Som en pålitlig leverantör av Gr12 titanstänger stöter jag ofta på kunder som är angelägna om att veta om de mest lämpliga skärverktygen för att bearbeta denna specifika titankvalitet. Gr12 titanium är en mångsidig legering känd för sin utmärkta korrosionsbeständighet, höga hållfasthet och goda svetsbarhet, vilket gör den till ett populärt val inom olika industrier som flyg-, medicin- och kemisk bearbetning. Emellertid kan bearbetning av Gr12 titan vara utmanande på grund av dess unika egenskaper, och valet av rätt skärverktyg är avgörande för att uppnå effektiva och högkvalitativa resultat.
Förstå utmaningarna med att bearbeta Gr12 Titanium
Innan du fördjupar dig i lämpliga skärverktyg är det viktigt att förstå utmaningarna i samband med bearbetning av Gr12 titan. Titanlegeringar, inklusive Gr12, har en relativt låg värmeledningsförmåga. Detta innebär att värme som genereras vid skäreggen inte försvinner snabbt under bearbetningsprocessen. Som ett resultat kan skäreggen uppleva höga temperaturer, vilket kan leda till snabbt verktygsslitage, dålig ytfinish och till och med verktygsbrott.
Dessutom har titanlegeringar en hög kemisk reaktivitet med skärverktygsmaterial vid förhöjda temperaturer. Detta kan få titanet att fästa vid skärverktyget och bilda uppbyggda kanter som påverkar skärprestandan och ytkvaliteten på den bearbetade delen. Dessutom har Gr12 titan ett högt förhållande mellan hållfasthet och vikt, vilket kräver att skärverktygen har tillräcklig styrka och seghet för att motstå skärkrafterna.
Lämpliga skärverktygsmaterial
Skärverktyg i hårdmetall
Hårdmetall är ett av de mest använda skärverktygsmaterialen för bearbetning av Gr12 titan. I synnerhet volframkarbid erbjuder utmärkt hårdhet och slitstyrka. Belagda hårdmetallverktyg är ännu effektivare eftersom beläggningen ger ett extra lager av skydd mot värme och slitage. Till exempel kan titannitrid (TiN) beläggningar minska friktionen och förbättra verktygets motståndskraft mot vidhäftning.
När du använder hårdmetallskärverktyg för Gr12 titan är det viktigt att välja rätt kvalitet. En finkornig hårdmetallkvalitet är i allmänhet att föredra eftersom den ger bättre seghet och slitstyrka. Skärparametrarna, såsom skärhastighet, matningshastighet och skärdjup, måste också justeras noggrant för att undvika överhettning av verktyget. Normalt rekommenderas en lägre skärhastighet och en måttlig matningshastighet för att förhindra överdrivet verktygsslitage.
Keramiska skärverktyg
Keramiska skärverktyg är ett annat alternativ för bearbetning av Gr12 titan. De har hög hårdhet, utmärkt termisk stabilitet och låg kemisk reaktivitet med titan. Aluminiumoxidbaserad keramik och kiselnitridbaserad keramik är två vanliga typer som används vid titanbearbetning.
Aluminiumoxidbaserad keramik lämpar sig för efterbearbetning på grund av sin förmåga att ge en bra ytfinish. Kiselnitridbaserad keramik är å andra sidan mer lämpad för grovbearbetning då de har högre seghet och tål högre skärkrafter. Keramiska skärverktyg är dock relativt spröda och kräver noggrann hantering och exakt val av skärparameter. En hög skärhastighet och en låg matningshastighet används ofta vid bearbetning med keramiska verktyg för att dra fördel av deras termiska egenskaper och minska risken för verktygsbrott.
Skärverktyg för kubisk bornitrid (CBN).
CBN skärverktyg är extremt hårda och har utmärkt termisk stabilitet. De är lämpliga för höghastighetsbearbetning av Gr12 titan. CBN-verktyg kan motstå höga skärtemperaturer utan betydande slitage, vilket gör dem idealiska för applikationer där hög produktivitet krävs.
