Industriële fabricage
Industrieel internet der dingen | Industriële materialen | Onderhoud en reparatie van apparatuur | Industriële programmering |
home  MfgRobots >> Industriële fabricage >  >> Manufacturing Technology >> Industriële technologie

Hoe titanium bewerkbaar is voor auto-, ruimtevaart- en industriële componenten

Titanium werd voor het eerst ontdekt in 1791, maar we begonnen zijn industriële potentieel pas in 1948 te realiseren toen de Amerikaanse regering begon met het financieren van titaniumonderzoek voor gebruik in luchtvaart-, ruimtevaart- en defensietoepassingen. Titanium is een mineraal dat veel voorkomt, maar het proces om titaniumerts om te zetten in puur titanium of zijn legeringen is complex en kostbaar. U betaalt een premie voor nieuw titanium en zijn legeringen in vergelijking met andere veel voorkomende metalen die worden gebruikt in bewerkings- en fabricageprocessen.

Titanium biedt een unieke combinatie van eigenschappen 

Titanium staat bekend om zijn verhouding tussen gewicht en sterkte. Het is 45% lichter dan staal, maar net zo sterk, 60% zwaarder dan aluminium en twee keer zo sterk. Titanium kan extreme temperaturen verdragen vanwege zijn hoge cyclusmoeheidssterkte en zeer hoog smeltpunt (3034 ° F of 1668 ° C) en ervaart ook minimale verandering in afmetingen in omgevingen met extreme temperaturen vanwege de lage thermische uitzettingscoëfficiënt. Het heeft voor veel toepassingen de voorkeur boven aluminium en staal vanwege de corrosiebestendigheid, en het wordt vaak gebruikt in de medische industrie omdat het biocompatibel en niet-magnetisch is.

Deze combinatie van eigenschappen brengt enkele uitdagingen met zich mee als het gaat om het omzetten van commercieel zuiver titanium en zijn legeringen in componenten voor auto-, ruimtevaart-, industriële, maritieme, medische en recreatieve uitrusting. Is titanium bewerkbaar? Ja, maar u moet begrijpen hoe de eigenschappen ervan de bewerkingstechnieken beïnvloeden.

Is titanium bewerkbaar? Ja, maar houd rekening met deze factoren

Titanium is bewerkbaar, maar vereist speciale overwegingen met betrekking tot de bewerkingsprocessen. Vanwege de unieke eigenschappen moet u om de volgende redenen voorzichtig zijn bij het bewerken van titanium:

  • Lage thermische geleidbaarheid kan leiden tot overmatige warmteontwikkeling in de snijgereedschappen die de kwaliteit van de afwerking beïnvloeden en de standtijd verkorten.
  • Werkverhardende neigingen en plakkerigheid van de legering kan leiden tot lange continue spanen die het gereedschap verstrikken.
  • Lage Young's modulus kan klapperen en terugveren veroorzaken, wat resulteert in een slechte oppervlaktekwaliteit.

Ervaren titanium machinisten gaan deze uitdagingen aan met behulp van de juiste opstelling, de juiste gereedschappen, snijsnelheid en voedingsbalans, en freestechnieken.

Titanium verstelbare mountainbike drop-out (Afbeelding met dank aan Paragon Machine Works)

Gereedschap selecteren en gebruiken

Een juiste gereedschapsselectie en zorg zijn van fundamenteel belang bij het produceren van nauwkeurig gedimensioneerde componenten met hoogwaardige afwerkingen. Dit kan worden bereikt door de volgende aanbevelingen in acht te nemen: 

  • Houd scherpe gereedschapsranden. Botte gereedschappen leiden tot meer warmteontwikkeling, scheuren en produceren een slechte oppervlakteafwerking.
  • Gebruik carbide-grade gereedschappen met Physical Vapour Deposition (PVD) coatings. Deze coating is bestand tegen plakkerigheid van legeringen en breekt efficiënt lange spanen af.
  • Gebruik snelstaal of titaniumaluminiumnitride-gecoate hardmetalen gereedschappen . Deze kunnen voor sommige toepassingen optimaal zijn, omdat ze helpen bij het beheersen van hoge temperaturen die tijdens het snijden worden gegenereerd, bestand zijn tegen de "kleverigheid" van de legering en het breken van lange spanen.
  • Overweeg het gebruik van een fijnkorrelig of maïskolfgereedschap. De gereedschapsgeometrie, in dit geval een groter aantal snijkanten, verbetert de afnamesnelheid.

