Принято считать, что титан поддаётся механической обработке подобно нержавеющим сталям. Это значит, что обрабатывать титан в 4-5 раз труднее, чем обычную сталь, но это всё же не составляет неразрешимой проблемы.
Основные проблемы при обработки титана — это большая склонность его к налипанию и задиранию, низкая теплопроводность, а также то обстоятельство, что практически все металлы и огнеупорны растворяются в титане, в результате чего представляет собой сплав титана и твёрдого материала режущего инструмента. Такая обработка вызывает быстрый износ резца.
Для уменьшения налипания и задирания и для отвода большого количества тепла, которое выделяется при резании, применяют охлаждающие жидкости. Точение заготовки производят спомощью резцов из твёрдых сплавов причём скорость обработки, как правило, ниже, чем при точении нержавеющей стали.
Если необходимо разрезать листы из титана, то эту операцию осуществляют на гильотинных ножницах. Сортовой прокат больших диаметров режут механическими пилами, применяяножовочные полотна с крупным зубом. Менее толстые прутки разрезают на токарных станках.
Сверление титана на большую глубину
При фрезеровании титан остаётся верным себе и налипает на зубья фрезы. Фрезы тоже изготовляют из твёрдых сплавов, а для охлаждения применяют смазки, отличающиеся большой вязкостью.
При сверлении титана основное внимание обращают на то, чтобы стружка не скапливалась в отводящих канавках, так как это быстро повреждает сверло. В качестве материала для сверления титана применяют быстрорежущую сталь.
При использовании титана как конструкционного материала титановые детали соединяют друг с другом и с деталями из иных материалов разными методами.
Основной метод — сварка. Самые первые попытки сварить титанбыли неудачными, что объяснялось взаимодействием расплавленного металла с кислородом, азотом и водородом воздуха, ростом зерна при нагреве, изменениями в микроструктуре и другими факторами, приводимые к хрупкости шва. Однако все эти проблемы, ранее казавшиеся неразрешимыми, были решены в самые короткие сроки в наши дни сварка титана — обычная промышленная технология.
Но, хотя проблемы решены, сварка титана не стала простой и лёгкой. Основная её трудность и сложность заключается в необходимости постоянного и неукоснительного предохранения сварного шва от загрязнения примесями. Поэтому при сварке титана используют не только инертный газ высокой чистоты и специальные бескислородные флюсы, но и разнообразные защитные козырьки, прокладки, которые защищают остывающие.
Чтобы максимально снизить рост зерна и уменьшить изменения в микроструктуре, сварку ведут с большой скоростью. Почти все виды сварки производят в обычных условиях, применяя специальные меры для защиты нагретого металла от соприкосновение с воздухом.
Но мировая практика знает и сварку в контролируемой атмосфере. Такая защита сварного шва обычно необходима при выполнении особо ответственных работ, когда требуется стопроцентная гарантия того, что сварной шов не будет загрязнён. Если свариваемые части не велики, сварку ведут в специальной камере, заполненной инертным газом. Сварщик хорошо видит всё, что ему нужно через специальное окно.
Как, чем сверлить титан, титановые сплавы
Когда же сваривают большие детали и узлы, контролируемую атмосферу создают в специальных вместительных герметичных помещениях, где сварщики работают, применяя индивидуальные системы жизнеобеспечения. Разумеется, эти работы ведут сварщики самой высокой квалификации, но и обычную сварку титана должны проводить только специально обученные этому делу люди.
В тех случаях, когда сварка не возможна или попросту не целесообразна, прибегают к пайке. Пайка титана осложняется тем, что он при высоких температурах химически активен и очень прочно связан с покрывающей его поверхность — окисной плёнкой. Подавляющее большинство металлов непригодно для использования в качестве припоев при пайке титана, так как получаются хрупкие соединения. Только чистые серебро и алюминий подходят для этой цели.
Соединять титан с титаном, а также с другими металлами можно и механически — клепкой или при помощи болтов. При использовании титановых заклёпок время клёпки увеличивается почти вдвое по сравнению с применением высокопрочных алюминиевых деталей, а гайки и болты из нового промышленного металла непременно покрывают слоем серебра или синтетического материала тефлона, иначе при завинчивании гайки титан будет, как это ему неизменно присуще, налипать и задираться и резьбовое соединение не сможет выдержать больших напряжений.
