Різання та обробка титану

Актуальність

Застосовуються різні види механічної обробки: конструкцій та деталей з титанових сплавів: шліфування, точення, свердління, фрезерування, полірування.
Через низьку теплопровідність та ін специфічні властивості титану, проведення шліфування як завершальної стадії обробки утруднено. Під час шліфування дуже легко можуть утворюватися припали, у поверхневому шарі можуть виникати дефектні структури та залишкові напруження, розтягування, які суттєво впливають на зниження міцності втоми виробів. Тому шліфування деталей з титану обов’язково проводиться на знижених швидкостях і в разі потреби може бути замінено на обробку спеціальними лезами. Шліфування має проводитися із застосуванням строго регламентованих режимів та проведенням подальшого контролю поверхні деталей на наявність припалів та супроводжуватись поліпшенням якості поверхні деталі за рахунок зміцнення пластичним деформуванням (ППД).

Порівняльний аналіз

Процес холодної обробки титанових сплавів за трудомісткістю в 3−4 рази складніший, ніж обробка вуглецевих сталей, і в 5−7 разів — ніж обробка алюмінію. За інформацією ММПП «Салют», сплави титану ВТ5 і ВТ5−1 порівняно з вуглецевою сталлю (з 0,45% С) мають коефіцієнт відносної оброблюваності 0,35−0,48, а що стосується сплавів ВТ6, ВТ20 і ВТ22 цей показник ще менший і становить 0,22−0,26. Рекомендується використовувати низьку швидкість різання, використовуючи велику кількість рідини, що охолоджує. Застосовуються різальні інструменти з найбільш зносостійкої швидкорізальної сталі, перевага надається твердим сортам сплавів. Швидкість різання повинна бути зменшена принаймні в 3−4 рази, в порівнянні з обробкою сталі, це особливо важливо при роботі на верстатах з ЧПУ.

Фрезерування

Через необхідність докладання великих зусиль під час механічної обробки сплавів титану застосовуються зазвичай великі верстати (ФП-7, ФП-27, ФП-9, ВФЗ-М8 тощо). Фрезерування є трудомістким процесом під час виготовлення деталей. Особливо великий обсяг таких робіт посідає виготовлення силових деталей каркасів літака: нервюри, шпангоути, балки, лонжерони, траверси.

Силові деталі

Фрезерування деталей типу «траверса», «балки», «нервюра» вимагає використання кількох методів. 1) Використання спеціальних гідравлічних чи механічних копірів на універсально-фрезерних верстатах. 2) По копірах на копірно-фрезерних гідравлічних верстатах. 3) На верстатах із ЧПУ типу МА-655С5, ФП-11, ФП-14. 4) За допомогою трьох-координатних верстатів із ЧПУ. Доцільно використовувати: спеціальні збірні фрези із змінним під час обробки кутом; фасонні увігнуті та опуклі фрези радіаційного профілю; кінцеві фрези із підведенням до циліндричної поверхні деталі площини столу під необхідним кутом.

Верстати

Різання та обробка авіаційних матеріалів проводиться на верстатах, деякі з яких не мають аналогів за кордоном. Наприклад, верстат ВФ-33 з ЧПУ (поздовжньо-фрезерний трьох-шпиндельний трьох-координатний) призначення якого одночасна обробка трьома шпинделями панелей, монорейок, нервюр, балок та інших такого роду деталей для важких та легких літаків.
Верстат 2ФП-242 В, що має два рухомі портали і ЧПУ (поздовжньо-фрезерний тришпиндельний чотирикоординатний) розроблений для обробки габаритних лонжеронів і панелей важких і широкофюзеляжних літаків. Верстат ФРС-1, оснащений рухомою колоною, горизонтально-фрезерно-розточувальний, 15-ти координатний з ЧПУ — призначений для обробки стикових поверхонь центроплану та крила широкофюзеляжних літаків. СГПМ-320, гнучкий виробничий модуль, до складу якого входять токарний верстат, ЧПУ АТ-320, магазин на 13 інструментів, маніпулятор автоматичний для знімання та встановлення деталей верстатів ЧПУ. Гнучкий виробничий комплекс АЛК-250 створений для виробництва прецизійних деталей для корпусу гідроагрегатів.

Інструменти

Щоб забезпечити оптимальні умови різання та високу якість поверхні деталей, необхідно суворе дотримання геометричних параметрів інструменту із твердих сплавів та швидкорізальних сталей. Різцями з пластинками із твердого сплаву ВК8 точать ковані заготовки. Рекомендуються наступні геометричні параметри різців під час обробки газонасиченою кіркою: головний кут у плані φ1 =45°, допоміжний кут у плані φ =14°, передній кут γ=0°; задній кут α = 12°. Чистове і напівчистове безперервне точення проводиться за допомогою інструментів з твердих сплавів ВК8, ВК4, ВКбм, ВК6 та ін. 0,1−1 мм/про. Можуть також застосовуватися інструменти зі швидкорізальної сталі (Р9К5, Р9М4К8, Р6М5К5). Для різців, виготовлених із швидкорізальної сталі, розроблено наступну геометричну конфігурацію: радіус при вершині r = 1 мм, задній кут α = 10°, φ = 15°. Допустимі режими різання при точенні титану досягаються при глибині різання t = 0,5−3 мм, v = 24−30 м/хв, s <0,2 мм.

