Im Jahr 1956 unterschied McGevellen streng zwischen Titanlegierungen basierend auf dem Unterschied im Glühzustand und grenzte verschiedene Typen ab, die hauptsächlich in drei Kategorien unterteilt waren: α, β und α + β und andere drei Arten von Titanlegierungen....
1 Klassifizierung von Titanlegierungen
Im Jahr 1956 unterschied McGevellen streng zwischen Titanlegierungen basierend auf dem Unterschied im Glühzustand und grenzte verschiedene Typen ab, die hauptsächlich in drei Kategorien unterteilt waren: α, β und α + β und andere drei Arten von Titanlegierungen.
TC4 (Ti-6Al-4V) gehört zur α+β Phasenstruktur, die die Titanlegierung mit der größten Menge und die Titanlegierung mit den vollständigsten Leistungsdaten ist. Aluminium und Vanadium sind die wichtigsten Legierungselemente, die in TC4 (Ti-6Al-4V) enthalten sind. , Aluminium ist ein alpha-stabilisierendes Element und Vanadium ist ein Beta-stabilisierendes Element.
2 Eigenschaften der Verarbeitungstechnologie
TC4 Titanlegierung ist sehr schwer zu verarbeiten. Der umfassende Prozess von Titan und Titanlegierung unterscheidet sich stark von Stahl, Aluminiumlegierung und vielen Schwermetallen in Bezug auf Kristallstruktur, physikalische Eigenschaften und chemische Eigenschaften. Die folgenden drei Faktoren bestimmen, dass Titanlegierungen harte Metalle sind, mit denen man arbeiten kann.
(1) Aufgrund der Instabilität seiner chemischen Zusammensetzung. Die TC4-Titanlegierung reagiert chemisch mit Sauerstoff und Stickstoff unter thermischer Verformung und sogar chemisch mit einigen sauerstoffhaltigen Gasen, und die Reaktion erzeugt eine Oxidhaut, die an der Oberfläche des Werkstücks befestigt ist. Wenn die Temperatur höher ist, erreicht sie 900 ° C In den oben genannten Fällen erzeugt die an der Oberfläche des Werkstücks befestigte Oxidskala Skalen, so dass Sauerstoff- und Stickstoffelemente wahrscheinlich in das Metall eindringen und diffundieren und schließlich eine Oberflächen-Gettering-Schicht gebildet wird. Höhere Härte und geringere Plastizität sind die Eigenschaften dieser Getterschicht.
(2) Die Leistung von Zementit in der metallographischen Struktur gehört zu einer komplexen Fe-C-Verbindung, die Vickers-Härte kann HV1100 am höchsten erreichen, und die Schlagzähigkeit ist fast nein.
(3) Die Wärmeleitfähigkeit ist nicht hoch: Wenn die Wärmeleitfähigkeit der Titanlegierung mit anderen Legierungen wie der Aluminiumlegierung verglichen wird, beträgt sie nur etwa 1/15 der der Aluminiumlegierung und etwa 1/5 der von Stahl. Die Wärmeleitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit von Titanlegierungen ist viel niedriger als die von Aluminiumlegierungen und Stählen. Sie sind nur etwa 1/15 derjenigen von Aluminiumlegierungen und etwa 2/7 von denen von Stahl. Der Einfluss auf die Oberflächenbearbeitungsqualität einiger Titanlegierungsteile ist relativ groß.
3 Schleifeigenschaften
Da Titanlegierung Materialeigenschaften wie hohe Festigkeit, gute thermische Stabilität, hohe Temperaturfestigkeit, hohe chemische Aktivität, geringe Wärmeleitfähigkeit und niedrigen Elastizitätsmodul aufweist, ist es sehr schwierig zu schleifen und es ist eines der am schwierigsten zu verarbeitenden Materialien. Auf diese Weise ist sein Förder- und Anwendungsbereich sehr begrenzt, da die Schleifleistung von Titanlegierungen sehr schlecht ist und es solche und andere Probleme beim Schleifen gibt.
Die Hauptschleifeigenschaften der TC4-Titanlegierung sind wie folgt:
(1) Das Klebeproblem der Schleifscheibe ist gravierend. Die Titanlegierung haftet auf der Oberfläche der Schleifscheibe, und die Klebefläche ist wie Rauch. Der Hauptgrund dafür ist, dass das anhaftende Material während des Schleifprozesses abfällt, wodurch die Schleifpartikel gebrochen werden und abfallen, was schließlich die Schleifscheibe ernsthaft beschädigt.
(2) Die Schleifkraft ist groß und die Schleiftemperatur ist hoch. Während des Einkornschleifversuchs wurde festgestellt, dass beim Schleifen von Titanlegierungen der Gleitprozess einen großen Anteil ausmachte und die Kontaktzeit zwischen den Schleifkörnern und dem Werkstück sehr kurz war, was zu starker Reibung und starker elastischer und plastischer Verformung führte, und dann wird die Titanlegierung zu Spänen gemahlen, wodurch viel Schleifwärme erzeugt wird. Zu diesem Zeitpunkt kann die Mahltemperatur bis zu ca. 1500 °C erreichen.
