Các Tips Khi Gia Công Vật Liệu Titan

Bạn có biết rằng hợp kim titan có thể được chia thành bốn lớp, tùy thuộc vào cấu trúc và các yếu tố hợp kim có mặt?

• Không được xử lý, titan tinh khiết thương mại

• Hợp kim Alpha - có thêm Al, O và / hoặc N

• Hợp kim Beta - bổ sung Mb, Fe, V, Cr và / hoặc Mn

• Hợp kim a + ß hỗn hợp, trong đó có hỗn hợp của cả hai lớp

Bộ phận máy được làm từ hợp kim Titan

Các hợp kim Alpha và Beta , với loại Ti-6Al-4V, chiếm phần lớn các hợp kim titan hiện đang sử dụng, chủ yếu trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, ngoài ra cũng có mặt trong các ứng dụng gia công phổ thông. Titanium có tỷ lệ độ cứng cao so với trọng lượng. Khả năng chống ăn mòn ở 60% mật độ của thép. Điều này cho phép thiết kế các chi tiết có cạnh viền (wall) mỏng hơn.

Kết hợp quy trình được lên kế hoạch tốt và những hiểu biết các công cụ, ứng dụng phù hợp, các thiết lập được tối ưu hóa khi gia công titan, chúng ta có thể tận dụng các tính chất tuyệt vời mà vật liệu này mang lại. 

Xem thêm: Lời khuyên khi gia công ren vật liệu hợp kim Titan

Dưới đây là các tip có thể hỗ trợ bạn khi gia công vật liệu Titan 

1. Lưu ý đến bước tiến (feed) và tốc độ gia công (speed)

Titanium có dải gia công khá hạn hẹp, với tốc độ cắt được khuyến nghị là 60 m / phút để gia công thô và có thể tăng gấp 3-4 lần khi gia công tinh. Tốc độ gia công hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng thoát phoi và các yếu tố khác, nhưng phải đủ cao. Nếu bước tiến (feed) và vận tốc (speed) chênh lệch đáng kể có thể gây hư, mẻ dao cụ và như bạn cũng biết, chi phí dao cụ gia công Titan không hề thấp. Vì vậy, chúng ta nên luôn tuân theo khuyến nghị của nhà sản xuất dụng cụ cắt khi gia công titan.

2. Gia tăng nhiệt vào chip, phoi để tăng tuổi thọ dao cụ

Titanium dẫn nhiệt với tốc độ tương thấp, vì vậy trong quá trình gia công, độ dẫn nhiệt kém này giữ nhiệt trong khu vực làm việc, không được tản ra gây hỏng công cụ cắt. Hãy thử thiếp lập tăng bước tiến để đẩy một phần sinh nhiệt vào phoi và để tản nhiệt có thể giúp tăng tuổi thọ dao cụ

Dao cắt gọt bằng hợp kim Titan

3. Sử dụng hệ thống tưới nguội để đẩy phoi ra khỏi khu vực gia công

Khi gia công Titan thường sinh ra nhiệt độ cao và phoi dạng cuộn chúng ta cần kế hợp dung dịch tưới nguội. Chúng ta nên tăng nồng độ chất làm mát thêm từ 10% trở lên và lắp đặt bơm cao áp ít nhất 500 psi để đủ lực đẩy phoi khỏi khu vực gia công. Luôn sử dụng các dao cụ có kết hợp tưới nguội và sử dụng insert có chipbreaker tốt để bẻ phoi.

Sử dụng hệ thống tưới nguội để đẩy phoi ra khỏi khu vực gia công

4. Sử dụng đúng thiết bị máy móc phù hợp

Gia công Titan có yếu tố tác động lực cắt cực mạnh nên vật liệu này chỉ nên được gia công trên thiết bị cứng cáp, vững chắc. Những máy móc có cấu tạo lớn sẽ có khả năng hấp thụ rung động và công suất gia công cắt tốt hơn so với những máy có thiết kế để gia công ứng dụng đơn giản. Bạn nên đầu tư vào công cụ máy hiệu suất cao nếu bạn nghiêm túc về gia công vật liệu này. Khi tốc độ gia công cao có thể tạo ra một phản ứng hóa học giữa phoi và vật liệu của dao cụ, điều này có thể dẫn đến việc hư dao cụ. Vì vậy, dao cụ sử dụng vật liệu phải có độ cứng nóng tốt, hàm lượng coban thấp và không phản ứng với titan. Nen chọn dao cụ được chế tạo từ các hạt carbide hạt mịn, hoặc carbide không phủ và chọn insert 1 mặt (positive) với góc cắt có độ bền cao.

Gia công Titan cần sử dụng đúng thiết bị máy móc phù hợp

5. Ngăn chặn dao cụ bị thoát khỏi đầu kẹp

Khi gia công cường độ lớn, phôi Titanium có xu hướng đẩy dao phay ra khỏi đầu kẹp. Điều này dẫn đến việc cả phôi lẫn dao cụ bị hỏng. Một số xưởng gia công chuyển sang các đầu kẹp kẹp dao cán Weldon như một cách để bảo đảm các công cụ, chỉ tối đa chỉ thấy được việc giảm rung chứ không phải giải pháp tốt. Đầu kẹp nhiệt là một lựa chọn tốt, nhưng đòi hỏi chi phí đầu tư không nhỏ cho máy gia nhiệt chỉ để tháo lắp công cụ. Bạn có thể sử dụng đầu kẹp thủy lực với công nghệ giãn nở thủy lực kẹp chặt dao để ngăn chặn dao thoát khỏi đầu kẹp

6. Lập trình đúng đường chạy dao

Đường chạy dao đúng góp phần lớn cho sự thành công khi gia công titan. Sử dụng các kĩ thuật được sử dụng trong High feed machining (HFM) đạt hiệu quả khi gia công Titan. Khi gia công các góc chi tiết, đừng giảm tốc độ mà thay vào đó hay "Lái" dao cụ quanh góc bằng cách sử dụng chuyển động bán kính cắt được lập trình sẵn. Phay trochoidial lập trình để dao cụ tiếp xúc liên tục làm giảm rung giúp tăng tuổi thọ máy móc và dao cụ. Phay plunge có thể là một cách hiệu quả để phay thô vị trí lỗ sâu.

Lập trình đúng đường chạy dao góp phần lớn cho sự thành công khi gia công Titan

7. Cuối cùng, có kế hoạch gia công phù hợp

Trước khi gia công bất kỳ thành phần titan nào, điều đặc biệt quan trọng là lập kế hoạch và tối ưu hóa quy trình gia công. Hãy nhấn mạnh tất cả các tính năng của bộ phận, xem xét đặc biệt các khu vực không được hỗ trợ, vị trí chi tiết có vách cao hoặc mỏng và khó tiếp cận. Lựa chọn dao cụ phù hợp, lập trình các thông số cắt phù hợp như bước tiến (feed), vận tốc giá công.

Trên đây là những hướng dẫn chung, bạn cũng biết Titanium là vật liệu để gia công vô cùng phức tạp không đơn giản. Các thông số cắt phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của phôi, các đặc tính cụ thể của phôi và cấu tạo, công suất, thiết kế công cụ máy móc.

Để gia công titan thành công còn phù thuộc rất nhiều yếu tố khác nhau tùy thuộc vào mỗi trường hợp gia công khác nhau. Bạn có thể liên hệ với Hutscom để được hỗ thêm thông tin về sản phẩm, kĩ thuật, công nghệ mới nhất về dao cụ cắt gọt mà Hutscom đang cung cấp

Tài liệu tham khảo: Sandvik

 Video tham khảo quá trình gia công Titan