Las aleaciones de titanio tienen una alta resistencia específica, excelente resistencia al calor y a la corrosión, y se utilizan ampliamente en sistemas hidráulicos de aviación. Sin embargo, este material tiene una conductividad térmica pobre, una fuerte actividad química y un pequeño coeficiente de deformación, lo que hace que el procesamiento de las roscas para uniones de tuberías de aleación de titanio sea extremadamente difícil. Este documento, basado en el material y las características de procesamiento de las aleaciones de titanio, analiza las dificultades en el procesamiento de roscas, aclara los puntos clave para seleccionar las herramientas de torneado de roscas adecuadas y optimiza el proceso desde las dimensiones de los parámetros de corte, la estructura de la herramienta, el enfriamiento y la lubricación, y las herramientas y accesorios, proporcionando una solución de referencia para el procesamiento de roscas de aleaciones de titanio de alta-precisión.
Análisis de las características de procesamiento de aleaciones de titanio.
Existen principalmente tres tipos de aleaciones de titanio: -tipo (TA), -tipo (TB) y + -tipo (TC). Entre ellas, la aleación dúplex tipo TC es la más utilizada y es una materia prima importante en la industria aeroespacial. Sus características de procesamiento se manifiestan principalmente como:
1. Baja conductividad térmica: mala disipación de calor; durante el procesamiento, es propenso a generar altas temperaturas, lo que resulta en un gran rebote de la pieza de trabajo y una deformación obvia.
2. Coeficiente de deformación pequeño: durante el corte, la longitud de contacto entre la viruta y la herramienta es corta y la fuerza de corte se concentra en el filo, lo que agrava el desgaste de la herramienta.
3. Alta actividad química: A altas temperaturas, es propenso a reaccionar con el oxígeno, el nitrógeno y el material de la herramienta, generando adherencia, provocando fenómenos de "mordida".
4. Alta resistencia y buena tenacidad: la resistencia al corte es grande y los requisitos de rigidez de la herramienta y resistencia al desgaste son altos.
Estas características hacen que el procesamiento de roscas de aleación de titanio enfrente problemas importantes, como un gran par de roscado, fácil rotura del macho y difícil control de la precisión de la rosca.
Selección y Diseño de Herramientas de Corte de Roscas
Para las dificultades al roscar aleaciones de titanio, se recomienda utilizar machos de roscar dentados. Este tipo de grifo extrae un diente cada dos, lo que hace que los dientes se dispongan alternativamente. Durante el corte, solo una superficie está en contacto, lo que reduce efectivamente el par de fricción y evita que el grifo se atasque o se dañe. El espesor de corte del grifo dentado se duplica, lo que puede exceder la profundidad de la capa endurecida por trabajo en frío. Aunque la fuerza de corte de un solo diente aumenta, la eliminación de viruta es más suave, la fricción y la adherencia se reducen, mejorando así la durabilidad del macho y la precisión de la rosca. Al diseñar, es importante asegurarse de que el número de muescas sea impar para distribuir uniformemente la fuerza en los bordes de los dientes.
En cuanto a la selección de materiales, se recomienda utilizar machos de roscar de acero de alta-velocidad. Tienen alta tenacidad, buena resistencia a la deformación y excelente resistencia al desgaste. Primero se puede realizar un pre-roscado con machos de acero de alta-velocidad, seguido de una corrección con machos de carburo. En el futuro, a medida que avance el desarrollo de materiales para herramientas, se espera que haya machos de roscar más especializados diseñados específicamente para aleaciones de titanio.
Medidas de optimización para la tecnología de procesamiento de hilos.
1. Aumento razonable del diámetro del fondo del pozo.
Aumentar adecuadamente el diámetro del orificio inferior de la rosca puede reducir la fuerza de corte y el calor de corte. La cantidad de aumento debe considerarse de manera integral en función de los requisitos de la tasa de contacto del hilo y la cantidad de hilos. Reducir ligeramente la altura del diente y aumentar el diámetro interior de la rosca, especialmente para el roscado de aleación de titanio, aunque reduce ligeramente la tasa de contacto, puede garantizar la confiabilidad al aumentar la longitud de la conexión roscada.
2. Control de la velocidad de corte y parámetros geométricos de la herramienta.
Para el procesamiento de roscas de aleación de titanio, se debe adoptar una velocidad de corte -baja. La velocidad de corte recomendada se controla en 200-300 mm/min. Una velocidad demasiado pequeña tiende a generar capas duras y frías, mientras que una velocidad demasiado grande agravará el aumento de temperatura y el desgaste de la herramienta. En términos de parámetros geométricos de la herramienta: seleccione un ángulo de ataque apropiado para mejorar la resistencia del filo; Utilice un ángulo de alivio mayor para facilitar la eliminación de virutas. Para roscados de agujeros profundos, se puede reducir el número de ranuras de retención de viruta para aumentar el espacio de retención de viruta y mejorar la capacidad de eliminación de viruta.
3. Optimización del portamachos y del refrigerante.
El roscado a máquina debe estar equipado con un mandril de macho dedicado y operado con una llave. El pasador de cola del hilo de aleación de titanio debe ser ligeramente más largo que la longitud estándar. Se recomienda establecer una ranura de retracción para evitar que el grifo se salte al llegar al fondo.
La lubricación con refrigerante es crucial. Seleccione un refrigerante con alta actividad y buen rendimiento de lubricación, enfriando directamente el grifo para evitar que las altas temperaturas provoquen adherencias. Se recomienda utilizar una mezcla refrigerante de ácido de aceite, aceite sulfurado y queroseno en una proporción adecuada, o utilizar aceite de corte F43. También se puede abrir una ranura para refrigerante en la parte posterior del grifo para garantizar que el refrigerante pueda llegar suavemente al área de corte.
El procesamiento de alta-precisión de las uniones roscadas detubos de aleación de titaniorequiere la selección de herramientas de corte adecuadas, como machos de roscar dentados y machos de roscar de acero de alta-velocidad, así como la optimización de los parámetros del proceso, como el diámetro del fondo del orificio, la velocidad de corte, los parámetros geométricos de la herramienta, la lubricación por enfriamiento y el portamachos. Esto puede evitar eficazmente las debilidades de la aleación de titanio, como la mala conductividad térmica y la alta actividad química, y mejorar la precisión del procesamiento y la eficiencia de los hilos. Con el desarrollo de la ciencia de los materiales y la tecnología de procesamiento, la tecnología de procesamiento de roscas de aleación de titanio se mejorará aún más, brindando soporte para la fabricación de alta-confiabilidad de sistemas hidráulicos de aviación.
Baoji Yibaite nuevos materiales Technology Co., Ltd. se especializa en el procesamiento detubo de aleación de titanio. Bienvenido a consultar.