Склонность к налипанию и задиранию, обусловленная высоким коэфициентом трения, — очень серьёзный недостаток титана. Это приводит к тому, что титановые сплавы быстро изнашиваются и их нельзя использовать для изготовления деталей, работающих в условиях трения скольжения. При скольжении по любому металлу титан налипает на его поверхность, и деталь вязнет, схваченная липким слоем титана.
Впрочем, говорить, что титановые сплавы нельзя применять при изготовлении трущихся деталей, неверно. Существует немало способов, упрочняющих поверхность титана и устраняющих склонность к налипанию. Один из них — азотирование.
Процесс заключается в том, что детали, нагретые до 850-950 градусов, выдерживают в чистом газообразном азоте более суток. На поверхности металла образуется золотисто-жёлтая плёнка нитрида титана большой микротвёрдости. Износостойкость титановых деталей повышается во много раз и не уступает изделиям из специальных поверхностно упрочнённых сталей.
Другой распространённый метод устранения склонности титана к задиранию — оксидирование. При этом в результате нагрева на поверхности деталей образуется окисная плёнка. При низкотемпературном оксидировании свободный доступ воздуха к металлу затруднён и окисная плёнка получается плотной, хорошо связанной с основной толщей титана.
Высокотемпературное оксидирование заключается в том, что в течении 5-6 часов детали выдерживают на воздухе нагретыми до 850 градусов, а затем резко охлаждают в воде, чтобы удалить с поверхности рыхлую окалину. В результате оксидирования сопротивление износу возрастает в 15-100 раз.
Другие статьи по сходной тематике
- Основные понятия о токарной обработке и токарных станках.
- Шелкография
- Стали марок AISI 409, 430, 439 — аналоги отечественных марок 08×13, 12×17 и 08×17Т
- Гидравлические гильотинные ножницы, гильотинные ножницы с ЧПУ для раскроя и обработки листовых материалов.
Источник: tochmeh.ru
А вы знали, чем можно сверлить титан в домашних условиях?
Титан – наиболее прочный сплав, который отличается от стали многими характеристиками. Например, титан намного легче стали, но прочнее, при этом его сложно сверлить. Проблема связана с низкой теплопроводностью титана и налипаем стружки на поверхность бура. Поэтому титан сверлят только специализированным буром.
Титан – наиболее прочный сплав, который отличается от стали многими характеристиками
Как сверлить титан в домашних условиях
На самом деле, если вы купили подходящее сверло, никаких проблем при работе со сплавом не возникнет. Однако перед началом сверления лучше изучить некоторые особенности инструмента и технологий:
- Зона контакта бура должна быть минимальной, как и толщина стружки.
- Использовать можно только термостойкое сверло с минимальной теплопроводностью.
- Плотная стружка от титана всегда образуется циклично, что может привести к сильной вибрации техники.
- В точке контакта существенно повышается температура из-за сильного трения бура.
Титан сверлят только специализированным буром
Итак, особенности мы изучили, поэтому делаем выводы: сверлить только на низких оборотах, используя термостойкое и острое сверло. Кроме того, процесс должен сопровождаться качественным охлаждением.
Важно. В процессе бурения происходит нагрев поверхностей до высокой температуры. Работать нужно аккуратно, так как сверло часто оплавляется, стружка налипает и технику может заклинить.
Снизить температуру в месте сверления можно с помощью обычной воды или специального состава на базе смазочных материалов. Сверло необходимо периодически извлекать, удалять стружку и охлаждать поверхности. Кстати, на предприятиях используют специальные дрели с принудительным охлаждением.
Снизить температуру в месте сверления титана можно с помощью обычной воды или специального состава на базе смазочных материалов
Работать нужно на низкой скорости и при сильном давлении, поэтому иногда лучше использовать стационарные станки для бурения титана, где деталь можно прочно закрепить.
Какие сверла выбрать?
Бур должен отличаться повышенной твердостью и износостойкостью. Как правило, насадки для сверления титана изготавливают из прочной твердосплавной стали марки РMX, K20 или К30F. Также сверла делают из быстрорежущей стали Р18, Р9К5 или Р9М4К8.
