Який процес шліфування титанового сплаву Gr5?

Титановий сплав Gr5, також відомий як Ti-6Al-4V, є одним із найпопулярніших титанових сплавів. Його унікальні фізико-механічні властивості роблять процес подрібнення технічною проблемою в промисловості.

 

 

 

(I) Переваги механічних властивостей

Титановий сплав Gr5 має високу питому міцність із щільністю 4,42 г/см³. Його міцність на розрив при кімнатній температурі більше або дорівнює 895 МПа, межа текучості більше або дорівнює 830 МПа, і він має відмінну міцність і стійкість до втоми. Він підтримує стабільну роботу в діапазоні температур від -200 градусів до 500 градусів. Його модуль пружності ускладнює точне шліфування. Він підходить для екстремальних умов роботи.

 

(II) Хімічні та фізичні властивості

Титановий сплав Gr5 утворює на своїй поверхні щільну оксидну плівку для гарної стійкості до корозії та біосумісності, тому він підходить для медичних імплантатів. Однак вище 300 градусів він схильний реагувати з утворенням крихких сполук. Його теплопровідність призводить до накопичення тепла під час подрібнення. Він не-магнітний, має твердість менше або дорівнює 350HB у відпаленому стані, має високу стійкість до деформації під час обробки та труднощі у формуванні стружки.

 

 

(I) Надмірно висока температура шліфування, схильна до пошкодження поверхні

Під час шліфування титанового сплаву Gr5 більше 90% тепла концентрується в межах 0,1 мм поверхні, а температура в зоні шліфування може досягати 1500 градусів. Це, ймовірно, спричинить вигоряння поверхні, утворить шари TiO₂/TiN, спричинить тріщини від термічної напруги та значно зменшить термін служби від втоми. Для аерокосмічних компонентів, якщо є окислений крихкий шар 5-10 мкм, термін служби втоми зменшиться більш ніж на 50%.

 

(II) Висока хімічна активність посилює знос і засмічення коліс

При високих температурах титановий сплав Gr5 реагує з такими елементами, як Al, Si та C в абразивних зернах шліфувального круга. Це призводить до дифузійного зносу абразивних зерен. Шліфувальна стружка прилипає до круга та забивається, спричиняючи його втрату само-заточування, що збільшує силу шліфування та знижує точність. Найбільше страждають звичайні білі корундові круги, що демонструють швидкий знос і значне зниження коефіцієнта шліфування.

 

(III) Пружна деформація впливає на точність обробки

Титановий сплав Gr5 має низький модуль пружності, тому під час шліфування можуть виникати пружні здуття та відкат, що призводить до недостатньої фактичної глибини шліфування. Тим часом з’являться сліди від вібрації, які впливатимуть на поверхню та точність форми. Деформація тонкостінних і складних вигнутих заготовок більш значна, що може легко призвести до відхилень у розмірах.

 

(IV) Труднощі з утилізацією мікросхем

Шліфована стружка є пластинчастою та екструдованою-з тріщинами, неправильної форми та великих розмірів. Вони, ймовірно, засмічують шліфувальний круг, збільшують силу шліфування та тепло від тертя, а також ще більше посилюють знос круга та пошкодження заготовки, утворюючи порочне коло.

 

 

(I) Вибір шліфувального круга

Колесо з мікрокристалічного корунду: воно має високу термостійкість і зносостійкість, зберігаючи стабільну роботу при 1500 градусах. Він може зменшити хімічний знос, а його термін служби та ефективність шліфування набагато кращі, ніж у білих корундових кругів.

Дрібнозернистий CBN круг: може зменшити силу різання та температуру шліфування. Пориста структура полегшує видалення стружки та охолодження. Диск слід підправляти алмазною ручкою кожні 4 години, щоб видалити тьмяні абразивні зерна та налиплу стружку, зберігаючи його гострим.

 

(II) Оптимізація параметрів помелу

Вимога до основних параметрів: температура в зоні помелу повинна бути<300℃ .

Лінійна швидкість колеса: 18-22 м/с. Це може зменшити тепло від тертя більш ніж на 50%. На кожні 10% зниження лінійної швидкості температура падає приблизно на 20%.

Глибина одноразового шліфування: 0,01-0,015 мм, багатопрохідна обробка. Припуск 5 мм можна контролювати нижче 250 градусів за допомогою 500 проходів.

Швидкість подачі: 5-6 м/хв. Оптимальна експериментальна комбінація: лінійна швидкість 27 м/с + 0.01мм глибина різання + 12м/хв швидкість подачі, досягнення балансу між ефективністю та якістю.

 

(III) Оновлення системи охолодження

Низько{0}}температурне охолодження масляним туманом: авіаційний гас -10 градусів + стиснене повітря. Сопло діаметром 2 мм розпилює безпосередньо на зону шліфування з відстані 5-8 мм, знижуючи температуру та знижуючи швидкість горіння інструменту з 25% до 8%. Він також може ізолювати кисень для захисту поверхні.

Liquid Nitrogen Auxiliary Cooling: Only suitable for workpieces with a wall thickness >10 мм. Сопло під кутом 45 градусів розпилює рідкий азот -196 градусів зі швидкістю 10 л/год, знижуючи температуру шліфування та повністю запобігаючи опіку інструменту.

Примітка. Оптимізуйте положення сопла для точного охолодження, щоб уникнути тріщин від термічного удару, спричинених прямим розбризкуванням холодної води з високою-температурою

поверхні.

 

 

 

Група Ruihang спеціалізується на виробництві високоякісного-титану та виробів із титану, які охоплюють різні марки, такі як Gr5, Gr7, CP Ti, Gr23 тощо. Щоб отримати докладнішу інформацію, зв’яжіться з нами за адресою:Sam.Rui@bjrh-titanium.com