Nel 1956, McGevellen fece una netta distinzione tra le leghe di titanio in base alla differenza nello stato di ricottura e delineò diversi tipi, principalmente divisi in tre categorie: α, β e α + β e altri tre tipi di leghe di titanio....
1 Classificazione delle leghe di titanio
Nel 1956, McGevellen fece una netta distinzione tra le leghe di titanio in base alla differenza nello stato di ricottura e delineò diversi tipi, principalmente divisi in tre categorie: α, β e α + β e altri tre tipi di leghe di titanio.
TC4 (Ti-6Al-4V) appartiene alla struttura di fase α + β, che è la lega di titanio con la maggiore quantità e la lega di titanio con i dati prestazionali più completi. Alluminio e vanadio sono i principali elementi di lega contenuti in TC4 (Ti-6Al-4V). , l'alluminio è un elemento alfa stabilizzante e il vanadio è un elemento stabilizzante beta.
2 Caratteristiche della tecnologia di lavorazione
La lega di titanio TC4 è molto difficile da lavorare. Il processo completo di titanio e lega di titanio è molto diverso dall'acciaio, dalla lega di alluminio e da molti metalli pesanti in termini di struttura cristallina, proprietà fisiche e proprietà chimiche. I seguenti tre fattori determinano che le leghe di titanio sono metalli duri con cui lavorare.
(1) A causa dell'instabilità della sua composizione chimica. La lega di titanio TC4 reagirà chimicamente con l'ossigeno e l'azoto sotto deformazione termica e persino reagirà chimicamente con alcuni gas contenenti ossigeno e la reazione produrrà una pelle di ossido attaccata alla superficie del pezzo. Se la temperatura è più alta, raggiungerà i 900 °C Nei casi di cui sopra, la scala di ossido attaccata alla superficie del pezzo produrrà squame, in modo che gli elementi di ossigeno e azoto possano penetrare e diffondersi nel metallo, e alla fine si formerà uno strato di gettering superficiale. Maggiore durezza e minore plasticità sono le caratteristiche di questo strato di getter.
(2) Le prestazioni della cementite nella struttura metallografica appartengono a un composto Fe-C complesso, la durezza Vickers può raggiungere HV1100 al massimo e la tenacità all'impatto è quasi nulla.
(3) La conduttività termica non è elevata: se la conduttività termica della lega di titanio viene confrontata con altre leghe come la lega di alluminio, è solo circa 1/15 di quella della lega di alluminio e circa 1/5 di quella dell'acciaio. La conduttività termica e la conduttività termica delle leghe di titanio sono molto inferiori a quelle delle leghe di alluminio e degli acciai. Sono solo circa 1/15 di quelli delle leghe di alluminio e circa 2/7 di quelli di acciaio. L'impatto sulla qualità di lavorazione superficiale di alcune parti in lega di titanio è relativamente grande.
3 Caratteristiche di macinazione
Poiché la lega di titanio ha proprietà del materiale come alta resistenza, buona stabilità termica, resistenza alle alte temperature, elevata attività chimica, bassa conduttività termica e basso modulo elastico, è molto difficile da macinare ed è uno dei materiali più difficili da lavorare. In questo modo, la sua gamma di promozione e applicazione è molto limitata, perché le prestazioni di macinazione delle leghe di titanio sono molto scarse e ci sono tali e altri problemi nella macinazione.
Le principali caratteristiche di macinazione della lega di titanio TC4 sono le seguenti:
(1) Il problema dell'incollaggio della mola è serio. La lega di titanio è aderente alla superficie della mola e la superficie di incollaggio è come il fumo. Il motivo principale è che il materiale aderente cade durante il processo di rettifica, il che causerà la rottura e la caduta delle particelle abrasive, che alla fine danneggeranno seriamente la mola.
(2) La forza di macinazione è grande e la temperatura di macinazione è elevata. Durante il test di macinazione a grana singola, si è scoperto che durante la macinazione delle leghe di titanio, il processo di scorrimento rappresentava una grande proporzione e il tempo di contatto tra i grani abrasivi e il pezzo in lavorazione era molto breve, con conseguente forte attrito e grave deformazione elastica e plastica, e quindi la lega di titanio viene macinata in trucioli, che genera molto calore di macinazione. In questo momento, la temperatura di macinazione può raggiungere fino a circa 1500 °C.