(3) Beim Schleifen entstehen kaskadierende Späne, hauptsächlich aufgrund komplexer Verformungen. Bandförmige Späne entstehen meist beim Schleifen von 45 Stahl mit weißer Korundschleifscheibe (WA60KV), und laminierte extrudierte Späne entstehen meist beim Schleifen von Titanlegierungen mit grüner Siliziumkarbid-Schleifscheibe (GC46KV).
(4) Unter Hochtemperaturbedingungen ist die chemische Aktivität der TC4-Titanlegierung ziemlich aktiv, und es ist leicht, heftig mit Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff und anderen Elementen in der Luft zu reagieren, um spröde harte Materialien wie Titandioxid, Titannitrid und Titanhydrid zu bilden. Eine metamorphe Schicht, die zu einer Verringerung der Plastizität von TC4 führt.
(5) Beim Schleifen von Titanlegierungen ist es von schwer zu lösenden Problemen betroffen, vor allem, weil die in das Werkstück eingebrachte Schleifwärme schwer zu exportieren ist und es leicht ist, das Werkstück zu verformen, zu verbrennen und sogar einige Risse zu verursachen. Es wird unterschiedliche Grade der Rauheit geben.
4. Innovation der Schleiftechnik
4.1 Hemmende Maßnahmen gegen Mahlverbrennungen und Risse
Es gibt einige Probleme bei der Verwendung von Schleifscheiben zur Verarbeitung der TC4-Titanlegierung. Das schwerwiegendere ist das Adhäsionsphänomen. Aufgrund der hohen Geschwindigkeit sind die Schleifkraft und die Temperatur relativ hoch, was die Oberfläche verbrennt und Risse verursacht. Ren Jingxin und andere haben einige experimentelle Forschungen durchgeführt, um das Phänomen der Verbrennungen und Risse während der Verarbeitung zu reduzieren. Sie sind der Meinung, dass weichere Schleifscheiben verwendet werden können, wie Siliziumkarbid oder Cersiliziumkarbid-Schleifscheiben anstelle von Korundschleifscheiben, und Korundschleifscheiben werden verwendet. Harzverbindung, während erstere keramische Verklebung verwendet. Und die Bearbeitungsparameter sollten auch beachtet werden, zum Beispiel sollte die Geschwindigkeit der Schleifscheibe nicht zu schnell sein, die experimentelle Analyse sollte 20 Meter pro Sekunde nicht überschreiten, die Schleiftiefe sollte nicht zu groß sein, nicht mehr als 0,02 mm, und die Bewegungsgeschwindigkeit des Werkstücks ist ebenfalls erforderlich, ca. 12-16 Innerhalb von Minuten muss die Mahlflüssigkeit nicht nur Wärme gut abführen, sondern auch ihre Schmierwirkung betonen, die das Auftreten von Verklebungen effektiv unterdrücken kann. Wenn es trocken mahlt, kann der Schmierstoff mit Festschmierstoff getränkt werden. Sickerschleifscheibe.
4.2 Schleifscheiben-Klebephänomen beim Schleifen von Titanlegierungen und dessen Unterdrückungsmaßnahmen
Aufgrund der hohen Schleiftemperatur und der großen Normalkraft im Schleifprozess von Titanlegierungen kommt es in den Titanlegierungen in der Schleifzone zu starken plastischen Verformungen und es kommt zu einem physikalischen Kontakt zwischen dem Schleifmittel und dem Metall. oder chemische Adsorption erzeugt einen Bindungseffekt; Die Übertragung des zu mahlenden Metalls auf die abrasiven Partikel wird durch den Einfluss der Scherkraft verursacht, die zur Verklebung der Schleifscheibe führt. Schließlich werden die abrasiven Körner gebrochen. Wenn die Schleifkraft die Bindungskraft zwischen den Schleifkörnern übersteigt, werden die Schleifkörner und die Verbindung von der Schleifscheibe abgeschält.
4.3 Hochgeschwindigkeits- und hocheffizientes Schleifen
Einige Wissenschaftler haben Hochgeschwindigkeits- und Hocheffizienzschleifen von TC4-Titanlegierungsmaterialien auf der Ultrahochgeschwindigkeitsschleifmaschine durchgeführt, die vom National High-efficiency Grinding Engineering Technology Research Center der Hunan University entwickelt und hergestellt wurde. In der Forschung wurde das Einflussgesetz der Schleifkraft pro Flächeneinheit und der spezifischen Schleifenergie nach Schleifmenge analysiert. Wenn die lineare Geschwindigkeit gegenüber der Schleifscheibe zunimmt, nimmt die Schleifkraft pro Flächeneinheit deutlich ab, aber wenn die Tischgeschwindigkeit vw und die Schleiftiefe ap zunehmen, erhöht sich die Schleifkraft pro Flächeneinheit. Wenn die Lineargeschwindigkeit der Schleifscheibe zunimmt, erhöht sich die spezifische Schleifenergie, aber wenn die Tischgeschwindigkeit vw und die Schleiftiefe ap zunehmen, nimmt die spezifische Schleifenergie ab.