При выборе сверла обратите внимание на его характеристики и защитное покрытие, которого должно быть не менее 70%. Такое сверло прослужит намного дольше, да и эффективность будет в разы выше.
При сверлении титана специалисты рекомендуют использовать короткие буры
Опытные специалисты рекомендуют использовать короткие буры. Они не только прочные, но и позволяют работать практически без вибраций и прочих неприятных дефектов. Главное — запомнить, что сверла с покрытием из нитрида титана – не подходят для работы с титановыми деталями и конструкциями.
А еще мы есть в соц. сетях, ждем Вас в гости:
Подписывайтесь на канал , с нами не только интересно, но и полезно!
# титан #титановый крепеж #сверление титана #сверло для титана #бур для титана #свойства титана #титановые метизы #крепеж #крепежные изделия
Источник: dzen.ru
Чем и как сверлить титановые сплавы?
Титан – один из самых прочных и легких металлов в мире. На практике чаще всего используется не чистый титан, а его сплавы, которые легче поддаются механической обработке. По трудоемкости процесс их сверления подобен сверлению нержавеющих сталей, то есть трудность их обработки в 4-5 раз выше, чем обычной углеродистой стали. Но основная проблема, существенно осложняющая обработку, заключается в склонности титана к налипанию на сверло.
Однако, при условии использования правильного инструмента, соблюдения скоростного режима и применения определенных знаний в этой области, даже такой труднообрабатываемый металл как титан поддается сверлению. При обработке любого титанового сплава необходимо соблюдать три главных правила:
- Процесс сверления должен выполняться на низких скоростях.
- Использование только острого инструмента из быстрорежущих или твердых сплавов.
- Применение принудительного охлаждения жидкими составами.
Титан, будучи вдвое легче железа, по прочности превосходит многие стали, из-за чего его обработка требует больших энергозатрат. Дополнительные трудности создает низкая теплопроводность сплавов. В процессе обработки выделяется тепло, которое не успевает распределиться по всей заготовке.
В результате в области сверления происходит расширение металла, который оказывает давление на инструмент. Вместе с этим наблюдается налипание стружки на сверло, повышается сила трения и происходит выброс тепловой энергии. Все это может привести к заклиниванию инструмента и даже к его расплавлению.
Снижение температуры в зоне сверления
Важную роль при обработке титановых сплавов резанием имеет обильное принудительное охлаждение места обработки водой или водной эмульсией (СОЖ) с высокими смазочными свойствами. При большой глубине отверстий, недостаточно просто поливать жидкостью заготовку в месте обработки. Сверло или фрезу необходимо периодически выводить из изделия, очищать отводящие канавки от стружки и заливать отверстие водой.
Выбираем скоростной режим
Сверление титана на низких оборотах позволит избежать излишнего перегрева и уменьшить налипание стружки на режущую ленточку сверла. Сверление выполняют с достаточно большим нажимом, так как большая подача в меньшей степени влияет на уровень нагрева и износ сверла, чем скорость. Таким образом, сверление титановых сплавов выполняется на низкой скорости при большой подаче. Высокие силы резания могут привести к вибрации инструмента, поэтому необходимо принять меры по повышению жесткости закрепления заготовки и сверла.
Виды сверл для титана
Не менее важен правильный выбор инструмента. Он должен обладать повышенной твердостью, красностойкостью и износостойкостью. Отлично подойдут твердосплавные сверла из стали марок ВК4, ВК8, ВК6М, ВК10М или из быстрорежущей стали Р18, Р9К5, Р9М4К8, Р6М5К5 твердостью HRC≥ 63 с острой заточкой, которые используются для труднообрабатываемых сталей.
Если режущая кромка сверла затупилась, необходимо заменить или заточить инструмент. Восстановление режущих свойств выполняют по главной задней поверхности на специальных точильных станках или приспособлениях. Применение укороченных сверл позволит минимизировать вибрацию и осевые отклонения инструмента.
Таким образом, особенные свойства титана требуют особого подхода к процессу сверления. Одними из самых легкообрабатываемых титановых сплавов являются ВТ1-0 и ВТ6, которые широко используются при производстве пластин, прутков, крепежных изделий. Большой выбор болтов, винтов и гаек из титана представлен в разделе «Титановый крепеж».
Источник: krepcom.ru