Principaux avantages des matériaux en alliage de titane
L'alliage de titane présente plusieurs avantages évidents. Premièrement, il est très solide mais léger (la densité est de 4,4 kg/dm³), ce qui constitue une bonne solution pour les grandes pièces structurelles qui doivent réduire leur poids. Deuxièmement, l’alliage de titane présente une très bonne résistance à la chaleur. Même à des températures élevées de 400-500 degrés, il peut toujours maintenir une résistance suffisante et fonctionner de manière stable, tandis que l'alliage d'aluminium ne peut être utilisé qu'en dessous de 200 degrés. Enfin, l'alliage de titane présente une excellente résistance à la corrosion, en particulier dans l'entretien quotidien des avions, ce qui peut réduire efficacement les coûts de maintenance et assurer le fonctionnement normal des avions, économisant ainsi beaucoup d'argent par rapport à l'utilisation de l'acier.
Analyse des caractéristiques de traitement des alliages de titane
Sa conductivité thermique est très mauvaise. Par exemple, la conductivité thermique du TC4, un alliage de titane, n'est que de 16,8 W/m·degré à 200 degré, et le coefficient de conductivité thermique est de 0,036 cal/cm·sec· degré, ce qui n'est qu'un -un quart d'acier, un treizième d'aluminium et un vingt-cinquième de cuivre. Cela signifie que lors de la coupe, l'alliage de titane a de mauvais effets de dissipation thermique et de refroidissement, ce qui accélérera l'usure de l'outil et de mauvaises performances de sécurité pendant la coupe. Le titane est un métal inflammable. La température élevée et les étincelles générées lors de la micro-découpe peuvent provoquer la combustion des copeaux de titane. Le module élastique de l'alliage de titane est faible, ce qui permet aux pièces de rebondir facilement après le traitement. La zone de contact entre la surface traitée et l'outil augmente, ce qui affecte non seulement la précision dimensionnelle, mais réduit également la durabilité de l'outil. La dureté de l'alliage de titane affecte également le traitement. Les alliages de titane de faible dureté sont faciles à coller et les copeaux colleront à l'outil pendant la coupe, affectant l'effet de coupe ; tandis que les alliages de titane à haute dureté provoquent facilement la rupture ou l'usure de l'outil, ce qui entraîne une faible efficacité de traitement. Par rapport à l'acier, la vitesse de traitement de l'alliage de titane n'est que d'environ un quart et le temps de traitement est beaucoup plus long. L'alliage de titane est hautement chimiquement réactif. Lors de la coupe à haute température, il réagira non seulement chimiquement avec l'azote, l'oxygène et le monoxyde de carbone présents dans l'air pour former une couche durcie sur la surface, mais réagira également avec le matériau de l'outil, réduisant encore davantage la durabilité de l'outil.
Technologie de traitement des alliages de titane
Lors du traitement d'un alliage de titane, il est préférable d'utiliser des outils en carbure, en particulier des outils en carbure de tungstène-cobalt. Ce type d'outil est non seulement solide et possède une bonne conductivité thermique, mais il ne réagit pas facilement chimiquement avec le titane à haute température, ce qui le rend très approprié pour couper des alliages de titane.
Sélection raisonnable des paramètres de géométrie de l'outil. Afin de réduire la température de coupe et le collage de l'outil, l'angle de coupe de l'outil peut être réduit de manière appropriée pour dissiper la chaleur en augmentant la zone de contact entre le copeau et le bord de coupe avant ; en même temps, l'angle arrière de l'outil peut être augmenté pour réduire le collage de l'outil et la précision de surface réduite causée par le frottement entre la surface usinée et le bord de coupe arrière ; la pointe de l'outil doit adopter une transition en arc pour améliorer la résistance de l'outil. Lors de l'usinage d'alliages de titane, les outils doivent être fréquemment affûtés pour garantir que leurs lames sont tranchantes et que l'élimination des copeaux est fluide.
Paramètres de coupe appropriés. Les schémas suivants peuvent être utilisés pour déterminer les paramètres de coupe : vitesse de coupe inférieure - une vitesse de coupe élevée entraînera une forte augmentation de la température de coupe ; vitesse d'avance modérée - une vitesse d'avance élevée entraînera une température de coupe élevée, tandis qu'une vitesse d'avance faible entraînera une usure plus rapide de la lame en raison du temps de coupe long dans la couche durcie ; une profondeur de coupe plus grande - couper avec la pointe de l'outil sur la couche durcie à la surface de l'alliage de titane peut augmenter la durée de vie de l'outil.
Le débit et la pression du fluide de coupe doivent être importants pendant le traitement, et la zone de traitement doit être entièrement et continuellement refroidie pour réduire la température de coupe.
