Desde el descubrimiento del titanio en 1790, el ser humano lleva un siglo explorando para obtener sus extraordinarias propiedades. En 1910, los humanos produjeron por primera vez titanio metálico, pero el camino hacia la aplicación de aleaciones de titanio fue largo y arduo. No fue hasta 40 años después, en 1951, que finalmente se realizó la producción industrial.
Aleaciones de titaniotienen las características de alta resistencia específica, resistencia a la corrosión, resistencia a altas temperaturas y resistencia a la fatiga. El peso de las aleaciones de titanio del mismo tamaño es sólo el 60% del del acero, pero es más resistente que el acero aleado. Debido a sus buenas propiedades, las aleaciones de titanio se han utilizado ampliamente en la aviación, la industria aeroespacial, la generación de energía, la energía nuclear, los barcos, los productos químicos y los equipos médicos.
Razones de la dificultad del procesamiento de aleaciones de titanio.
Las cuatro características de las aleaciones de titanio, como baja conductividad térmica, endurecimiento severo, alta afinidad con las herramientas de corte y pequeña deformación plástica, son las razones esenciales de la dificultad del procesamiento de aleaciones de titanio. Su índice de corte sólo equivale al 20% del del acero fácil de cortar.
Baja conductividad térmica
La conductividad térmica de la aleación de titanio es sólo aproximadamente el 16% de la del acero 45#. El calor no se puede disipar a tiempo durante el procesamiento, lo que resulta en una temperatura local alta del filo (la temperatura de la punta durante el procesamiento es más de 1 vez mayor que la del acero 45#), lo que fácilmente causa un desgaste difuso de la herramienta.
Endurecimiento laboral severo
El fenómeno de endurecimiento por trabajo de la aleación de titanio es obvio y la capa de endurecimiento de la superficie es más grave que la del acero inoxidable, lo que provocará ciertas dificultades en el procesamiento posterior, como un mayor daño a los límites de la herramienta.
Alta afinidad con las herramientas.
Adhesión severa con carburo cementado que contiene titanio.
Pequeña deformación plástica
Es aproximadamente la mitad del módulo elástico del acero 45, por lo que la recuperación elástica es grande y la fricción es grave. Al mismo tiempo, la pieza de trabajo también es propensa a deformarse por sujeción.
Consejos técnicos para procesar aleaciones de titanio.
Según la comprensión del mecanismo de procesamiento de la aleación de titanio y la experiencia previa, los principales consejos de proceso para procesar la aleación de titanio son los siguientes:
(1) Utilice una hoja con una geometría de ángulo positivo para reducir la fuerza de corte, el calor de corte y la deformación de la pieza de trabajo.
(2) Mantenga un avance constante para evitar el endurecimiento de la pieza de trabajo. La herramienta siempre debe estar en el avance durante el proceso de corte. La profundidad de corte radial durante el fresado debe ser del 30% del radio.
(3) Utilice fluido de corte de alta presión y alto flujo para garantizar la estabilidad térmica del proceso de mecanizado y evitar la degeneración de la superficie de la pieza de trabajo y daños a la herramienta debido a una temperatura excesiva.
(4) Mantenga afilado el borde de la hoja. Las herramientas desafiladas son la causa de la acumulación de calor y el desgaste, lo que fácilmente puede provocar fallos en la herramienta.
(5) Procese la aleación de titanio en el estado más blando posible, porque el material se vuelve más difícil de procesar después del endurecimiento. El tratamiento térmico aumenta la resistencia del material y aumenta el desgaste de la hoja.
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