En 1956, McGevellen hizo una distinción estricta entre las aleaciones de titanio basada en la diferencia en el estado de recocido, y delineó diferentes tipos, divididos principalmente en tres categorías: α, β y α + β y otros tres tipos de aleaciones de titanio....
1 Clasificación de las aleaciones de titanio
En 1956, McGevellen hizo una distinción estricta entre las aleaciones de titanio basada en la diferencia en el estado de recocido, y delineó diferentes tipos, divididos principalmente en tres categorías: α, β y α + β y otros tres tipos de aleaciones de titanio.
TC4 (Ti-6Al-4V) pertenece a la estructura de fase α + β, que es la aleación de titanio con la mayor cantidad y la aleación de titanio con los datos de rendimiento más completos. El aluminio y el vanadio son los principales elementos de aleación contenidos en TC4 (Ti-6Al-4V). , el aluminio es un elemento estabilizador alfa, y el vanadio es un elemento estabilizador beta.
2 Características de la tecnología de procesamiento
La aleación de titanio TC4 es muy difícil de procesar. El proceso integral de titanio y aleación de titanio es muy diferente del acero, la aleación de aluminio y muchos metales pesados en términos de estructura cristalina, propiedades físicas y propiedades químicas. Los siguientes tres factores determinan que las aleaciones de titanio son metales duros con los que trabajar.
(1) Debido a la inestabilidad de su composición química. La aleación de titanio TC4 reaccionará químicamente con el oxígeno y el nitrógeno bajo deformación térmica, e incluso reaccionará químicamente con algunos gases que contienen oxígeno, y la reacción producirá piel de óxido unida a la superficie de la pieza de trabajo. Si la temperatura es más alta, alcanzará los 900 ° C En los casos anteriores, la escala de óxido unida a la superficie de la pieza de trabajo producirá escamas, de modo que es probable que los elementos de oxígeno y nitrógeno penetren y se difundan en el metal, y eventualmente se formará una capa de captación superficial. Mayor dureza y menor plasticidad son las características de esta capa captadora.
(2) El rendimiento de la cementita en la estructura metalográfica pertenece a un compuesto complejo de Fe-C, la dureza Vickers puede alcanzar HV1100 en el más alto, y la tenacidad al impacto es casi nula.
(3) La conductividad térmica no es alta: si la conductividad térmica de la aleación de titanio se compara con otras aleaciones como la aleación de aluminio, es solo aproximadamente 1/15 de la de la aleación de aluminio y aproximadamente 1/5 de la del acero. La conductividad térmica y la conductividad térmica de las aleaciones de titanio son mucho más bajas que las de las aleaciones de aluminio y los aceros. Son solo alrededor de 1/15 de los de aleaciones de aluminio y aproximadamente 2/7 de los de acero. El impacto en la calidad de procesamiento de la superficie de algunas piezas de aleación de titanio es relativamente grande.
3 Características de molienda
Debido a que la aleación de titanio tiene propiedades materiales como alta resistencia, buena estabilidad térmica, resistencia a altas temperaturas, alta actividad química, baja conductividad térmica y bajo módulo elástico, es muy difícil de moler y es uno de los materiales más difíciles de procesar. De esta manera, su rango de promoción y aplicación es muy limitado, porque el rendimiento de molienda de las aleaciones de titanio es muy pobre, y existen tales y otros problemas en la molienda.
Las principales características de molienda de la aleación de titanio TC4 son las siguientes:
(1) El problema de unión de la muela es grave. La aleación de titanio se adhiere a la superficie de la rueda de molienda, y la superficie de unión es como el humo. La razón principal es que el material adherente se cae durante el proceso de molienda, lo que hará que las partículas abrasivas se rompan y se caigan, lo que eventualmente dañará seriamente la muela.
(2) La fuerza de molienda es grande y la temperatura de molienda es alta. Durante la prueba de molienda de un solo grano, se encontró que al moler aleaciones de titanio, el proceso de deslizamiento representó una gran proporción, y el tiempo de contacto entre los granos abrasivos y la pieza de trabajo fue muy corto, lo que resultó en una fricción severa y una deformación elástica y plástica severa, y luego la aleación de titanio se muele en virutas, lo que genera mucho calor de molienda. En este momento, la temperatura de molienda puede alcanzar hasta aproximadamente 1500 ° C.
