Титановый сплав - это сплав с титаном в качестве основного компонента, который содержит алюминий, ванадий, железо, марганец и другие элементы для повышения его производительности. Титановый сплав можно разделить на α - титановый сплав β - титановый сплав и α - β - титановый сплав. В α - β титановые сплавы (такие как Ti - 6Al - 4V) обладают хорошими комплексными свойствами и наиболее широко используются.

Особенности титанового сплава:

Титановый сплав считается типичным представителем « легкого веса, высокой прочности, термостойкого» материала. Его прочность выше, чем прочность стали, но плотность составляет всего около 60%. Может использоваться в течение длительного времени при температуре от 300 до 350 °C. Кроме того, различные типы титановых сплавов демонстрируют технические характеристики в формовании и сварке, что делает титановые сплавы широко используемыми в инженерной области.

Применение титановых сплавов:

Наиболее показательной является аэрокосмическая сфера:

Такие важные компоненты, как лопасти вентиляторов авиационных двигателей и компрессоры низкого давления / некоторые компрессоры высокого давления с лопастями / крыльчатками / лопастями / корпусами, резервуары для хранения топлива аэрокосмических аппаратов и корпуса ракетных двигателей, в основном изготовлены из титанового сплава. В автомобильной промышленности клапаны / шатуны и выхлопные системы двигателя, изготовленные из титанового сплава, имеют большое значение для снижения веса кузова и снижения шума двигателя. Благодаря своей превосходной биосовместимости титановый сплав также стал предпочтительным металлическим материалом для человеческих имплантатов и восстановления костей.

Однако, поскольку титановый сплав имеет характеристики высокой прочности, низкой теплопроводности и высокой химической активности, обработка затруднена, сталкивается с низкой эффективностью обработки, быстрым износом инструмента, плохим качеством обработки и другими проблемами. Китайские и иностранные ученые провели ряд исследований по этому вопросу, чтобы изучить характеристики шлифования титанового сплава в различных типичных технологических условиях и применение различных инструментов. Благодаря этим исследованиям мы в основном можем получить более полное и глубокое понимание характеристик резания / шлифования титановых сплавов. В этой статье будет проанализирован прогресс исследований по шлифованию титановых сплавов в сочетании с вышеуказанными аспектами.

Основные проблемы при шлифовании титановых сплавов:

1. Высокая температура шлифования.

Титановый сплав обладает высокой прочностью и хорошей тепловой прочностью, поэтому во время шлифования он производит много тепла. Однако тепловая проводимость титановых сплавов (ниже 7W / (m · K)) намного ниже, чем у стали и алюминиевых сплавов; В процессе шлифования, за исключением того, что часть тепла может быть передана через изношенные обломки, режущие жидкости и абразивные инструменты, только небольшое количество оставшегося тепла может быть передано в детали вовремя, что приводит к накоплению большого количества шлифовального тепла в контактной области. С одной стороны, это ускоряет износ инструмента, с другой стороны, утолщает слой теплового воздействия поверхности изделия, снижая механические свойства детали. Иногда необходимо снизить эффективность обработки, чтобы уменьшить негативное воздействие накопления тепла.

2. Материал изделия имеет большую эластичную деформацию.

Титановый сплав имеет более низкий модуль упругости, поэтому в процессе шлифования эластичная деформация больше, что ограничивает точность обработки, особенно тонкостенных деталей. Кроме того, эластичная деформация и восстановление материала детали являются важными стимулами для генерации вибрации резания. Если эластичная деформация заготовленного материала больше, то площадь контакта между заготовленным материалом и абразивными частицами увеличится, что приведет к серьезному износу задней поверхности абразивных частиц.

3. Нож имеет серьезное сцепление.

Титановый сплав обладает хорошей пластичностью. Под действием контактного давления режущие лезвия и материалы детали легко создают « холодную сварку», что приводит к адгезии материала детали. Кроме того, титановый сплав обладает высокой химической активностью. Под действием температуры шлифования титан легко реагирует с углеродом, азотом, кислородом в воздухе и другими элементами инструментального материала, увеличивая тенденцию сцепления между инструментом и материалом детали. При вскрытии адгезионный материал заготовки может привести к тому, что небольшое количество абразива упадет вместе. При шлифовании титановых сплавов сильное прилипание является одной из основных причин быстрого износа инструмента.

Выбор абразива:

Обладает высокой твердостью, термостойкостью, тепловой стабильностью, химической стабильностью, но также требует определенной вязкости, может выдерживать силу шлифования.

Обычный шлифовальный круг:

Зеленый карбид кремния абразив: твердый, хрупкий, острый режущий клинок, лучше всего подходит для шлифования из титанового сплава

Корундовый абразив: высокая вязкость и твердость, высокая температура, высокая эффективность шлифования, в основном коричневый белый корунд

Сверхжесткий шлифовальный круг:

Высокая твердость, хорошая износостойкость, большая теплопроводность, высокая эффективность шлифовального титанового сплава, алмазный шлифовальный круг в шлифовальном титановом сплаве лучше, чем шлифовальный круг CBN

Керамические связующие могут использоваться для шлифования титановых сплавов, с хорошей термической и химической стабильностью, низким износом и длительным сроком службы, но недостатком является то, что они хрупкие и не выдерживают больших ударов и изгибов.

Для резки и грубого измельчения также можно использовать смоляное склеивание и склеивание смолы, недостатком которого является плохая термостабильность, легкость горения и необходимость полного охлаждения во время шлифования.