Почему трудно обрабатывать титан проволочной резкой?

Если вы хотите обработать титан с ЧПУ , людям часто нужно больше времени, чтобы подумать о том, как будет легче обрабатывать титановые сплавы. Потому что всегда было сложно обрабатывать титановые сплавы резкой проволокой. , резка проволоки - лучший метод обработки. Так почему же сложно обрабатывать титановые сплавы проволочной резкой?

Чтобы решить эту проблему, мы должны сначала понять некоторые общие свойства металлов титановых сплавов.

Что такое титановый сплав? <сильный>

Титан — новый тип металла. Производительность титана связана с содержанием примесей, таких как углерод, азот, водород и кислород. Чистейший йодид титана имеет содержание примесей не более 0,1 %, но обладает низкой прочностью и высокой пластичностью. Свойства промышленного чистого титана 99,5%:плотность ρ=4,5 г/см ³ , температура плавления 1725 ℃, теплопроводность λ =15,24 Вт / (м. К), предел прочности при растяжении σb =539 МПа, относительное удлинение δ =25%, скорость усадки сечения ψ =25%, модуль упругости E =1,078 × 105 МПа, твердость HB195.

Каковы свойства титановых сплавов? <сильный>

• Высокая удельная прочность

Плотность титанового сплава обычно составляет около 4,51 г/см ³ . , который состоит всего лишь на 60 % из стали. Плотность чистого титана близка к плотности обычной стали, а некоторые высокопрочные титановые сплавы превосходят по прочности многие легированные конструкционные листы стали. Следовательно, удельная прочность (прочность/плотность) титанового сплава намного выше, чем у других металлических конструкционных материалов, и могут быть изготовлены детали с высокой удельной прочностью, хорошей жесткостью и малым весом. Титановые сплавы используются в компонентах авиационных двигателей, каркасах, обшивках, крепежных элементах и ​​шасси, а также в некоторых аэрокосмических компонентах.

• Высокая термостойкость

Рабочая температура на несколько сотен градусов выше, чем у алюминиевых сплавов, а требуемая прочность еще может сохраняться при умеренных температурах. Он может работать длительное время при температуре от 450 до 500 °С, тогда как удельная прочность алюминиевых сплавов значительно снижается при 150 °С. Рабочая температура титанового сплава может достигать 500 ℃, а рабочая температура алюминиевого сплава ниже 200 ℃.

• Хорошая коррозионная стойкость

Титановый сплав работает во влажной атмосфере и морской воде, и его коррозионная стойкость намного лучше, чем у нержавеющей стали; он обладает особенно высокой устойчивостью к точечной коррозии, кислотной коррозии и коррозии под напряжением; Товары, азотная кислота, серная кислота и т.д. обладают отличной коррозионной стойкостью. Однако титан обладает плохой коррозионной стойкостью к средам с восстановительным кислородом и солями хрома.

• Хорошие характеристики при низких температурах

Титановые сплавы могут сохранять свои механические свойства при низких и сверхнизких температурах. При экстремально низких температурах титановые сплавы с чрезвычайно низким содержанием элементов внедрения, такие как ТА7, все еще могут сохранять определенную пластичность при -253 °C. Таким образом, титановый сплав также является важным низкотемпературным конструкционным материалом.

• Высокая химическая активность

Титан обладает высокой химической активностью и вступает в сильные химические реакции с O, N, H, CO, CO₂ , водяной пар, аммиак и др. в атмосфере. Когда содержание углерода превышает 0,2%, в титановом сплаве будет образовываться твердый TiC; при высокой температуре также будет образовываться твердый поверхностный слой TiN при его взаимодействии с N; при температуре выше 600 ℃ титан поглощает кислород, образуя закаленный слой с высокой твердостью; Повышенное содержание водорода также приводит к образованию слоя охрупчивания. Глубина твердого и хрупкого поверхностного слоя, образующегося при поглощении газа, может достигать 0,1—0,15 мм, а степень упрочнения — от 20 до 30%. Химическое сродство титана также велико, и он легко прилипает к поверхности трения.

• Низкая теплопроводность

Теплопроводность титана λ=15,24 Вт/(м·К) составляет около 1/4 никеля, 1/5 железа, 1/14 алюминия, а теплопроводность различных титановых сплавов составляет около 1/4 этой величины. из титана. вниз 50%. Модуль упругости титанового сплава составляет около 1/2 стали, поэтому его жесткость низкая и легко деформируется, поэтому он не подходит для изготовления тонких стержней и тонкостенных деталей.

Обобщить <сильный>

Следовательно, в соответствии с приведенными выше металлическими свойствами титановых сплавов мы можем знать, что титан представляет собой металл с высокой прочностью, высокой твердостью, высокой жаростойкостью и низкой теплопроводностью. Затем процесс резки проволоки происходит из-за явления электрической коррозии, высокочастотного разряда между молибденовой проволокой и заготовкой, а мгновенная высокая температура плавит металл для резки.

Металлический титан очень стабилен на воздухе при комнатной температуре. Только при нагревании при высокой температуре в течение некоторого времени он изменит свой цвет, а самое главное, станет синим. В основном это связано с тем, что при нагревании металлического титана на воздухе он окисляется кислородом с образованием плотной оксидной пленки.

Этот слой оксидной пленки может не только защитить поверхность металлического титана, но и является основным источником изменения цвета титана. Уравнение реакции окисления титана:Ti+O₂ ==TiO₂ , а условием реакции является высокотемпературный нагрев (т. е. термически затронутый слой по обеим сторонам щели для резки проволоки). При низкой температуре нагрева оксидная пленка на поверхности титана почти прозрачна, что трудно заметить невооруженным глазом, но при повышении температуры оксидная пленка в горшке будет постепенно утолщаться и мешать свету. Различные цвета появляются в глазах человека. Следовательно, толщина оксидной пленки определяет, в какой цвет превратится поверхность титана.