چه ابزارهای برشی برای ماشینکاری نوار تیتانیوم Gr12 مناسب هستند؟

من به عنوان یک تامین کننده قابل اعتماد میله های تیتانیوم Gr12، اغلب با مشتریانی روبرو می شوم که مشتاق هستند در مورد مناسب ترین ابزارهای برش برای ماشینکاری این درجه خاص از تیتانیوم بدانند. تیتانیوم Gr12 یک آلیاژ همه کاره است که به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی، استحکام بالا و جوش پذیری خوب شناخته شده است و آن را به یک انتخاب محبوب در صنایع مختلف مانند هوافضا، پزشکی و پردازش شیمیایی تبدیل کرده است. با این حال، ماشینکاری تیتانیوم Gr12 به دلیل خواص منحصر به فردش می تواند چالش برانگیز باشد و انتخاب ابزار برش مناسب برای دستیابی به نتایج کارآمد و با کیفیت بسیار مهم است.

درک چالش های ماشینکاری تیتانیوم Gr12

قبل از پرداختن به ابزارهای برش مناسب، درک چالش های مرتبط با ماشینکاری تیتانیوم Gr12 ضروری است. آلیاژهای تیتانیوم، از جمله Gr12، هدایت حرارتی نسبتا کمی دارند. این بدان معنی است که در طول فرآیند ماشینکاری، گرمای تولید شده در لبه برش به سرعت از بین نمی رود. در نتیجه، لبه برش می تواند دماهای بالایی را تجربه کند، که می تواند منجر به سایش سریع ابزار، پوشش ضعیف سطح و حتی شکستن ابزار شود.

علاوه بر این، آلیاژهای تیتانیوم واکنش شیمیایی بالایی با مواد ابزار برش در دماهای بالا دارند. این می تواند باعث شود تیتانیوم به ابزار برش بچسبد و لبه های ساخته شده ای را تشکیل دهد که بر عملکرد برش و کیفیت سطح قطعه ماشینکاری شده تأثیر می گذارد. علاوه بر این، تیتانیوم Gr12 دارای نسبت استحکام به وزن بالایی است که به ابزارهای برش نیاز دارد تا دارای استحکام و چقرمگی کافی برای مقاومت در برابر نیروهای برش باشند.

مواد ابزار برش مناسب

ابزار برش کاربید

کاربید یکی از رایج ترین مواد ابزار برش برای ماشینکاری تیتانیوم Gr12 است. کاربید تنگستن، به ویژه، سختی و مقاومت در برابر سایش عالی را ارائه می دهد. ابزارهای کاربید پوشش داده شده حتی مؤثرتر هستند زیرا پوشش یک لایه محافظتی اضافی در برابر گرما و سایش ایجاد می کند. به عنوان مثال، پوشش های نیترید تیتانیوم (TiN) می توانند اصطکاک را کاهش دهند و مقاومت ابزار را در برابر چسبندگی بهبود بخشند.

هنگام استفاده از ابزارهای برش کاربید برای تیتانیوم Gr12، مهم است که درجه مناسب را انتخاب کنید. گرید کاربید دانه ریز معمولاً ترجیح داده می شود زیرا چقرمگی و مقاومت در برابر سایش بهتری را ارائه می دهد. پارامترهای برش مانند سرعت برش، سرعت تغذیه و عمق برش نیز باید به دقت تنظیم شوند تا از داغ شدن بیش از حد ابزار جلوگیری شود. به طور معمول، برای جلوگیری از سایش بیش از حد ابزار، سرعت برش کمتر و نرخ تغذیه متوسط ​​توصیه می شود.

ابزار برش سرامیک

ابزارهای برش سرامیکی گزینه دیگری برای ماشینکاری تیتانیوم Gr12 هستند. آنها دارای سختی بالا، پایداری حرارتی عالی و واکنش شیمیایی کم با تیتانیوم هستند. سرامیک های مبتنی بر آلومینا و سرامیک های مبتنی بر نیترید سیلیکون دو نوع رایج مورد استفاده در ماشینکاری تیتانیوم هستند.

سرامیک های مبتنی بر آلومینا به دلیل توانایی آنها در ایجاد سطح خوب برای عملیات تکمیلی مناسب هستند. از طرف دیگر، سرامیک‌های مبتنی بر نیترید سیلیکون برای عملیات زبر مناسب‌تر هستند، زیرا چقرمگی بالاتری دارند و می‌توانند نیروهای برش بیشتری را تحمل کنند. با این حال، ابزارهای برش سرامیکی نسبتا شکننده هستند و نیاز به جابجایی دقیق و انتخاب دقیق پارامتر برش دارند. سرعت برش بالا و نرخ تغذیه کم اغلب هنگام ماشینکاری با ابزارهای سرامیکی برای استفاده از خواص حرارتی آنها و کاهش خطر شکستگی ابزار استفاده می شود.

ابزارهای برش نیترید بور مکعبی (CBN).

ابزارهای برش CBN بسیار سخت هستند و پایداری حرارتی عالی دارند. آنها برای ماشینکاری با سرعت بالا تیتانیوم Gr12 مناسب هستند. ابزارهای CBN می توانند دمای برش بالا را بدون سایش قابل توجه تحمل کنند، و آنها را برای کاربردهایی که به بهره وری بالا نیاز است، ایده آل می کند.

