Wat is het maalproces van Gr5 titaniumlegering?

Gr5 titaniumlegering, ook bekend als Ti-6Al-4V, is een van de meest populaire titaniumlegeringen. De unieke fysieke en mechanische eigenschappen maken het maalproces tot een technische uitdaging in de maakindustrie.

 

 

 

(I) Voordelen van mechanische eigenschappen

Gr5 titaniumlegering heeft een hoge specifieke sterkte met een dichtheid van 4,42 g/cm³. De treksterkte bij kamertemperatuur is groter dan of gelijk aan 895 MPa, de vloeigrens is groter dan of gelijk aan 830 MPa en heeft een uitstekende taaiheid en weerstand tegen vermoeidheid. Het handhaaft stabiele prestaties binnen het temperatuurbereik van -200 graden tot 500 graden. De elastische modulus zorgt voor problemen bij nauwkeurig slijpen. Het is geschikt voor extreme werkomstandigheden.

 

(II) Chemische en fysische eigenschappen

De Gr5-titaniumlegering vormt een dichte oxidefilm op het oppervlak voor een goede corrosieweerstand en biocompatibiliteit, waardoor deze geschikt is voor medische implantaten. Boven de 300 graden heeft het echter de neiging te reageren en brosse verbindingen te vormen. De thermische geleidbaarheid ervan leidt tot warmteaccumulatie tijdens het slijpen. Het is niet-magnetisch, met een hardheid van minder dan of gelijk aan 350 HB in gegloeide toestand, met een hoge vervormingsweerstand tijdens verwerking en problemen met spaanvorming.

 

 

(I) Te hoge slijptemperatuur, gevoelig voor oppervlakteschade

Tijdens het slijpen van de Gr5-titaniumlegering wordt meer dan 90% van de warmte geconcentreerd binnen 0,1 mm van het oppervlak en kan de temperatuur in de maalzone 1500 graden bereiken. Dit veroorzaakt waarschijnlijk oppervlakteverbranding, vormt TiO₂/TiN-lagen, veroorzaakt thermische spanningsscheuren en verkort de levensduur van vermoeiing aanzienlijk. Voor lucht- en ruimtevaartcomponenten geldt dat als er een geoxideerde brosse laag van 5-10 μm aanwezig is, de levensduur tegen vermoeiing met meer dan 50% zal afnemen.

 

(II) Hoge chemische activiteit verergert wielslijtage en verstopping

Bij hoge temperaturen reageert de Gr5-titaanlegering met elementen zoals Al, Si en C in de slijpkorrels van de slijpschijf. Het resulteert in diffusieslijtage van de slijpkorrels. De slijpspanen blijven aan de schijf plakken en verstoppen, waardoor deze zijn zelfslijping verliest, waardoor de slijpkracht toeneemt en de precisie afneemt. Gewone witte korundschijven worden het meest getroffen en vertonen een snelle slijtage en een aanzienlijke afname van de maalverhouding.

 

(III) Elastische vervorming beïnvloedt de bewerkingsprecisie

De Gr5-titaniumlegering heeft een lage elasticiteitsmodulus, waardoor elastische uitstulpingen en terugveren tijdens het slijpen vaak voorkomen, wat leidt tot onvoldoende werkelijke slijpdiepte. Ondertussen zullen er trillingssporen verschijnen, die de oppervlakte- en vormprecisie beïnvloeden. De vervorming van dun-wandige en complex gebogen werkstukken is groter, wat gemakkelijk tot maatafwijkingen kan leiden.

 

(IV) Moeilijkheden bij het afvoeren van spanen

De maalspanen zijn lamellair en geëxtrudeerd-gebarsten, met onregelmatige vormen en grote afmetingen. Het is waarschijnlijk dat ze de slijpschijf verstoppen, de slijpkracht en de wrijvingswarmte vergroten, en de slijtage van de schijf en de schade aan het werkstuk verder verergeren, waardoor een vicieuze cirkel ontstaat.

 

 

(I) Slijpschijfselectie

Microkristallijn korundwiel: het heeft een hoge temperatuurbestendigheid en slijtvastheid en behoudt stabiele prestaties bij 1500 graden. Het kan chemische slijtage verminderen en de levensduur en slijpefficiëntie zijn veel beter dan die van witte korundwielen.

Fijn-CBN-wiel: het kan de snijkracht en maaltemperatuur verminderen. De poreuze structuur vergemakkelijkt het verwijderen van spanen en het afkoelen. De schijf moet elke 4 uur worden gepolijst met een diamantpen om doffe schuurkorrels en aangehechte spanen te verwijderen, zodat deze scherp blijft.

 

(II) Optimalisatie van maalparameters

Kernparametervereiste: De temperatuur in de maalzone moet zijn<300℃ .

Lineaire snelheid wiel: 18-22 m/s. Het kan de wrijvingswarmte met meer dan 50% verminderen. Voor elke 10% afname van de lineaire snelheid daalt de temperatuur met ongeveer 20%.

Enkele slijpdiepte: 0,01-0,015 mm, met verwerking in meerdere gangen. Een tolerantie van 5 mm kan met 500 passen onder de 250 graden worden geregeld.

Voersnelheid: 5-6 m/min. De optimale experimentele combinatie: 27 m/s lineaire snelheid + 0.01mm snijdiepte + 12m/min voedingssnelheid, waardoor een evenwicht wordt bereikt tussen efficiëntie en kwaliteit.

 

(III) Upgrade van koelsysteem

Lage-olienevelkoeling: -10 graden luchtvaartkerosine + perslucht. Een mondstuk van 2 mm spuit rechtstreeks op de slijpzone vanaf een afstand van 5-8 mm, waardoor de temperatuur wordt verlaagd en de brandsnelheid van het gereedschap wordt verlaagd van 25% naar 8%. Het kan ook zuurstof isoleren om het oppervlak te beschermen.

Liquid Nitrogen Auxiliary Cooling: Only suitable for workpieces with a wall thickness >10 mm. Een mondstuk van 45 graden spuit -196 graden vloeibare stikstof met een snelheid van 10 l/u, waardoor de slijptemperatuur wordt verlaagd en verbranding van het gereedschap volledig wordt voorkomen.

Opmerking: optimaliseer de positie van het mondstuk voor nauwkeurige koeling om thermische schokken te voorkomen die worden veroorzaakt door het direct sproeien van koud water op de hoge- temperatuur

oppervlak.

 

 

 

Ruihang Group is gespecialiseerd in de productie van hoogwaardig- titanium en titaniumproducten, in verschillende kwaliteiten, zoals Gr5,Gr7,CP Ti, Gr23 enz. Neem voor meer informatie contact met ons op via:Sam.Rui@bjrh-titanium.com