Титановый сплав, с его уникальными преимуществами, занимает важную позицию в авиационной, аэрокосмической, медицинской и других областях, а также за последние два года поднялся в области потребительской электроники 3C, применяя к телу и структурным частям ряда горячих продаваемых смартфонов. Титановый сплав имеет преимущества производительности легкого веса, высокой прочности и хорошей текстуры, что помогает улучшить дизайн внешнего вида смартфонов и значительно снизить вес организма и, как ожидается, станет тенденцией материальных инноваций в потребительской электронике. Тем не менее, титановые сплавы трудно обработать, что всегда было проблемой для инженеров и техников.
Трудности обработки титанового сплава
1. Температура: теплопроводность большинства титановых сплавов чрезвычайно низкая, только 1/7 стали, 1/16 алюминия и 1/25 меди, поэтому тепло, генерируемое во время процесса резки, нелегко излучать, но сконцентрировано в области разрезания. Температура наконечника инструмента может возрасти до 1000 градусов, что приводит к быстрому износу инструмента, растрескиванию и накоплению чипов, сокращению срока службы инструмента. Высокая температура резки также разрушает целостность поверхности титановой сплавов, снижает геометрическую точность детали и запускает феномен уплотнения работы, что сильно снижает его усталостную силу.
2. Упругая деформация: модуль эластичности титанового сплава относительно низкий, например, модуль эластичности TC4 составляет всего 110 ГПа, что намного ниже, чем 210 ГПа 45 стали и общей нержавеющей стали около 200 ГПа. При обработке титанового сплава легко производить упругую деформацию, особенно при обработке тонкостенных или кольцевых частей более очевидным. Тонкостенные детали при обработке локальной деформации за пределами упругого диапазона, что приводит к пластической деформации, прочности и твердости точки резки значительно увеличилась.
3. Сильная аффинность: аффинность титанового сплава хороша, в процессе поворота и бурения легко образовывать длинные и непрерывные чипсы, эти чипы будут обертываться вокруг инструмента и препятствовать его функции. Когда глубина резки слишком большая, легко вызвать прилипание, сжигание или разрыв инструмента.
4. Вибрация: эластичность титановых сплавов становится основной причиной вибрации во время процесса резки. Вибрация, генерируемая обработкой титанового сплава, в 10 раз превышает сталь. Поскольку режущая тепло сосредоточена в режущей части, он производит зубчатые чипсы, что приводит к колебаниям резки мощности.
Контрмеры для сложной обработки титановых сплавов
1. Охлаждение: используйте охлаждающую жидкость, чтобы снизить высокие температуры резки. Обычно нерастворимая масляная жидкость подходит для низкоскоростной резки с тяжелой температурой, а растворимая охлаждающая жидкость подходит для высокоскоростной резки. Кроме того, могут использоваться методы резки с низким уровнем температуры, такие как использование жидкого азота (-180 градуса) или жидкого CO2 ({{8} градуса) в качестве режущей жидкости, которая может эффективно снизить температуру зоны резки, улучшить качество обработанной поверхности и продлить срок службы инструмента.
2. Выберите правильный инструмент: выбор соответствующих режущих инструментов может значительно повысить эффективность обработки. Поддержание резкого края может уменьшить силу резания. Технология шлифования с полированными флейтами и индексируемые вставки с высоким положительным углом может помочь снизить давление резания. При необходимости используйте инструменты с покрытием, чтобы минимизировать липкость сплава и разбить длинные чипсы.
3. Постоянная подача или увеличение скорости подачи: поддержание постоянного корма имеет решающее значение для минимизации упрочнения работы. Если производительность оборудования позволяет, попробуйте увеличить скорость подачи, чтобы сократить количество времени, которое инструмент тратит в зоне обработки, что снижает вероятность наращивания тепла и упрочнения работы.
4. Уменьшите скорость резки: используйте 1/3 или меньше скорости стальной резки для обработки титана, чтобы контролировать тепловой выпуск.
5. Изменение инструментов в соответствии с процессом: для высокодолузовой титановой обработки предпочтительны карбидные инструменты; Для обработки с низким объемом высокоскоростных карбида инструментов более подходят.
6. Используйте очень жесткие машины: очень жесткие машины имеют решающее значение для успешной обработки титановых сплавов. Идеальная титановая фрезерная машина должна быть жесткой, с шпинделем, который может работать на низких скоростях и высокого крутящего момента для поглощения вибрации и уменьшения болтовни во время резки.
7. Регулярная очистка: регулярная очистка оборудования для обработки и инструментов предотвращает отложения мусора, которые могут повлиять на результаты обработки.
Благодаря вышеупомянутым контрмезам можно эффективно решать проблемы обработки титановых сплавов в 3C потребительской электронике, содействуя применению титанового сплава на более высоких смартфонах и потребительской электронике.