De hardheid van titanium kan klapperen van het gereedschap veroorzaken, waardoor de oppervlakteafwerking wordt aangetast. U kunt dit voorkomen door te zorgen voor een stevige grip op het titanium werkstuk en een starre machine-opstelling.

Hoge invoersnelheid

Over het algemeen wilt u de hoogst mogelijke voedingssnelheid behouden die de vereiste afwerkingskwaliteit oplevert. Aanbevelingen van gereedschapsfabrikanten, spilsnelheid en spaanbelasting spelen een rol bij het berekenen van de optimale voedingssnelheid. Vermijd onderbrekingen zodra het gereedschap begint te snijden. Houd het gereedschap in beweging om verharding, vastlopen en voortijdige slijtage van het gereedschap te voorkomen.

Lage snijsnelheden

De snijsnelheid beïnvloedt de warmteontwikkeling in het gereedschap. Een laag toerental (omwentelingen per minuut) in combinatie met een grotere spaanbelasting kan helpen de gereedschapstemperatuur te matigen. Commercieel zuiver titanium verdraagt ​​hogere snelheden dan titaniumlegeringen. Techniek heeft ook invloed op de snijsnelheid. Zo vereist volledige sleuven (180 graden ingrijping van het gereedschap) een lage oppervlaktesnelheid. Door de radiale aangrijping te verminderen, verkort u echter ook de tijd dat de snijkant warmte genereert en verlengt u de afkoeltijd. Als gevolg hiervan kunt u met minder radiale aangrijping de snijsnelheid verhogen en een acceptabele gereedschapstemperatuur behouden.

Koelvloeistof is van cruciaal belang

Gezien de hitteproblemen die gepaard gaan met het bewerken van titanium, is koelvloeistof van cruciaal belang bij het produceren van de gewenste afwerking. Er is een grote verscheidenheid aan in water oplosbare koelvloeistoffen beschikbaar om de temperatuur te regelen, spanen te verwijderen, de snijkant van het gereedschap te beschermen en de levensduur te verlengen. Koelmiddeltoevoer onder hoge druk is vereist voor een efficiënte spaanafvoer. Sommige freesbewerkingen kunnen profiteren van gereedschappen die koelmiddel rechtstreeks via de spil naar de snijkant leveren.

Verlaag de kosten van het bewerken van titanium 

In vergelijking met het bewerken van gewone metalen zoals staal en aluminium, vereisen de unieke eigenschappen van titanium een ​​veel hoger niveau van vaardigheid en kennis van de interactie tussen freesgereedschappen en metaal om de vereiste afwerking te bereiken. De extra tijd en aandacht die nodig is om titanium te bewerken, dragen bij aan de toch al hogere kosten van titanium en zijn legeringen.

Als alternatief voor de kosten van nieuw titanium gebruiken veel machinewerkplaatsen geverifieerde titaniumresten in hun productieprocessen. Industrial Metal Service is gespecialiseerd in het leveren van bruikbare titaniumresten aan machinewerkplaatsen in de San Francisco Bay Area en daarbuiten. Restanten worden geverifieerd met behulp van röntgenfluorescentietechnologie om de titaniumkwaliteit te garanderen. Ook kunnen wij ervoor zorgen dat titaniumresten op maat worden gesneden, zodat u direct met het bewerkingsproces kunt beginnen. We bieden regelmatige, betrouwbare leveringen in de hele San Francisco Bay Area en verzenden titanium vaak naar landelijke machinewerkplaatsen die geen lokale metaalleverancier hebben.


Industriële technologie

  1. Hoe wordt titanium gebruikt in lichtgewicht auto's?
  2. Koolstofvezelversterkte PPA voor structurele auto- en elektronische componenten
  3. Top 5 toepassingen voor additieve productie in de lucht- en ruimtevaart- en defensie-industrie
  4. Drives voor industriële koeling en industriële koelingstoepassingen
  5. Hoe titanium te lassen:proces en technieken
  6. Tips voor CNC-bewerking van titanium:ruimtevaart en meer
  7. Ruimtevaart in focus:boren en frezen van CFRP-composieten
  8. Plannen voor en investeren in een nieuw CAD/CAM-systeem
  9. Hoe IoT en industriële automatisering innovatie stimuleren
  10. Industriële automatisering:hoe het werkt, typen en voordelen
  11. Gereedschapsstaal begrijpen en hoe het wordt gemaakt