با این حال، ابزارهای برش CBN نسبتا گران هستند. آنها معمولاً برای عملیات تکمیلی بر روی قطعات با دقت بالا یا در محیط های تولید انبوه استفاده می شوند که هزینه هر قطعه را می توان با افزایش بهره وری و عمر ابزار توجیه کرد. هنگام استفاده از ابزارهای CBN، مهم است که از کاربرد مناسب خنک کننده برای کنترل دما و جلوگیری از آسیب حرارتی به ابزار اطمینان حاصل کنید.

هندسه ابزار برش

زاویه شن کش

زاویه چنگک ابزار برش نقش مهمی در ماشینکاری تیتانیوم Gr12 ایفا می کند. زاویه چنگک مثبت می تواند نیروی برش را کاهش دهد و جریان تراشه را بهبود بخشد. با این حال، برای ماشینکاری تیتانیوم، یک زاویه چنگک مثبت کوچک یا حتی یک زاویه چنگک صفر اغلب ترجیح داده می شود. این به این دلیل است که یک زاویه چنگک مثبت بزرگ می تواند لبه برش را ضعیف تر و مستعد تراشیدن به دلیل نیروهای برش و دماهای بالا مربوط به ماشین کاری تیتانیوم کند.

زاویه پاکسازی

زاویه فاصله برای جلوگیری از ساییدگی ابزار بر روی سطح ماشین کاری شده مهم است. برای اطمینان از برش صاف و کاهش اصطکاک، یک زاویه فاصله کافی، معمولاً بین 6 تا 12 درجه لازم است. این به جلوگیری از تولید گرما و سایش ابزار کمک می کند.

شعاع لبه برش

لبه برش تیز معمولاً برای ماشینکاری تیتانیوم Gr12 ترجیح داده می شود. با این حال، یک لبه بسیار تیز می تواند شکننده و مستعد بریدگی باشد. یک شعاع لبه برش کوچک، در حدود 0.01 - 0.03 میلی متر، می تواند تعادل خوبی بین وضوح و استحکام لبه ایجاد کند. این اجازه می دهد تا ابزار به طور موثر برش دهد و در عین حال یکپارچگی خود را در طول فرآیند ماشینکاری حفظ کند.

پارامترهای برش

سرعت برش

سرعت برش یک پارامتر مهم در ماشینکاری تیتانیوم است. برای تیتانیوم Gr12، سرعت برش نسبتا کم در مقایسه با سایر مواد توصیه می شود. سرعت دقیق برش به مواد ابزار برش، هندسه ابزار و عملیات ماشینکاری خاص بستگی دارد. برای ابزارهای برش کاربید، سرعت برش می تواند از 30 تا 60 متر در دقیقه متغیر باشد، در حالی که برای ابزارهای سرامیکی، می تواند بیشتر باشد، تا 150 متر در دقیقه.

نرخ خوراک

نرخ تغذیه باید با دقت انتخاب شود تا از حذف کارآمد براده ها و پرداخت سطح خوب اطمینان حاصل شود. نرخ تغذیه متوسط ​​معمولاً برای ماشینکاری تیتانیوم Gr12 ترجیح داده می شود. اگر نرخ تغذیه بیش از حد بالا باشد، می تواند نیروی برش را افزایش داده و باعث سایش بیش از حد ابزار شود. از سوی دیگر، نرخ بسیار پایین خوراک می تواند منجر به بهره وری ضعیف شود. نرخ تغذیه معمولی برای ابزار کاربید هنگام ماشینکاری تیتانیوم Gr12 حدود 0.1 - 0.2 میلی متر در دور است.

عمق برش

عمق برش نیز بر فرآیند ماشینکاری تاثیر می گذارد. برای کاهش نیروی برش و تولید گرما، عمق برش کوچک تا متوسط ​​توصیه می شود. برای عملیات خشن کردن، می توان از عمق برش 1 تا 3 میلی متر استفاده کرد، در حالی که برای عملیات تکمیلی، عمق برش 0.1 - 0.5 میلی متر مناسب تر است.

نتیجه گیری

انتخاب ابزارهای برش مناسب و پارامترهای برش برای ماشینکاری موفق میله های تیتانیوم Gr12 بسیار مهم است. ابزارهای برش کاربید، سرامیک و CBN هر کدام مزایای خاص خود را دارند و برای عملیات های مختلف ماشینکاری و نیازهای تولید مناسب هستند. با درک چالش‌های ماشین‌کاری تیتانیوم و انتخاب دقیق مواد ابزار برش، هندسه و پارامترهای برش، تولیدکنندگان می‌توانند به قطعات ماشین‌کاری شده با کیفیت بالا با بهره‌وری و عمر ابزار بهبود یافته دست یابند.

اگر در بازار میله های تیتانیوم با کیفیت Gr12 هستید، ما اینجا هستیم تا نیازهای شما را برآورده کنیم. ما همچنین طیف گسترده ای از سایر محصولات تیتانیوم مانندمیله تیتانیوم ASTM B348،میله تیتانیوم ASTM F67، ومیله تیتانیوم ASTM Gr5. برای اطلاعات بیشتر و بحث در مورد نیازهای خاص خود با ما تماس بگیرید. ما مشتاقانه منتظر همکاری با شما برای نیازهای نوار تیتانیوم شما هستیم.

مراجع

• "ماشینکاری آلیاژهای تیتانیوم"، راهنمای ASM، جلد 16: ماشینکاری
• "تکنولوژی ابزار برش برای آلیاژهای تیتانیوم"، موسسه ابزار برش صنعتی
• "فرایندهای ماشینکاری پیشرفته برای آلیاژهای تیتانیوم"، مجله علوم و مهندسی ساخت و ساز