(3) La rettifica produrrà trucioli a cascata, principalmente a causa di deformazioni complesse. I trucioli a forma di banda si formano principalmente quando si rettifica l'acciaio 45 con mola al corindone bianco (WA60KV) e i trucioli estrusi laminati si formano principalmente quando si macina la lega di titanio con la mola in carburo di silicio verde (GC46KV).
(4) In condizioni di alta temperatura, l'attività chimica della lega di titanio TC4 è piuttosto attiva ed è facile reagire violentemente con ossigeno, azoto, idrogeno e altri elementi nell'aria per formare materiali duri fragili come biossido di titanio, nitruro di titanio e idruro di titanio. Uno strato metamorfico, che porta ad una riduzione della plasticità di TC4.
(5) Nel processo di macinazione della lega di titanio, è influenzato da problemi difficili da risolvere, principalmente perché il calore di macinazione introdotto nel pezzo è difficile da esportare ed è facile deformare il pezzo, bruciarlo e persino causare alcune crepe. Ci saranno vari gradi di rugosità.
4. Innovazione della tecnologia di rettifica
4.1 Misure inibitorie per affrontare le ustioni e le crepe di macinazione
Ci sono alcuni problemi quando si utilizza la mola per lavorare la lega di titanio TC4. Il più grave è il fenomeno dell'adesione. A causa dell'alta velocità, la forza di macinazione e la temperatura sono relativamente elevate, il che brucerà la superficie e causerà crepe. Ren Jingxin e altri hanno fatto alcune ricerche sperimentali per ridurre il fenomeno delle ustioni e delle crepe durante la lavorazione. Ritengono che possano essere utilizzate mole più morbide, come mole in carburo di silicio o carburo di silicio di cerio invece di mole di corindone e vengano utilizzate mole di corindone. Incollaggio in resina, mentre il primo utilizza l'incollaggio ceramico. E i parametri di lavorazione dovrebbero anche essere prestati attenzione, ad esempio, la velocità della mola non dovrebbe essere troppo veloce, l'analisi sperimentale non dovrebbe superare i 20 metri al secondo, la profondità di rettifica non dovrebbe essere eccessiva, non più di 0,02 mm, e anche la velocità di movimento del pezzo in lavorazione è richiesta, circa 12-16 In pochi minuti, il fluido di macinazione non deve solo dissipare bene il calore, ma anche enfatizzare il suo effetto lubrificante, che può sopprimere efficacemente il verificarsi di incollaggio. Se si tratta di macinazione a secco, il lubrificante può essere imbevuto di lubrificante solido. mola infiltrazione.
4.2 Fenomeno di incollaggio della mola nella rettifica della lega di titanio e relative misure di soppressione
A causa dell'elevata temperatura di macinazione e della grande forza normale nel processo di macinazione delle leghe di titanio, si verificherà una grave deformazione plastica nelle leghe di titanio nella zona di macinazione e si verificherà il contatto fisico tra l'abrasivo e il metallo. o l'adsorbimento chimico produce un effetto legante; il trasferimento del metallo da rettificare alle particelle abrasive è causato dall'influenza della forza di taglio, che porta all'incollaggio della mola. Infine, i grani abrasivi sono rotti. Quando la forza di macinazione supera la forza di incollaggio tra i grani abrasivi, i grani abrasivi e il legame verranno staccati dalla mola.
4.3 Rettifica ad alta velocità e ad alta efficienza
Alcuni studiosi hanno effettuato la rettifica ad alta velocità e ad alta efficienza dei materiali in lega di titanio TC4 sulla rettificatrice ad altissima velocità progettata e prodotta dal National High-efficiency Grinding Engineering Technology Research Center della Hunan University. Nella ricerca, è stata analizzata la legge di influenza della forza di macinazione per unità di area e l'energia di macinazione specifica per quantità di macinazione. Se la velocità lineare rispetto alla mola aumenta, la forza di rettifica per unità di superficie diminuirà in modo significativo, ma se la velocità della tavola vw e la profondità di rettifica ap aumentano, la forza di macinazione per unità di area aumenterà. Quando la velocità lineare della mola vs aumenta, l'energia di macinazione specifica aumenta, ma quando la velocità della tavola vw e la profondità di macinazione ap aumentano, l'energia di macinazione specifica diminuisce.
