Dalla scoperta del titanio nel 1790, l'uomo ha esplorato per un secolo per ottenere le sue straordinarie proprietà. Nel 1910, gli esseri umani produssero per la prima volta il titanio, ma la strada per applicare le leghe di titanio fu lunga e ardua. Fu solo 40 anni dopo, nel 1951, che la produzione industriale fu finalmente realizzata.
Leghe di titaniohanno le caratteristiche di elevata resistenza specifica, resistenza alla corrosione, resistenza alle alte temperature e resistenza alla fatica. Il peso delle leghe di titanio della stessa dimensione è solo il 60% di quello dell'acciaio, ma è più resistente dell'acciaio legato. Grazie alle sue buone proprietà, le leghe di titanio sono state ampiamente utilizzate nell'aviazione, nell'aerospaziale, nella produzione di energia, nell'energia nucleare, nelle navi, nei prodotti chimici e nelle apparecchiature mediche.
Ragioni della difficoltà della lavorazione delle leghe di titanio
Le quattro caratteristiche delle leghe di titanio, come bassa conduttività termica, forte incrudimento, elevata affinità con gli utensili da taglio e piccola deformazione plastica, sono le ragioni essenziali della difficoltà di lavorazione delle leghe di titanio. Il suo indice di taglio equivale solo al 20% di quello dell'acciaio facile da tagliare.
Bassa conduttività termica
La conduttività termica della lega di titanio è solo circa il 16% di quella dell'acciaio 45#. Il calore non può essere dissipato in tempo durante la lavorazione, con conseguente temperatura elevata locale del tagliente (la temperatura della punta durante la lavorazione è più di 1 volta quella dell'acciaio 45#), che provoca facilmente l'usura diffusa dell'utensile.
Grave incrudimento del lavoro
Il fenomeno dell'incrudimento della lega di titanio è evidente e lo strato di indurimento superficiale è più grave di quello dell'acciaio inossidabile, il che causerà alcune difficoltà nella lavorazione successiva, come un aumento dei danni al limite dell'utensile.
Elevata affinità con gli strumenti
Forte adesione con carburo cementato contenente titanio.
Piccola deformazione plastica
È circa la metà del modulo elastico dell'acciaio 45, quindi il recupero elastico è ampio e l'attrito è notevole. Allo stesso tempo, il pezzo è anche soggetto a deformazioni di bloccaggio.
Consigli tecnici per la lavorazione della lega di titanio
Sulla base della comprensione del meccanismo di lavorazione della lega di titanio e dell'esperienza precedente, i principali suggerimenti sul processo per la lavorazione della lega di titanio sono i seguenti:
(1) Utilizzare una lama con geometria ad angolo positivo per ridurre la forza di taglio, il calore di taglio e la deformazione del pezzo.
(2) Mantenere un avanzamento costante per evitare l'indurimento del pezzo. L'utensile dovrebbe essere sempre in avanzamento durante il processo di taglio. La profondità di taglio radiale durante la fresatura dovrebbe essere pari al 30% del raggio.
(3) Utilizzare fluido da taglio ad alta pressione e flusso elevato per garantire la stabilità termica del processo di lavorazione e prevenire la degenerazione superficiale del pezzo e danni all'utensile dovuti a temperatura eccessiva.
(4) Mantenere il bordo della lama affilato. Gli utensili spuntati sono causa di accumulo di calore e usura, che possono facilmente portare al guasto dell'utensile.
(5) Lavorare la lega di titanio il più tenera possibile, perché il materiale diventa più difficile da lavorare dopo l'indurimento. Il trattamento termico aumenta la resistenza del materiale e aumenta l'usura della lama.
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