Wie hoch ist die Bearbeitungsleistung einer Titanlegierung für die Luftfahrt?
Mit dem zunehmenden Anteil von Titanlegierungen in Flugzeugen hat die CNC-Bearbeitungseffizienz von Luftfahrtstrukturen aus Titanlegierungen einen zunehmenden Einfluss auf Luftfahrtunternehmen. Titanlegierungen sind ein schwer zu bearbeitendes Material, und Titanbearbeitungsteile für die Luftfahrt sind relativ gut bearbeitbar. Die Leistung beträgt 0.15 Kleiner oder gleich 0.25 und die Verarbeitungseffizienz beträgt nur 10 Prozent der von Aluminiumlegierungen. Daher schränkt die geringe Verarbeitungseffizienz von Luftfahrtstrukturen aus Titanlegierungen die Massenproduktion moderner Flugzeuge erheblich ein. Ein häufiges Anliegen von CNC-Geräteherstellern und Werkzeugherstellern. Was sind also die Bearbeitungseigenschaften von Titanlegierungen?
Verarbeitungsleistung von Titanlegierungen Titan ist eines der am häufigsten vorkommenden Metalle auf der Erde und belegt den dritten Platz unter den Metallen. Im Vergleich zu anderen Metallen zeichnet es sich durch gute mechanische Eigenschaften, starke Korrosionsbeständigkeit und ein geringes spezifisches Gewicht aus. Bei der tatsächlichen Bearbeitung ist die Bearbeitungsleistung von Titanlegierungen jedoch sehr schlecht, vor allem in folgenden Aspekten:
(1) Große Schnittkraft. Titanlegierungsmaterial hat eine hohe Festigkeit und die beim Schneiden erzeugte Schnittkraft ist doppelt so hoch wie die von Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt. Die große Schnittkraft führt dazu, dass die Schneide viel Schneidwärme erzeugt;
(2) Geringe Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit einer Titanlegierung beträgt nur 1/4 der von Eisen und 1/16 der von Aluminium. Eine große Menge an Schneidwärme konzentriert sich im Schneidbereich, was zu einer Schneidtemperatur von bis zu 700 Grad führt.
(3) Die Belastung der Werkzeugspitze ist groß. Die Plastizität der Titanlegierung ist gering und die bei der Verarbeitung entstehenden Späne lassen sich extrem leicht biegen, was zu einer kurzen Kontaktlänge zwischen Span und Spanfläche führt, die nur 1/2 bis 2/3 der von 45#-Stahl beträgt . Daher erhöht sich der Druck pro Flächeneinheit auf die Schneidkante, was zu einer Spannungskonzentration an der Schneidkante führt;
(4) Die Reibungskraft ist groß. Einerseits ist der Reibungskoeffizient zwischen dem Titanlegierungsmaterial und dem Werkzeugmaterial relativ groß;
(5) Hohe chemische Aktivität. Bei hohen Schneidtemperaturen reagiert das Titanelement leicht chemisch mit Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und anderen Gasen in der Luft, um eine harte Oberflächenschicht zu bilden und den Werkzeugverschleiß zu beschleunigen. Gleichzeitig neigt Titan auch zu chemischen Reaktionen mit dem Werkzeugmaterial, was zur Diffusion des Werkzeugmaterials und zu starkem Werkzeugverschleiß führt.
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