tijdens het beitsen om het afstoten te bevorderen; Na het beitsen wordt de hoge-waterstroom gemengd met perslucht en gedeïoniseerd water gebruikt voor krachtig wassen om ervoor te zorgen dat het oppervlak schoon is.

3. Schaal niet verwijderd

Hieruit blijkt dat de lokale oorspronkelijke oxidelaag aanwezig is. Er zijn veel redenen voor dit defect, die kunnen inhouden: verwijdering van onreine olie tijdens de voorbehandeling, onvoldoende tijd voor behandeling met gesmolten zout (alkalikoken), verminderde activiteit van de beitsoplossing of lage temperatuur. Bij de controle moet dit artikel voor artikel worden geverifieerd in de volgorde van "voor-behandeling → behandeling met gesmolten zout → beitsen", en indien nodig kan een zandstraalproces worden toegevoegd als aanvullende voorbehandeling-.

4. Gestreept gevlekt

Ongelijkmatige stroomlijning of blokkering van kleurverschillen, meestal als gevolg van een slechte reactie-uniformiteit. Dit kan worden verbeterd door de relatieve beweging van het werk-stuk in de beitsoplossing en de juiste beitstemperatuur te versterken (zoals dalen tot het bereik van kamertemperatuur).

5. Vertraagd gevlekt (verouderend gevlekt)

Als onderdeel van het werk-bij de beitsinspectie en gedurende een bepaalde periode opgeslagen, verschenen er nieuwe plekken op het oppervlak. Dit fenomeen kan verband houden met het synergetische effect van het resterende zure medium, de corrosiviteit en de resterende spanning van het werk-stuk. De microscopische morfologie verschilt van conventionele corrosie en heeft doorgaans geen invloed op de serviceprestaties. Het kan weer worden verwijderd door -beitsen op korte termijn, maar de vacuümdehydrogenatiebehandeling na het secundaire beitsen moet worden versterkt voor de onder spanning staande delen.

II. Materiële factoren die de bewerkbaarheid van titaniumlegeringen beïnvloeden

De moeilijkheid bij het bewerken van titaniumlegeringen komt voort uit hun unieke fysische en chemische eigenschappen:

    · Lage thermische geleidbaarheid: de thermische geleidbaarheid is ongeveer 1/3 van die van staal en de snijwarmte is geconcentreerd op de gereedschapspunt, wat resulteert in een temperatuurstijging (experimenten tonen aan dat de temperatuur van de gereedschapspunt 2 tot 3 keer zo hoog kan zijn als die van het snijden van staal), waardoor de slijtage van het gereedschap wordt versneld.

· Lage elasticiteitsmodulus: het bewerkte oppervlak heeft tijdens de bewerking een grote terugslag, vooral bij dun{0}}wandige onderdelen, wat de relatie tussen de flank en het werkstuk verslechtert en gemakkelijk schurende slijtage en randbreuk kan veroorzaken.

· Hoge chemische activiteit: het is heel gemakkelijk om bij hoge temperaturen te reageren met O, H, N en andere elementen om een ​​geharde zuurstof-rijke laag te vormen, die een aanzienlijke plasticiteit heeft en de schade aan het gereedschap verergert.

· Organisatorische eigenschappen: in gegloeide toestand, de bewerkbaarheid van titaniumlegeringen van het type -; + type gevolgd; Legeringen van het bèta-type hebben een hoge sterkte en goede hardbaarheid, maar hun bewerkbaarheid is het slechtst. Met het oog op de bovenstaande kenmerken is het noodzakelijk om systematische maatregelen te nemen op het gebied van gereedschapsmateriaalkeuze, snijparameters en koeling.

III. Kernpunten van de typische bewerkingstechnologie van titaniumlegeringen

1. Draaien en kotteren

· Draaien: De belangrijkste uitdagingen zijn hoge temperaturen, gereedschapsslijtage en terugvering. Ruwe bewerking en continu snijden worden aanbevolen om gereedschap van gecementeerd carbide (zoals YG) te gebruiken; Voor het vormen, draaien of snijden moeten hoge-stalen gereedschappen worden gebruikt. Het kernprincipe is het forceren van een continue voeding om snijonderbrekingen te voorkomen. Het wordt aanbevolen om voor de koelvloeistof een waterige natriumnitraatoplossing van 5% of een 1/20 oplosbare olie-emulsie te gebruiken.

· Saai: Het behoort tot de categorie afwerking. Het is noodzakelijk om te focussen op de klemstijfheid van dun-wandige onderdelen om vervorming te voorkomen en voldoende koeling te garanderen om brandwonden te voorkomen.

2. Boren

De moeilijkheid ligt in de moeilijkheid van het wikkelen van de spanen en de warmteafvoer. Procesvereisten: gebruik korte- scherpe bits, implementeer lage- snelheid, geforceerde voeding en zorg voor volledige interne koeling gedurende het hele proces. Het is ten strengste verboden om tijdens het boorproces stil te staan, en de frees moet regelmatig worden teruggetrokken en spanen moeten regelmatig worden verwijderd voor het boren van diepe gaten. Als u door een-gat boort, moet de frees worden teruggetrokken om schoon te maken voordat deze wordt doorboord, en in de laatste fase wordt gebruik gemaakt van geforceerde voeding om de wand van het gat glad te maken.

3. Tikken

Het is een van de moeilijke processen en het is gemakkelijk om de tap te breken vanwege de slechte spaanafvoer en materiaalkrimp. Technologische tegenmaatregelen: Geef prioriteit aan de verwerking van diepe blinde gaten; Verbeter de structuur van de kraan (zoals het afslijpen van de achterrand en het openen van de axiale spaanafvoergroef); Gebruik geoxideerde, genitreerde of verchroomde- kranen om te bijten. Het wordt aanbevolen om bij het tappen speciale snijpasta of extreme druk-snijolie te gebruiken.

4. Zagen

Er wordt gebruik gemaakt van een snel- ijzerzaagblad met grove tanden (steek 4,2 ~ 8,5 mm is geschikt voor staven) en de spoed wordt geselecteerd op basis van de dikte van het werkstuk tussen 2,5 ~ 25,4 mm bij het zagen met een lintzaag (grote spoed wordt geselecteerd voor dikke materialen). Tijdens de verwerking zijn geforceerde voeding en continue koeling vereist en wordt er gebruik gemaakt van een lage bandsnelheid.

5. Machinale bewerking van elektrische ontladingen (EDM)

De ontladingsspleet tussen de gereedschapselektrode en het werkstuk moet worden gehandhaafd (0,005-0,05 mm voor nabewerking, 0,1-0,4 mm voor voorbewerking). Koper of zink worden aanbevolen als elektrodemateriaal en de verwerkingsvloeistof moet goed worden gecirculeerd om slak te verwijderen.

IV. Conclusie

De bewerking van titaniumlegeringen wordt beïnvloed door de koppeling van materiaaleigenschappen, gereedschapskeuze, parameterinstelling en koelomstandigheden. Bij de daadwerkelijke productie is het noodzakelijk om de parameters van elk proces te optimaliseren op basis van het specifieke legeringsnummer, de structuur van de onderdelen en de precisie-eisen, en de voorbehandelings- en beitsprocesvensters strikt te controleren, om zo effectief defecten te voorkomen en een efficiënte en nauwkeurige bewerking te bereiken.