Тверді сплави

Робочі поверхні фрез виготовляють з твердих сплавів ВК8, ВК6М, ВК4 та швидкорізальних сталей Р6М5К5, Р9К5, Р8МЗК6С, Р9М4К8, Р9К10. Для проведення фрезерування титану за допомогою фрез із пластинами зі сплаву ВК6М рекомендується використовувати наступний режим різання: t = 2 — 4 мм, v = 80 — 100 м/хв, s = 0,08−0,12 мм/зуб.

Свердління

Свердління титану утруднено через налипання стружки на робочу поверхню інструменту і її набивання в канавки, що відводять, свердла, що веде до підвищення опору різання і швидкому зносу ріжучої кромки. З метою запобігання цьому рекомендується під час глибокого свердління періодично проводити очищення інструменту від стружки. Застосовують свердла з швидкорізальної сталі Р12Р9К5, Р18Ф2, Р9М4К8, Р9К10, Р9Ф5, Ф2К8МЗ, Р6М5К5 та твердого сплаву ВК8. При цьому рекомендуються наступні параметри геометрії свердлів: для кута нахилу спіральної канавки 25−30, 2φ0 = 70−80 °, 2φ = 120−130 °, α = 12−15 °, φ = 0−3 °.

СОЖ

З метою підвищення продуктивності при обробці титанових сплавів різанням використовують рідини типу РЗ СОЖ-8. Вони відносяться до галоїдо-містять змащувально-охолоджуючим. Охолодження оброблюваних деталей проводиться шляхом рясного зрошення. Застосування рідин, що містять галогеніди при обробці, тягне за собою утворення сольової кірки на поверхні титанових деталей, яка з урахуванням нагріву та одночасної дії напруги може викликати сольову корозію. Для запобігання цьому після обробки із застосуванням РЗ СОЖ-8 деталі зазнають облагороджуючого травлення, під час якого знімається поверхневий шар товщиною до 0,01 мм. Під час проведення складальних операцій застосування РЗ СОЖ-8 не допускається.

Шліфування

На оброблюваність титанових сплавів істотно впливає їх хімічний та фазовий склад, тип та параметри мікроструктури. Найбільш утруднена обробка титанових напівфабрикатів та деталей, що мають грубу пластинчасту структуру. Такі структура є у фасонних виливків. Крім того, фасонні виливки з титану мають газонасичену кірку на поверхні, яка сильно впливає на знос інструменту.

Труднощі шліфування

Проведення шліфування титанових деталей утруднене через високу схильність контактного схоплювання під час тертя. Оксидна поверхнева плівка легко руйнується під час тертя під впливом питомих навантажень. У процесі тертя у місцях зіткнення поверхонь відбувається активне перенесення матеріалу з оброблюваної деталі інструмент («схоплювання»). Сприяють цьому також інші властивості сплавів титану: нижча теплопровідність, підвищення пружної деформації при порівняно низькому модулі пружності. Через виділення тепла на поверхні, що труться, потовщується оксидна плівка, що в свою чергу підвищує міцність поверхневого шару.

Шліфування стрічкове та колами

При шліфуванні деталей з титану застосовуються стрічкове шліфування та шліфування абразивними колами. Для промислових сплавів найбільш поширене застосування абразивних кіл із зеленого карбіду кремнію, який має велику твердість і крихкість при стабільності фізико-механічних властивостей з більш високими абразивними здібностями, ніж у чорного карбіду кремнію.

Постачальник

Вас цікавлять різання та обробка титану? Різання та обробка титану від постачальника «Ауремо» пропонується сьогодні на вигідних умовах. Відповідність ГОСТ та міжнародним стандартам якості, ціна — оптимальна від постачальника. Придбати сьогодні. Оптовим замовникам ціна — пільгова.

Купити, вигідна ціна

Різання та обробка титану від постачальника «Ауремо» пропонується сьогодні за оптимальною ціною. На складі представлений найширший вибір продукції. Завжди є титан, ціна — обумовлена технологічними особливостями виробництва без включення додаткових витрат. Оптимальна ціна постачальника. Придбати сьогодні. Чекаємо на ваші замовлення. У нас найкраще співвідношення ціна-якість на цілу низку продукції. Постійні покупці можуть купити титановий прокат з дисконтною знижкою.