(3) La molienda producirá virutas en cascada, principalmente debido a la deformación compleja. Las virutas en forma de banda se forman principalmente al moler acero 45 con rueda de molienda de corindón blanco (WA60KV), y las virutas extruidas laminadas se forman principalmente al moler aleación de titanio con rueda de molienda de carburo de silicio verde (GC46KV).
(4) En condiciones de alta temperatura, la actividad química de la aleación de titanio TC4 es bastante activa, y es fácil reaccionar violentamente con oxígeno, nitrógeno, hidrógeno y otros elementos en el aire para formar materiales duros frágiles como dióxido de titanio, nitruro de titanio e hidruro de titanio. Una capa metamórfica, que conduce a una reducción en la plasticidad de TC4.
(5) En el proceso de molienda de aleación de titanio, se ve afectado por problemas que son difíciles de resolver, principalmente porque el calor de molienda introducido en la pieza de trabajo es difícil de exportar, y es fácil deformar la pieza de trabajo, quemarla e incluso causar algunas grietas. Habrá diversos grados de rugosidad.
4. Innovación de la tecnología de molienda
4.1 Medidas inhibitorias para hacer frente a las quemaduras y grietas de molienda
Hay algunos problemas al usar la rueda de molienda para procesar la aleación de titanio TC4. El más grave es el fenómeno de adhesión. Debido a la alta velocidad, la fuerza de molienda y la temperatura son relativamente altas, lo que quemará la superficie y causará grietas. Ren Jingxin y otros han realizado algunas investigaciones experimentales para reducir el fenómeno de quemaduras y grietas durante el procesamiento. Sienten que se pueden usar muelas de molienda más suaves, como las muelas de carburo de silicio o carburo de silicio de cerio en lugar de las ruedas de molienda de corindón, y se utilizan ruedas de molienda de corindón. Unión de resina, mientras que la primera utiliza unión de cerámica. Y los parámetros de procesamiento también deben prestarse atención, por ejemplo, la velocidad de la muela no debe ser demasiado rápida, el análisis experimental no debe exceder los 20 metros por segundo, la profundidad de molienda no debe ser demasiado, no más de 0.02 mm, y también se requiere la velocidad de movimiento de la pieza de trabajo, alrededor de 12-16 En cuestión de minutos, el fluido de molienda no solo debe disipar bien el calor, sino también enfatizar su efecto lubricante, lo que puede suprimir efectivamente la aparición de la unión. Si se trata de molienda en seco, el lubricante se puede empapar con lubricante sólido. rueda de molienda de filtración.
4.2 Fenómeno de adherencia de la rueda de molienda en la molienda de aleación de titanio y sus medidas de supresión
Debido a la alta temperatura de molienda y la gran fuerza normal en el proceso de molienda de aleaciones de titanio, se producirá una deformación plástica severa en las aleaciones de titanio en la zona de molienda, y se producirá el contacto físico entre el abrasivo y el metal. o la adsorción química produce un efecto de unión; la transferencia del metal a moler a las partículas abrasivas es causada por la influencia de la fuerza de cizallamiento, que conduce a la unión de la muela. Finalmente, los granos abrasivos se rompen. Cuando la fuerza de molienda excede la fuerza de unión entre los granos abrasivos, los granos abrasivos y el enlace se despegarán de la muela.
4.3 Rectificado de alta velocidad y alta eficiencia
Algunos académicos han llevado a cabo la molienda de alta velocidad y alta eficiencia de materiales de aleación de titanio TC4 en la máquina de molienda de ultra alta velocidad diseñada y fabricada por el Centro Nacional de Investigación de Tecnología de Ingeniería de Molienda de Alta Eficiencia de la Universidad de Hunan. En la investigación, se analizó la ley de influencia de la fuerza de molienda por unidad de área y la energía de molienda específica por cantidad de molienda. Si la velocidad lineal frente a la rueda de molienda aumenta, la fuerza de molienda por unidad de área disminuirá significativamente, pero si la velocidad de la tabla vw y la profundidad de molienda ap aumentan, la fuerza de molienda por unidad de área aumentará. Cuando la velocidad lineal de la rueda de molienda vs aumenta, la energía de molienda específica aumenta, pero cuando la velocidad de la mesa vw y la profundidad de molienda ap aumentan, la energía de molienda específica disminuye.
