Советы по обработке титана на станках с ЧПУ:аэрокосмическая отрасль и не только

Благодаря превосходному соотношению прочности к весу и устойчивости к коррозии титан является одним из самых полезных и популярных металлов для инженеров-технологов, архитекторов и дизайнеров потребительских товаров. В конце концов, он назван в честь титанов из древнегреческой мифологии и обычно оправдывает свое название.

Титан обладает желательными свойствами материала, а также с ним относительно легко работать. Он пригоден для сварки (в инертной атмосфере) и может быть обработана на станках с ЧПУ. как нержавейка. Он также подходит практически для всех отделочных работ. процессы:дробеструйная обработка, порошковое покрытие и электрофорез дают хорошие результаты при нанесении на титан. Конечно, существуют металлы с более высокой степенью обрабатываемости, чем у титана, но титан предлагает хорошее сочетание формуемости и механических характеристик.

При этом проектирование и производство деталей из титана не всегда то же самое, что и для алюминиевых деталей или деталей из недорогих материалов. А поскольку титановые заготовки стоят примерно в 10 раз дороже, чем алюминий 6061, вы должны быть уверены, что ваши детали сделаны правильно с первого раза.

В этом посте обсуждаются основы обработки титана на станках с ЧПУ, включая наиболее подходящие области применения, особенности обработки и варианты обработки поверхности.

Что такое титан?

Титан — блестящий переходный металл, обнаруженный в Великобритании в 18 веке. Он имеет серебристый вид и, несмотря на низкую плотность, чрезвычайно прочен. Это делает его ценным товаром в отраслях, где особое значение имеет легкость.

В дополнение к хорошему соотношению прочности к весу титан также обладает высокой устойчивостью к коррозии — от морской воды, хлора и кислот — и не токсичен даже в больших количествах. Это делает его особенно полезным в мире медицины для имплантатов и других медицинских устройств.

В обрабатывающей промышленности титан часто сплавляют с такими элементами, как железо, алюминий и ванадий.

Зачем использовать титан?

Несмотря на премиальную цену, титан является невероятно популярным материалом. Причины использования титана включают в себя:

• Высокая прочность
• Коррозионная стойкость
• Хорошее соотношение прочности и веса
• Пластичность
• Хорошая обрабатываемость
• Варианты обработки поверхности
• Подходит для вторичной переработки

По этим причинам титан регулярно используется в таких отраслях, как аэрокосмическая, автомобильная и медицинская.

Аэрокосмические детали из титана включают детали авиационных двигателей, детали планера, роторы и лопатки компрессора. На самом деле аэрокосмическая промышленность является движущей силой производства титана:две трети всего производимого в мире титана идет на авиационные двигатели и планеры.

В медицинском мире титановые детали включают хирургические имплантаты (например, долгосрочные замены тазобедренного сустава) и инструменты. Металл также используется для изготовления таких предметов, как инвалидные коляски и костыли.

Почему титановый станок с ЧПУ?

Чтобы получить наиболее точные и доступные детали из титана, обработка с ЧПУ почти всегда является лучшей технологией производства. Чтобы понять почему, давайте рассмотрим альтернативы.

Производители редко изготавливают детали из титана методом литья. . Это связано с тем, что нагретый титан бурно реагирует с кислородом, а многие огнеупорные материалы, используемые при литье, содержат следовые количества кислорода.

Обходной путь заключается в использовании литья с набивным графитом — с использованием бескислородного графитового литья — но при этом получаются детали с очень шероховатой текстурой поверхности, не подходящей для большинства медицинских, аэрокосмических и промышленных применений. Также можно изготавливать детали из титана методом литья по выплавляемым моделям, но для этого требуется вакуумная камера.

Более новым вариантом является использование аддитивного производства. для деталей из титана. Немного 3D-печати такие технологии, как селективное лазерное плавление (SLM), электронно-лучевое плавление (EBM) и прямое осаждение энергии (DED), могут обрабатывать титановые материалы для 3D-печати. Однако эти системы 3D-печати очень дороги, и многие отрасли промышленности еще не сертифицировали 3D-печать титана для изготовления критических с точки зрения безопасности деталей конечного использования.

По сравнению с альтернативами обработка с ЧПУ – это точный, безопасный, универсальный и доступный способ изготовления деталей из титана.

Что нужно учитывать при обработке титана

Титан — отличный материал для многих применений, но у него есть свои уникальные характеристики, которые необходимо учитывать в процессе обработки с ЧПУ. При обработке титана необходимо учитывать следующее:

Накопление тепла

Титановые сплавы могут быть тверже, чем обычные материалы для механической обработки, такие как алюминиевые сплавы. Это может привести к повышенному износу инструмента и одновременно к повышенному нагреву в точке контакта.

Для этих более твердых титановых сплавов может потребоваться уменьшить число оборотов станка с ЧПУ при использовании большей нагрузки стружки. Подача охлаждающей жидкости под высоким давлением также снижает нагрузку на режущие инструменты и помогает производить детали из титана более высокого качества.

Некоторые виды технически чистого титана (классы 1–2) могут в меньшей степени выделять избыточное тепло, но все же следует соблюдать меры предосторожности.

Раздражение

Проблема, более заметная для технически чистого титана, чем для титановых сплавов, — это истирание и нарост на кромке.

Титан марок 1–2 может стать липким во время обработки и в конечном итоге может прилипнуть к режущему инструменту. Однако это можно уменьшить, используя СОЖ под высоким давлением и обеспечив быстрое удаление стружки.

Неспособность решить эту проблему может также усугубить проблему накопления тепла, ускоряющего затупление режущих инструментов.

Закрепление

Титан и его обрабатываемые сплавы менее жесткие, чем другие распространенные металлы, поэтому при обработке на станках с ЧПУ требуется надежный захват.

В дополнение к жесткой настройке станка может быть полезно поддерживать постоянное движение инструмента без прерывания резки.

Обработка поверхности обработанного титана

Титановые детали, обработанные на станках с ЧПУ, можно улучшить с помощью различных видов обработки поверхности — в функциональных или эстетических целях.

Отделка поверхности включает:

• Сглаживание
• Полировка
• Дробеструйная обработка
• Кисть
• Рисование
• Хромирование
• Металлизирование
• Покрытие PVD
• Порошковое покрытие
• Электрофорез

Обычные марки титана

Титановый сплав	Сила	Коррозионная стойкость	Формируемость	Использует
1	Низкий	Высокий	Высокий	Планеры, теплообменники
2	Средний	Высокий	Высокий	Планеры, авиационные двигатели, судовые
3	Высокий	Высокий	Средний	Планеры, авиадвигатели
4	Высокий	Высокий	Средний	Планеры, авиадвигатели, медицина, гидравлика
5 (6АЛ-4В)	Средний	Высокий	Высокий	Планеры, газотурбинные двигатели, медицинское оборудование

3ERP является уважаемым поставщиком услуг по обработке с ЧПУ и имеет большой опыт в производстве титановых деталей и прототипов. Получите бесплатное предложение прямо сейчас.