Emellertid är CBN-skärverktyg relativt dyra. De används vanligtvis för efterbearbetning av komponenter med hög precision eller i massproduktionsmiljöer där kostnaden per del kan motiveras av den ökade produktiviteten och livslängden. När du använder CBN-verktyg är det viktigt att säkerställa korrekt kylvätskeapplicering för att kontrollera temperaturen och förhindra termiska skador på verktyget.
Geometrier för skärverktyg
Rake vinkel
Spånvinkeln på ett skärverktyg spelar en betydande roll vid bearbetning av Gr12 titan. En positiv spånvinkel kan minska skärkraften och förbättra spånflödet. För titanbearbetning föredras dock ofta en liten positiv spånvinkel eller till och med en noll spånvinkel. Detta beror på att en stor positiv spånvinkel kan göra skäreggen svagare och mer benägen att flisa på grund av de höga skärkrafterna och temperaturerna förknippade med titanbearbetning.
Frigångsvinkel
Frigångsvinkeln är viktig för att förhindra att verktyget skaver mot den bearbetade ytan. En tillräcklig frigångsvinkel, vanligtvis mellan 6° och 12°, krävs för att säkerställa jämn skärning och minska friktionen. Detta hjälper till att förhindra värmeutveckling och verktygsslitage.
Skärkantsradie
En skarp skäregg är i allmänhet att föredra för bearbetning av Gr12 titan. En mycket skarp kant kan dock vara spröd och benägen att flisa. En liten skärradie, runt 0,01 - 0,03 mm, kan ge en bra balans mellan skärpa och eggstyrka. Detta gör att verktyget kan skära effektivt samtidigt som det bibehåller sin integritet under bearbetningsprocessen.
Skärningsparametrar
Skärhastighet
Skärhastigheten är en kritisk parameter vid titanbearbetning. För Gr12 titan rekommenderas en relativt låg skärhastighet jämfört med andra material. Den exakta skärhastigheten beror på skärverktygets material, verktygsgeometri och den specifika bearbetningsoperationen. För skärande verktyg av hårdmetall kan skärhastigheten variera från 30 - 60 m/min, medan den för keramiska verktyg kan vara högre, upp till 150 m/min.
Matningshastighet
Matningshastigheten bör väljas noggrant för att säkerställa effektiv spånavskiljning och god ytfinish. En måttlig matningshastighet är vanligtvis att föredra för Gr12 titanbearbetning. Om matningshastigheten är för hög kan det öka skärkraften och orsaka för stort verktygsslitage. Å andra sidan kan en mycket låg matningshastighet leda till dålig produktivitet. En typisk matningshastighet för hårdmetallverktyg vid bearbetning av Gr12 titan är cirka 0,1 - 0,2 mm/varv.
Skärdjup
Skärdjupet påverkar också bearbetningsprocessen. Ett litet till måttligt skärdjup rekommenderas för att minska skärkraften och värmeutvecklingen. För grovbearbetning kan ett skärdjup på 1 - 3 mm användas, medan för finbearbetning är ett skärdjup på 0,1 - 0,5 mm lämpligare.
Slutsats
Att välja rätt skärverktyg och skärparametrar är avgörande för framgångsrik bearbetning av Gr12 titanstänger. Skärverktyg i hårdmetall, keramik och CBN har var och en sina egna fördelar och är lämpliga för olika bearbetningsoperationer och produktionskrav. Genom att förstå utmaningarna med titanbearbetning och noggrant välja skärverktygsmaterial, geometri och skärparametrar, kan tillverkare uppnå högkvalitativa bearbetade delar med förbättrad produktivitet och livslängd.
Om du är på marknaden för högkvalitativa Gr12 titan bars, vi är här för att möta dina behov. Vi erbjuder även ett brett utbud av andra titanprodukter, som t.exASTM B348 Titanium Bar,ASTM F67 Titanium Bar, ochASTM Gr5 titanstav. Kontakta oss gärna för mer information och för att diskutera dina specifika krav. Vi ser fram emot att samarbeta med dig för dina behov av titan bar.
Referenser
- "Machining of Titanium Alloys", ASM Handbook, Volym 16: Maskinbearbetning
- "Cutting Tool Technology for Titanium Alloys", Industrial Cutting Tool Institute
- "Advanced Machining Processes for Titanium Alloys", Journal of Manufacturing Science and Engineering
