Taglio leghe di titanio

Caratteristiche di taglio
Quando la durezza della lega di titanio è maggiore di HB350, il taglio è particolarmente difficile, mentre quando è inferiore a HB300 è incline all'attaccamento dell'utensile ed è difficile da tagliare. Tuttavia, la durezza delle leghe di titanio è solo uno degli aspetti difficili da lavorare e la chiave risiede nell’impatto globale delle proprietà chimiche, fisiche e meccaniche delle leghe di titanio sulla loro lavorabilità. La lega di titanio ha le seguenti caratteristiche di taglio:
(1) Basso coefficiente di deformazione: questa è una caratteristica significativa del taglio delle leghe di titanio, con un coefficiente di deformazione inferiore o vicino a 1. La distanza dell'attrito di scorrimento del truciolo sulla superficie di spoglia è notevolmente aumentata, accelerando l'usura dell'utensile.
(2) Temperatura di taglio elevata: a causa della ridotta conduttività termica della lega di titanio (equivalente solo a 1/5-1/7 di acciaio 45 #), la lunghezza di contatto tra il truciolo e la superficie di taglio anteriore è estremamente breve, e il calore generato durante il taglio non viene trasmesso facilmente, concentrato in un intervallo ristretto vicino all'area di taglio e al tagliente, con conseguente temperatura di taglio elevata. Nelle stesse condizioni di taglio, la temperatura di taglio può essere più del doppio di quella del taglio dell'acciaio 45.
(3) La forza di taglio per unità di area è elevata: la forza di taglio principale è inferiore di circa il 20% rispetto al taglio dell'acciaio. A causa della lunghezza di contatto estremamente breve tra il truciolo e la superficie di taglio anteriore, la forza di taglio per unità di area di contatto aumenta notevolmente, con conseguente rischio di rottura della lama. Allo stesso tempo, a causa del piccolo modulo elastico della lega di titanio, è facile produrre deformazioni di flessione sotto l'azione della forza radiale durante la lavorazione, causando vibrazioni, aumentando l'usura dell'utensile e influenzando la precisione delle parti. Pertanto, è necessario che il sistema di processo abbia una buona rigidità.
(4) Grave fenomeno di indurimento a freddo: a causa dell'elevata attività chimica del titanio, è facile assorbire ossigeno e azoto nell'aria per formare una pelle esterna dura e fragile ad alte temperature di taglio; Allo stesso tempo, anche la deformazione plastica durante il processo di taglio può causare un indurimento della superficie. Il fenomeno dell'indurimento a freddo non solo riduce la resistenza a fatica delle parti, ma aggrava anche l'usura degli utensili, caratteristica molto importante quando si tagliano le leghe di titanio.
(5) Gli utensili da taglio sono soggetti a usura: dopo che il pezzo grezzo è stato lavorato mediante stampaggio, forgiatura, laminazione a caldo e altri metodi, forma una pelle esterna dura e fragile e irregolare, che è soggetta alla rottura della lama, rendendo il taglio duro skin il processo più difficile nella lavorazione delle leghe di titanio. Inoltre, a causa della forte affinità chimica della lega di titanio con i materiali dell'utensile, l'utensile è soggetto a usura adesiva in condizioni di temperatura di taglio elevata e forza di taglio elevata per unità di area. Quando si tornino le leghe di titanio, a volte l'usura sulla superficie di taglio anteriore è ancora più grave che sulla superficie di taglio posteriore; Quando la velocità di avanzamento f<0.1 mm/r, wear mainly occurs on the rear cutting surface; When f>{{0}}.2 mm/giro, ci sarà usura sulla superficie della lama anteriore; Quando si utilizzano utensili da taglio in lega dura per tornitura di precisione e semiprecisione, è più appropriato avere un VBmax inferiore a 0,4 mm per l'usura della superficie di taglio posteriore.
Nella fresatura, a causa della bassa conduttività termica dei materiali in lega di titanio e della lunghezza di contatto estremamente breve tra il truciolo e la superficie di taglio frontale, il calore generato durante il taglio non viene trasmesso facilmente, concentrato nella zona di deformazione del taglio e in un piccolo intervallo vicino al bordo tagliente. Durante la lavorazione, sul tagliente si genereranno temperature di taglio estremamente elevate, riducendo notevolmente la durata dell'utensile. Per la lega di titanio Ti6Al4V, nelle condizioni consentite di resistenza dell'utensile e potenza della macchina, la temperatura di taglio è un fattore chiave che influenza la durata dell'utensile, piuttosto che l'entità della forza di taglio.