Auparavant, certains clients avaient consulté sur l'alliage de titane et pensaient que le traitement de l'alliage de titane était particulièrement problématique.Maintenant, des collègues du département technologique de RSM partageront avec vous pourquoi nous pensons que l'alliage de titane est un matériau difficile à traiter ?En raison du manque de compréhension approfondie de son mécanisme et de son phénomène de traitement.
1. Phénomènes physiques du traitement du titane
La force de coupe de l'alliage de titane n'est que légèrement supérieure à celle de l'acier de même dureté, mais le phénomène physique du traitement de l'alliage de titane est beaucoup plus complexe que celui du traitement de l'acier, ce qui rend le traitement de l'alliage de titane confronté à de grandes difficultés.
La conductivité thermique de la plupart des alliages de titane est très faible, seulement 1/7 de celle de l'acier et 1/16 de celle de l'aluminium.Par conséquent, la chaleur générée lors du processus de coupe de l'alliage de titane ne sera pas rapidement transférée à la pièce ou emportée par les copeaux, mais sera concentrée dans la zone de coupe et la température générée peut atteindre 1 000 ℃ ou plus, de sorte que le tranchant de l'outil peut rapidement s'user, se fissurer et générer des tumeurs par accumulation de copeaux.L'usure rapide du tranchant peut également générer davantage de chaleur dans la zone de coupe, réduisant ainsi encore la durée de vie de l'outil.
La température élevée produite lors du processus de découpe détruit également l'intégrité de la surface des pièces en alliage de titane, entraînant une diminution de la précision géométrique des pièces et l'émergence d'un phénomène d'écrouissage qui réduit considérablement leur résistance à la fatigue.
L'élasticité de l'alliage de titane peut être bénéfique pour les performances des pièces, mais dans le processus de découpe, la déformation élastique de la pièce est une cause importante de vibration.La pression de coupe rend la pièce « élastique » séparée de l'outil et rebondit, de sorte que le frottement entre l'outil et la pièce est supérieur à l'effet de coupe.Le processus de friction génère également de la chaleur, ce qui aggrave la mauvaise conductivité thermique des alliages de titane.
Ce problème devient de plus en plus grave lors de l'usinage de pièces à parois minces ou en forme d'anneaux qui se déforment facilement.Il n’est pas facile d’usiner des pièces en alliage de titane à parois minces avec la précision dimensionnelle attendue.À mesure que le matériau de la pièce est repoussé par l'outil, la déformation locale de la paroi mince a dépassé la plage élastique et une déformation plastique se produit, et la résistance et la dureté du matériau au point de coupe augmentent considérablement.À ce moment-là, la vitesse de coupe initialement déterminée deviendra trop élevée, provoquant ainsi une usure brutale de l'outil.
La « chaleur » est le « coupable » de l'alliage de titane difficile à traiter !
2. Conseils pour le traitement de l'alliage de titane
Sur la base de la compréhension du mécanisme de traitement de l'alliage de titane, combinée à l'expérience antérieure, le principal savoir-faire technologique pour le traitement de l'alliage de titane est le suivant :
(1) La lame à géométrie d'angle positif est utilisée pour réduire la force de coupe, la chaleur de coupe et la déformation de la pièce.
(2) Maintenir une alimentation stable pour éviter le durcissement de la pièce.L'outil doit toujours être en état d'alimentation pendant le processus de coupe.La quantité de coupe radiale ae pendant le fraisage doit être de 30 % du rayon.
(3) Un fluide de coupe à haute pression et à grand débit est utilisé pour assurer la stabilité thermique du processus d'usinage et éviter la détérioration de la surface de la pièce et les dommages à l'outil dus à une température excessive.
(4) Gardez la lame bien aiguisée.L'outil émoussé est la cause de l'accumulation de chaleur et de l'usure, ce qui conduit simplement à la défaillance de l'outil.
(5) Dans la mesure du possible, il doit être traité à l’état mou de l’alliage de titane.Comme le matériau devient plus difficile à traiter après durcissement, le traitement thermique améliore la résistance du matériau et augmente l'usure de la lame.
(6) Utilisez un grand rayon d'arc de pointe d'outil ou un chanfrein pour couper et placez autant de lames que possible dans la coupe.Cela peut réduire la force de coupe et la chaleur à chaque point et éviter des dommages locaux.Lors du fraisage d'un alliage de titane, la vitesse de coupe a une grande influence sur la durée de vie de l'outil vc, suivie par la coupe radiale (profondeur de fraisage) ae.
3. Gérez les problèmes de traitement du titane à partir de la lame
L'usure des rainures de la lame lors du traitement de l'alliage de titane est l'usure locale de l'arrière et de l'avant le long de la profondeur de coupe, qui est souvent causée par la couche de durcissement laissée par le traitement précédent.La réaction chimique et la diffusion du matériau de l'outil et de la pièce à une température de traitement supérieure à 800 ℃ sont également l'une des raisons de la formation de l'usure des rainures.Lorsque les molécules de titane de la pièce à usiner s'accumulent devant la lame pendant le traitement, elles sont « soudées » à la lame sous haute pression et haute température, formant une tumeur d'accumulation de copeaux.Lorsque les copeaux accumulés sont décollés de la lame, le revêtement en carbure cémenté de la lame est enlevé.Par conséquent, le traitement de l’alliage de titane nécessite des matériaux de lame et des formes géométriques spéciaux.
Heure de publication : 27 septembre 2022