Lors de la sélection des machines-outils, il faut toujours veiller à améliorer la stabilité pour éviter les vibrations. Les vibrations entraîneront la rupture de la lame et l'endommageront. Dans le même temps, la rigidité du système de traitement de l'alliage de titane doit être bonne pour assurer une plus grande profondeur de coupe lors de la coupe. Cependant, le traitement de l'alliage de titane présente un rebond important et une force de serrage importante aggravera la déformation de la pièce. Par conséquent, lors du traitement fin, des supports auxiliaires tels que des dispositifs d'assemblage peuvent être envisagés pour répondre aux exigences de rigidité du système de traitement.
La méthode de fraisage adopte généralement le fraisage vers l'avant. Le collage et l'écaillage des copeaux de fraise provoqués par le fraisage inverse dans le traitement des alliages de titane sont beaucoup plus graves que les dommages causés par le fraisage avant.
Les problèmes courants lors du meulage sont l'adhérence des copeaux, provoquant le blocage de la meule et des brûlures à la surface des pièces. Par conséquent, il est conseillé d'utiliser des meules vertes en carbure de silicium avec des grains abrasifs pointus, une dureté élevée et une bonne conductivité thermique pendant le meulage ; la granulométrie de la meule peut être F36~F80 selon la finition différente de la surface traitée ; la dureté de la meule doit être plus douce pour réduire l'adhérence des grains abrasifs et des copeaux de meulage et réduire la chaleur de meulage ; la vitesse d'avance de broyage doit être faible, la vitesse doit être faible et l'émulsion doit être suffisante.
Lors du perçage de trous dans des alliages de titane, le foret standard doit être réaffûté pour réduire le phénomène d'outils brûlés et de casse du foret. Méthode de remise à la terre : augmentez de manière appropriée l'angle supérieur, réduisez l'angle avant de la partie coupante, augmentez l'angle arrière de la partie coupante et doublez le degré de conicité du bord cylindrique. Le nombre de rétractions de l'outil doit être augmenté pendant le traitement, le foret ne doit pas rester dans le trou, les copeaux doivent être éliminés à temps et une émulsion suffisante doit être utilisée pour le refroidissement. Faites attention au foret qui s'émousse et les copeaux doivent être éliminés à temps. Une quantité suffisante d'émulsion doit être utilisée pour le refroidissement. Faites attention au foret qui s'émousse et les copeaux doivent être éliminés à temps. Une quantité suffisante d'émulsion doit être utilisée pour le refroidissement. Faites attention au foret qui s'émousse et les copeaux doivent être remplacés et réaffûtés à temps.
L'alésage en alliage de titane nécessite également la modification de l'alésoir standard : la largeur de la lame de l'alésoir doit être inférieure à {{0}},15 mm, et la partie coupante et la partie d'étalonnage doivent être dans une transition en arc de cercle pour éviter les pointes pointues. . Lors de l'alésage, un alésoir de groupe peut être utilisé pour des alésages multiples, augmentant le diamètre de l'alésoir de moins de 0,1 mm à chaque fois. La vitesse de la broche doit être légèrement plus lente et l'outil ne doit pas être arrêté lors de la rétraction. Cette méthode permet d'atteindre des exigences de finition plus élevées.
Le taraudage des alliages de titane est le processus le plus difficile dans le traitement des alliages de titane. En raison d'un couple excessif, les dents du taraud s'useront rapidement et le rebond de la pièce traitée peut même provoquer la rupture du taraud dans le trou. Lors de l'utilisation de tarauds ordinaires pour le traitement, le nombre de dents doit être réduit de manière appropriée en fonction du diamètre afin d'augmenter l'espace des copeaux. Après avoir laissé une lame de 0,15 mm de large sur la dent d'étalonnage, l'angle arrière doit être augmenté à environ 30 degrés et 1/2 à 1/3 de l'arrière de la dent doit être retiré. Après avoir retenu 3 boucles sur la dent d'étalonnage, le degré de conicité arrière doit être augmenté. Il est recommandé d'utiliser un taraud à filetage sauté pour réduire efficacement la zone de contact entre l'outil et la pièce, et l'effet de traitement est également meilleur.
Précautions de traitement
(1) Pendant le traitement, l'outil doit être fréquemment affûté pour réduire la chaleur générée lors de la coupe.
(2) L'équipement, les outils, les pièces et les accessoires doivent être maintenus propres et les déchets coupés doivent être nettoyés à temps. Cela peut garantir une meilleure qualité de traitement.
(3) Utilisez des outils ininflammables ou ignifuges pour transférer les copeaux de titane. Conservez les chips traitées dans des récipients ininflammables et couvrez-les.
(4) Portez des gants propres lorsque vous utilisez des pièces en alliage de titane nettoyées pour éviter la corrosion sous contrainte du chlorure de sodium à l'avenir.
(5) Il existe des installations de prévention des incendies dans la zone de coupe.
(6) Lors de la coupe d'une petite quantité de copeaux de titane, s'ils prennent feu, ils peuvent être éteints avec un extincteur à poudre sèche ou de la terre sèche ou du sable sec.
