Apple je 13. rujna izbacio seriju mobilnih telefona iPhone 15. Vrijedi spomenuti da je ovo prvi put da su se okviri od legure titana pojavili na pametnim telefonima.
Legura titana je lagan, otporan na koroziju i materijal visoke čvrstoće. Kada se koristi u pametnim telefonima, može poboljšati ukupnu snagu, otpornost na padove i otpornost na ogrebotine telefona. Međutim, legura titana je materijal koji se teško obrađuje, a uvođenje okvira od legure titana također je izazov u CNC tehnologiji.
Zašto mislimo da je legura titana težak materijal za obradu? Naučimo o njegovim povezanim karakteristikama obrade rezanja.
01
"Vrućina" je "krivac" što legure titana čini teškima za obradu
Sila rezanja pri obradi legura titana samo je malo veća od one kod čelika iste tvrdoće, ali fizikalni fenomeni obrade legura titana puno su složeniji od obrade čelika, što obradu legura titana čini velikim poteškoćama.
Toplinska vodljivost većine legura titana je vrlo niska, samo 1/7 od čelika i 1/16 od aluminija. Stoga se toplina koja se stvara tijekom rezanja legure titana neće brzo prenijeti na radni komad niti oduzeti strugotinama, već će se koncentrirati u području rezanja. Stvorena temperatura može biti visoka i preko 1000 stupnjeva, uzrokujući brzo trošenje, pucanje i formiranje oštrice alata. Nagomilani rub, oštrica koja se brzo troši, stvara više topline u području rezanja, dodatno skraćujući vijek trajanja alata.
Visoke temperature nastale tijekom procesa rezanja također uništavaju integritet površine dijelova od legure titana, što dovodi do smanjenja geometrijske točnosti dijelova i fenomena otvrdnjavanja koji ozbiljno smanjuje njihovu čvrstoću na zamor.
Elastičnost legura titana može biti korisna za izvedbu dijela, ali tijekom procesa rezanja, elastična deformacija obratka je važan uzrok vibracija. Pritisak rezanja uzrokuje da se "elastični" obradak odmakne od alata i odbije, uzrokujući da trenje između alata i obratka prevlada nad radnjom rezanja. Proces trenja također stvara toplinu, što pogoršava problem loše toplinske vodljivosti legura titana.
Ovaj problem je još ozbiljniji kod obrade dijelova tankih stijenki ili prstenastih dijelova koji se lako deformiraju. Nije lako obraditi dijelove tankih stijenki od legure titana do očekivane točnosti dimenzija. Budući da kada se materijal obratka odgurne alatom, lokalna deformacija tanke stijenke je premašila elastični raspon i proizvodi plastičnu deformaciju, čvrstoća materijala i tvrdoća točke rezanja značajno se povećavaju. Tada izvorno određena brzina rezanja postaje previsoka, što dodatno uzrokuje brzo trošenje alata.
02
Procesno znanje i iskustvo za obradu legura titana
Na temelju razumijevanja mehanizma obrade legura titana i dodavanja prošlih iskustava, glavni proces know-how za obradu legura titana je sljedeći:
(1) Koristite pločice s geometrijom pozitivnog kuta za smanjenje sile rezanja, topline rezanja i deformacije izratka.
(2) Održavajte stalni pomak kako biste izbjegli otvrdnjavanje obratka. Alat bi uvijek trebao biti u stanju posmaka tijekom procesa rezanja. Radijalna količina rezanja ae trebala bi biti 30% polumjera tijekom glodanja.
(3) Koristite tekućinu za rezanje pod visokim pritiskom i velikim protokom kako biste osigurali toplinsku stabilnost procesa obrade i spriječili degeneraciju površine obratka i oštećenje alata uzrokovano previsokom temperaturom.
(4) Držite rub oštrice oštrim. Tupi alati uzrok su nakupljanja topline i trošenja, što lako može dovesti do kvara alata.
(5) Legure titana obrađivati u najmekšem mogućem stanju, jer materijal postaje teže obraditi nakon kaljenja, a toplinska obrada povećava čvrstoću materijala i povećava trošenje oštrice.
(6) Upotrijebite veliki radijus luka vrha alata ili skošenje kako biste umetnuli što je više moguće ruba alata u rez. To smanjuje silu rezanja i toplinu na svakom mjestu i sprječava lokalno lomljenje. Kod glodanja legure titana, među parametrima rezanja, brzina rezanja ima najveći utjecaj na vijek trajanja alata vc, a zatim slijedi radijalni zahvat alata (dubina glodanja) ae.
03
Započnite s oštricama za rješavanje problema obrade titana
Trošenje utora oštrice koje se događa kod strojne obrade legura titana je lokalno trošenje stražnje i prednje strane duž smjera dubine rezanja. Često je uzrokovano stvrdnutim slojem koji je ostao prethodnom obradom. Kemijska reakcija i difuzija između alata i materijala izratka na temperaturama obrade koje prelaze 800 stupnjeva također su jedan od uzroka trošenja utora.
Budući da se tijekom procesa obrade molekule titana iz radnog komada nakupljaju ispred oštrice i pod visokim pritiskom i visokom temperaturom "zavaruju" za oštricu, tvoreći izgrađeni rub. Kada se nakupljeni rub odlijepi od reznog ruba, sa sobom povlači karbidni premaz pločice, tako da strojna obrada titana zahtijeva posebne materijale i geometriju pločice.
04
Struktura alata pogodna za obradu titana
Fokus obrade legure titana je toplina. Velika količina visokotlačne tekućine za rezanje mora se odmah i točno raspršiti na oštricu kako bi se brzo uklonila toplina. Na tržištu postoje jedinstvene strukture glodala posebno za obradu legura titana.
