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Descripcion del proceso de esmerilado de piezas de precision de aleacion de titanio TC4

El procesamiento de la aleación de titanio TC4 es muy difícil. El proceso combinado de titanio y aleaciones de titanio difiere mucho del acero, las aleaciones de aluminio y muchos metales pesados en términos de estructura cristalina, propiedades físicas y propiedades químicas. Los siguientes tres factores determinan que el titanio es un metal difícil de moler.

(1) Debido a su composición química inestable.
La aleación de titanio TC4 reaccionará con el oxígeno y el nitrógeno bajo deformación térmica, e incluso reaccionará con un gas que contiene oxígeno, y la reacción se adherirá a la superficie de la pieza para producir la escala. Si la temperatura es superior a 900 ° C, la escala de óxido adherida a la superficie de la pieza producirá escala. De esta manera, los elementos de oxígeno y nitrógeno pueden penetrar y difundirse en el metal y eventualmente formar un captador de superficie. Una mayor dureza y una menor plasticidad son características de la capa absorbente.


Biela del motor de aleación de titanio


(2) El rendimiento de la cementita en estructura metalográfica es un compuesto complejo de Fe-C con una dureza Vickers de hasta HV1100 y casi sin resistencia al impacto.

(3) La conductividad térmica no es alta: Si la conductividad térmica de una aleación de titanio se compara con otras aleaciones como las aleaciones de aluminio, la conductividad térmica es solo 1/15 de la aleación de aluminio y 1/5 del acero. La conductividad térmica de las aleaciones de titanio es mucho menor que la conductividad térmica de las aleaciones de aluminio y los aceros. La conductividad de temperatura es solo 1/15 de aleación de aluminio y 2/7 de acero. Estos tienen un gran impacto en la calidad de la superficie de algunas piezas de aleación de titanio.


F-20 piezas de aleación de titanio aplicación de aviones


Principales características de molienda de la aleación de titanio:

(1) El problema de la unión de la muela es muy grave.

La superficie de la muela se adhiere con una aleación de titanio, y la superficie de la superficie de unión es como el humo. La razón principal es que el aglomerante (polvo de titanio) se cae durante el proceso de molienda, lo que hace que las partículas abrasivas se caigan con la rotura y eventualmente dañen seriamente la muela abrasiva.

(2) Gran fuerza de molienda y alta temperatura de molienda.
En el único ensayo de esmerilado abrasivo, se encontró que cuando se trituró la aleación de titanio, una gran proporción fue un proceso de deslizamiento y el tiempo de contacto entre las partículas abrasivas y la pieza de trabajo fue muy corto. En este corto período de tiempo, se produce una fricción severa y una deformación elástica y plástica severa, y luego la aleación de titanio se tritura en pedazos, lo que genera un gran calor de molienda, y la temperatura de molienda puede ser tan alta como 1500 ° C.


(3) La molienda puede causar grietas de laminación, principalmente debido a una deformación complicada.
Cuando se formaron más virutas en forma de tira, se molió acero 45 con una muela de corindón blanca (WA60KV). Cuando se formó un chip laminado, la aleación de titanio se trituró con una muela verde de carburo de silicio (GC46KV).

(4) La actividad química de la aleación de titanio TC4 es muy activa en condiciones de alta temperatura. Es fácil reaccionar con elementos como el oxígeno, nitrógeno e hidrógeno en el aire para formar una capa metamórfica dura frágil, como el dióxido de titanio, nitruro de titanio o hidruro de titanio, lo que resulta en una disminución de la plasticidad de TC4.


(5) En el proceso de molienda de la aleación de titanio, se ve afectado por el problema que es difícil de resolver, principalmente porque el calor de molienda en la pieza que entra es difícil de producir. Es fácil deformar, quemar e incluso agrietar parte de la pieza. Por lo tanto, diferentes grados de rugosidad aparecen en la superficie de la pieza de trabajo.


Solucion
Resolución de medidas para evitar quemaduras y grietas en la molienda de aleaciones de titanio.
Existen algunos problemas al mecanizar la aleación de titanio TC4 con una muela abrasiva. Más grave es el fenómeno de la adherencia. Debido a la alta velocidad, la fuerza de molienda y la temperatura son relativamente altas, lo que quemará la superficie y causará grietas. Kang ha realizado algunos estudios experimentales para reducir las quemaduras y grietas que se producen durante el procesamiento. Sienten que pueden usar una muela abrasiva más suave, como las muelas de carburo de silicio o muelas de carburo de silicona en lugar de muelas de corindón. La muela de corindón está unida con una resina, y la primera está unida con una cerámica. Además, los parámetros de procesamiento también deben tenerse en cuenta que, por ejemplo, la velocidad de la muela no debe ser demasiado rápida y el análisis experimental no debe exceder los 20 metros por segundo. La profundidad de esmerilado no debe ser demasiado grande y no debe superar los 0,02 mm. También se requiere la velocidad de movimiento de la pieza de trabajo, posiblemente dentro de 12-16 metros por minuto. El líquido de pulido no solo necesita disipar bien el calor, sino que también hace hincapié en el efecto lubricante y puede suprimir con eficacia la aparición de la unión. En el caso de fresado en seco, el lubricante se puede impregnar con un lubricante sólido.


Muela abrasiva de aleación de titanio rectificado
Fenómeno de unión de la muela abrasiva de aleación de titanio y sus medidas de restricción.

Las aleaciones de titanio generalmente tienen temperaturas de molienda más altas y fuerzas normales más grandes durante el proceso de molienda. Esta severa deformación plástica ocurre en la aleación de titanio en la zona de molienda, y la adsorción física o química entre el abrasivo y el metal producirá un efecto de unión, la razón de la transferencia del metal triturado a las partículas abrasivas es el efecto de las fuerzas de corte. Esto hace que la muela se adhiera y eventualmente causa que las partículas abrasivas se rompan. Cuando la fuerza abrasiva excede la adhesión entre los abrasivos, el abrasivo y el adhesivo se desprenden de la muela abrasiva.

Alta velocidad y molienda eficiente.
Algunos académicos han realizado el rectificado de alta velocidad y alta eficiencia de los materiales de aleación de titanio TC4. En este estudio, se analizó la influencia de la fuerza de molienda y la cantidad de molienda por unidad de área en la cantidad de molienda. Si la velocidad del alambre vs aumenta, la fuerza de rectificado por unidad de área disminuirá significativamente. Sin embargo, si la velocidad de la mesa vw y la profundidad de molienda ap aumentan, la fuerza de molienda por unidad de área aumenta. Si la velocidad de la línea de la muela es mayor que la velocidad de rectificado, pero si la velocidad de la mesa vw y la profundidad de rectificado aumentan, es menor que la energía de rectificado.

 
TC4 titanio aleación de alta velocidad de molienda
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