Op het gebied van het bewerken van titaniumlegeringen heeft de keuze van gereedschappen een directe invloed op de productie-efficiëntie, de bewerkingskwaliteit en de algehele kostencontrole.Het kiezen van ongepast gereedschap kan tot snel slijten leiden, verhoogde vervangingsfrequentie en aanzienlijk hogere gereedschapskosten.Het selecteren van de juiste instrumenten om prestaties en kosten in balans te brengen, is een cruciale uitdaging voor elke onderneming die zich bezighoudt met de verwerking van titaniumlegeringen.Dit artikel bespreekt de gebruikelijke gereedschapsmaterialen voor het bewerken van titanium en geeft praktische richtlijnen voor de keuze van gereedschappen om processen te optimaliseren en kosten te verlagen.

De belangrijkste werktuigmaterialen die tegenwoordig beschikbaar zijn, vallen in vier hoofdcategorieën: hoog snel staal (HSS), legeringen op basis van kobalt, carbide en keramiek.Elk materiaal heeft verschillende kenmerken en toepassingen.Het begrijpen van deze eigenschappen vormt de basis voor de juiste keuze van gereedschap.

HSS-staal heeft zijn naam te danken aan zijn vermogen om de snijprestaties bij verhoogde rotatiesnelheden te behouden.met een nauwkeurige samenstelling die per leverancier verschiltTerwijl HSS gereedschappen titanium legeringen kunnen bewerken,hun slechte slijtvastheid maakt ze onpraktisch voor productieomgevingen met een groot volume, waar frequente gereedschapsveranderingen de efficiëntie zouden verminderen en de arbeidskosten zouden verhogen.

Met een hardheid van typisch ongeveer 60 Rc is het mogelijk dat de splijtstof in de vorm van een splijtstof met een hardheid van ongeveer 60 Rc wordt gebruikt om de splijtstof te verwerken.Deze legeringen worstelen met hoge hardheid titanium legeringenHoewel zij geschikt zijn voor zachtere metalen, blijft hun toepassing bij het bewerken van titanium beperkt.

Het gebruik van carbidewerktuigen domineert momenteel de bewerking van titaniumlegeringen.Dit materiaal behoudt bij hoge temperaturen een uitzonderlijke hardheid en biedt bovendien een superieure slijtvastheid en weerstand tegen plastic vervormingHet gebruik van de carbide-tools is in het algemeen onderverdeeld in twee categorieën: wolfraam-cobalt en titanium-cobaltcarbides.De meeste hardewerktuigen zijn voorzien van speciale coatings om de slijtvastheid te verbeterenAls het met geschikte coatings wordt gecombineerd, leveren hardewerktuigen een langere werkingsduur en een superieure bewerkingskwaliteit.

Keramische gereedschappen profiteren van chemische traagheid, waardoor ze ideaal zijn voor reactieve metalen zoals titanium.keramische gereedschappen hebben een aanzienlijke breekbaarheid en zijn kwetsbaar voor thermische en mechanische schokkenVeel deskundigen wijzen op onvoorspelbare prestaties onder ongunstige bewerkingsomstandigheden, waardoor bij de keuze van keramische gereedschappen zorgvuldig rekening moet worden gehouden met de werkingsparameters.

De levensduur van het gereedschap wordt door de vergelijking van Taylor berekend als een wiskundig kader voor het selecteren van optimale gereedschapsmaterialen voor specifieke toepassingen:

Waar:

• V = snij snelheid (m/min)
• T = Werktuigduur (min)
• C = Snij snelheid bij een werktuiglevensduur van 1 minuut (materiaalefhankelijke constante)
• n = Taylor-exponent (meestal 0,1-0,3), bepaald door het werktuigmateriaal, het werkstuk en de snijomstandigheden

Deze vergelijking legt de relatie vast tussen de snij snelheid en de levensduur van het gereedschap, waardoor de levensduur van het gereedschap onder verschillende bedrijfsomstandigheden kan worden voorspeld.

1. Bewerkingsvereisten definiëren:Identificeer de kwaliteit van de titaniumlegering, de precisie-specificaties, de oppervlakteafwerkingseisen en de productiedoelstellingen.

2Verzamel gegevens:Verzamelen van snij snelheid (V), gereedschap leven (T), en Taylor exponent (n) waarden voor verschillende gereedschapsmateriaal verwerking van de specifieke titanium legering.onderzoeksliteratuur, of snijproeven.

3Verricht berekeningen:Invoer van verzamelde gegevens in de Taylor-vergelijking om de levensduur van het gereedschap tussen materialen te vergelijken.de vergelijking bepaalt welke materialen aan deze parameters voldoen.

4- Evalueer opties:Overweeg de totale kostenfactoren, waaronder de aankoopprijs, de frequentie van vervanging en de bewerkingsdoeltreffendheid.Een goedkoper gereedschap dat vaak moet worden vervangen, kan in het algemeen duurder zijn dan een duurder alternatief met een langere levensduur.

Speciale coatings verbeteren de werktuigprestaties aanzienlijk.

• Titaniumnitride (TiN):Verpakkingen voor algemene doeleinden met een hoge hardheid en slijtvastheid
• Titaniumcarbonitride (TiCN):Verbeterde hardheid en slijtvastheid voor moeilijk te bewerken materialen
• Titanium-aluminiumnitrium (TiAlN):Superieure stabiliteit bij hoge temperaturen en oxidatiebestendigheid voor hogesnelheidsbewerking en droogbewerking
• Diamant-achtige koolstof (DLC):Ultralage wrijving en extreme hardheid voor non-ferrometalen en composieten

Bij de keuze van de coating moet rekening worden gehouden met de materiaal eigenschappen van het werkstuk, de snij snelheden, het koelmiddelverbruik en de precisievereisten.

Naast de selectie van materiaal en coating verbetert het optimaliseren van de snijparameters de efficiëntie en vermindert de kosten.

• Snijtijd:Een hogere snelheid verhoogt de productiviteit, maar versnelt het slijtage van gereedschappen
• Voerpercentage:Grotere toevoersnelheden verhogen de productie, maar kunnen de oppervlakteafwerking in gevaar brengen
• Snijdiepte:Diepere snijdingen verbeteren de materiaalverwijderingspercentages, maar verhogen de snijkrachten

Door middel van experimenteren en verfijningen kunnen fabrikanten optimale combinaties van parameters identificeren die de efficiëntie maximaliseren en tegelijkertijd de uitgaven voor gereedschap minimaliseren.

Een fabrikant van luchtvaartcomponenten die Ti-6Al-4V-onderdelen bewerkte, selecteerde carbide-gereedschappen met een TiAlN-coating.

• Snij snelheid: 80 m/min.
• Invoer snelheid: 0,1 mm/rv
• Snijdiepte: 0,5 mm

Deze parameters leverden een werktuiglevensduur van 120 minuten op, terwijl ze voldoen aan de oppervlakteafwerkingspesificaties.en verminderde gereedschapskosten met 40%.

Door de eigenschappen van het materiaal te begrijpen en de vergelijking van Taylor toe te passen, kunnen fabrikanten optimale gereedschapsoplossingen identificeren.De selectie van de coating en de optimalisatie van de parameters verbeteren de efficiëntie en de kosteneffectiviteitVoor de meeste titaniumbewerkingstoepassingen vormen beklede carbidewerktuigen de ideale balans tussen duurzaamheid en prestaties.Bedrijven moeten de operationele vereisten zorgvuldig evalueren om de meest geschikte gereedschapsstrategie voor hun specifieke behoeften te implementeren.