Aplicação da tecnologia de revestimento no processamento de ligas de titânio
Situação atual do revestimento da ferramenta de corte de liga de titânio
Devido à alta atividade química da liga de titânio e à baixa condutividade térmica, a temperatura de corte é alta durante o processo de corte, a reação química é intensa, a ferramenta falha rapidamente, resultando no problema da vida útil curta da ferramenta e do alto custo de processamento. As causas do desgaste da ferramenta incluem atrito mecânico e reações físicas e químicas sob a ação das forças de corte e temperaturas de corte. Em vista da dificuldade do corte da liga de titânio, os materiais da ferramenta selecionados devem atender aos requisitos de alta dureza, alta resistência, alta condutividade térmica, estabilidade química e boa dureza vermelha [10]. Atualmente, o setor é reconhecido como a melhor ferramenta de diamante para processar a liga de titânio, mas, devido ao seu alto preço, as ferramentas revestidas com carboneto cimentadas ainda ocupam a posição principal no mercado de corte de ligas de titânio.
A teoria do corte tradicional acredita que a ferramenta revestida não é adequada para o processamento da liga de titânio, porque o revestimento tradicional é principalmente o revestimento binário de tiques ou ticn ternário, e o elemento Ti no revestimento é fácil de ter afinidade com a peça de trabalho, resultando em ferramenta rápida falha. Ezugwn et al. Corte a liga de titânio TC4 com revestimento de CRN e Ticn e ferramentas de corte de carboneto de tungstênio não revestidas em matriz de aço de alta velocidade, e a pesquisa mostra que a vida útil das ferramentas revestidas com CRN é mais longa que a das ferramentas revestidas com TICN e as ferramentas de carbídio não revestidas. Ao mesmo tempo, as experiências de corte da liga de titânio Ti6A14V com revestimento de estanho de camada única e revestimento de estanho/ticn/ticn de camada multi-camada são estudados nas mesmas condições de corte. Os resultados mostram que a temperatura de corte da ferramenta de revestimento de várias camadas é menor que a da camada única, e a vida útil da ferramenta é maior que a do revestimento de camada única.
Nos últimos anos, devido à maturação contínua e progresso dos processos e métodos de revestimento estrangeiro, os componentes de revestimento de ferramentas gradualmente se diversificam e, mesmo para cada tipo de material da peça de trabalho, há um material de revestimento mais adequado e existem revestimentos macios, revestimentos de superhard , revestimentos de várias camadas, revestimentos nanocompostos e outros revestimentos com melhor desempenho. Portanto, mais e mais ferramentas revestidas foram aplicadas ao corte de alta velocidade da liga de titânio e mostraram boas vantagens.
Diversidade de composição do revestimento de ferramentas. A adição de novos elementos ao revestimento único (como a adição de ZR e V melhorará a resistência ao desgaste do revestimento, a adição de Si melhorará a dureza do revestimento e impedirá a difusão química, acrescentando que B aumentará a tenacidade do revestimento, adicionando Al e Cr melhorará a resistência a oxidação do revestimento, etc.) para preparar um material de revestimento de ferramentas com vários componentes, que melhora bastante o desempenho geral da ferramenta. Os materiais de revestimento também se desenvolveram desde o início de estanho, tialn, ticn até a atual tisin, tisicn, tialsin, alcrn, alcrsin, tibn, crn, zrn e outras dezenas de materiais de revestimento.
Processo de corte verde. Atualmente, o processamento mecânico da China usa principalmente o método de corte úmido, isto é, no processamento de corte de metal, com o fluido de corte contínuo de resfriamento, ferramenta de lubrificação e parte do contato da peça de trabalho, mas um grande número de fluido de corte causará problemas de poluição ambiental, enquanto devido ao O processo de corte do fluido de corte produzido pela fumaça causou danos diretamente ao corpo humano, pode induzir uma variedade de doenças. Além disso, desde o cálculo do custo do processamento, o fluido de corte é responsável por 14% a 16% do custo total, e o custo da ferramenta é responsável por apenas 2% a 4%. Estudos mostraram que, se 20% do processo de corte adotar a ferramenta de revestimento para usinagem a seca, o custo total de fabricação pode ser reduzido em 1,6% [16]. Além disso, o uso de corte a seco de alta velocidade pode melhorar bastante a eficiência do processamento, melhorar a precisão do processamento, reduzir a rugosidade da superfície e é mais adequada para o processamento de peças de paredes finas. Portanto, seja da perspectiva da proteção ambiental ou da perspectiva do desempenho do processamento e das considerações econômicas, a fabricação de ferramentas de revestimento que podem atender às condições de corte a seco é uma importante meta de desenvolvimento do processamento verde.
