Обработка Ti-6Al-4V: что задавать по СОЖ, инструменту и стратегии резания — и что решает только пробное резание

Bắt đầu từ nhiệt, không phải độ cứng

Ti-6Al-4V không chủ yếu là một bài toán vật liệu cứng. Dẫn nhiệt thấp của nó giữ nhiệt sinh tại đường cắt trong vùng dụng cụ thay vì để phôi mang đi, và nhiệt bị mắc kẹt đó là thứ làm hỏng mép cắt^1,15–17.

Một nhà cung cấp đặt độ dẫn ở khoảng một phần năm của thép, đó là vì sao phôi rời đi mát trong khi mảnh dao thì không¹⁶. Hãy coi đó là tiền đề thiết kế cho toàn bộ quy trình.

Mọi quyết sau — cấp dung dịch, cấp dụng cụ, tốc độ, đường cắt — là một nỗ lực di chuyển nhiệt khỏi mép hay ngừng sinh nhiều vậy.

Nếu bạn giao việc cho xưởng như thể titan là nhôm chậm, bạn sẽ nhận một kế hoạch xây quanh tốc độ cấp phôi chứ không phải kiểm soát nhiệt. Các định mức khó được công bố chỉ cùng hướng.

Ti-6Al-4V mang định mức khả năng gia công 22% đối chiếu nền 12L14 thép 100%²⁶. Và một nhà cung cấp gán cho nó hệ số khó 2,2x đối chiếu nhôm 6061-T6 ở 1,0x, trích dẫn dẫn nhiệt thấp và độ lệch dụng cụ cao¹.

Đó là các con số cấp nhà cung cấp, hữu ích để dự toán kỳ vọng chứ không phải làm giới hạn.

Loại trừ cắt khô và chỉ-ngập trước khi so báo giá

Dung dịch là dòng duy nhất các nguồn hội tụ, nên hãy đưa nó vào đặc tả thay vì để mặc định xưởng. Cắt khô titan được mô tả gây hỏng dụng cụ trong vài giây²⁵, và dung dịch qua-lõi hay qua-trục áp suất cao là đối sách được nêu khắp các nguồn^3,5,14,17.

Cấp qua-trục được ưa chuộng cho thô vật liệu khó và hốc sâu vì nó cải thiện thoát phôi cũng như làm mát⁵. Một nhà cung cấp nói titan cấp 5 cần dung dịch qua-lõi ở 1000+ psi¹⁴.

Hãy coi đó là con số của nhà cung cấp đó, không phải một tiêu chuẩn bạn có thể đòi xưởng; không nguồn nào trong tập này cho lưu lượng L/min. Và không nguồn nào so MQL hay làm lạnh cryogenic với dung dịch áp suất cao cho titan.

Điều bạn có thể chỉ định là phương pháp cấp — dung dịch hướng vào mép cắt qua dụng cụ — và yêu cầu mỗi xưởng nêu áp suất máy của nó giữ được tại dụng cụ.

Lợi ích được báo chứ không đảm bảo: một nguồn ghi nhận tuổi thọ dụng cụ 2-3x so với dung dịch ngập thông thường trên các thao tác tiện titan³.

Đó là một quan sát tiện từ một nhà xuất bản đơn, nên hãy dùng nó để biện việc trả cho hệ dung dịch, không phải để dự đoán tuổi thọ dụng cụ của chính bạn.

Chia cấp dụng cụ giữa thô và tinh

Cacbua phủ là họ chủ lưu cho titan, và chuỗi cấp công bố cho công việc titan và HRSA tách cấp theo điều kiện cắt chứ không phải chỉ vật liệu^2,10.

Sandvik định vị S30T — cấp PVD trung-cứng phủ mỏng — cho tinh tới thô nhẹ trong điều kiện khá ổn định, trích dẫn độ bền mép cắt và hoàn thiện bề mặt¹⁰.

S40T của nó, cấp CVD dày trung bình dai, được định vị cho thô trong các ứng dụng đòi độ dai¹⁰. Cả hai được nêu chạy ướt hay khô¹⁰.

Điều các nguồn không cho là lý do một lớp phủ mỏng hợp với tinh.

Chúng nêu định vị, không phải cơ chế, nên hãy yêu cầu nhà cung cấp dụng cụ giải thích chuẩn bị mép và độ dày phủ nó khuyến nghị cho thao tác của bạn và chống lưng bằng dữ liệu mòn trên Ti-6Al-4V. Câu hỏi phủ thực sự ngỏ.

Một nguồn khuyến nghị AlTiN cho titan¹⁷; nguồn khác khuyên biến thể TiAlN nhôm-thấp hay cacbua không phủ và cảnh báo các lớp phủ giàu nhôm thúc đẩy dính vì ái lực của titan với lớp phủ¹⁸.

Không nguồn nào trong tập này cho dữ liệu mòn so sánh AlTiN đối chiếu cacbua không phủ trên Ti-6Al-4V. Vì vậy đừng để lớp phủ sẵn của xưởng quyết đặc tả cho bạn — xem bảng xung đột dưới đây để biết cách phân giải.

Kỳ vọng tốc độ cấp nhôm sai đi một khoảng rộng

Tốc độ cắt titan được báo ở 20-40% mức dùng cho nhôm, kéo dài thời gian gia công mạnh¹⁶. Để có khung so, các điểm khởi đầu công bố cho phay thô nhôm trên máy 3 trục có năng lực chạy ở 200-600 m/phút, và 1045 thép ở 80-150 m/phút⁴.

Áp tỷ lệ 20-40% lên dải nhôm cho khoảng 40-240 m/phút, nhưng đó là phép tính trên một tỷ lệ, không phải một tham số titan công bố, và nó không nên xuất hiện trên phiếu quy trình¹⁶ (con số do nhà cung cấp báo cáo).

Một thời gian chu kỳ được báo xây trên tốc độ cấp nhôm là dấu hiệu rõ nhất một xưởng chưa lập kế hoạch cho titan.

Tốc độ thấp hơn và tiêu hao dụng cụ nặng hơn đều tăng chi phí^24,26, và định mức khả năng gia công 22% là khung đằng sau kỳ vọng đó²⁶.

Các nguồn không xác lập rằng thời gian chu kỳ và dụng cụ vượt chi phí kim loại cho một chi tiết nhất định, nên hãy yêu cầu bản phân rã thay vì giả định.

Các đường cắt cấp-cao và trochoidal hay leo dốc là cách thường giữ năng suất bào khi tốc độ bề mặt giữ thấp, nhưng không nguồn nào trong tập này công bố giá trị chiều sâu cắt hay bước ăn cho Ti-6Al-4V.

Hãy đòi dữ liệu thử của xưởng cho thao tác cụ thể thay vì chấp nhận giá trị bảng.

Kiểm soát rung dao qua cài máy và hình học dụng cụ

Rung dao trong thô thường là một bài toán độ cứng đồ gá hay cài máy chứ không phải tham số cắt, dù tham số có thể làm xấu hơn. Đầu dụng cụ nhô dài, kẹp không đủ và thành phôi mỏng là các nguyên nhân vật lý phổ biến nhất⁵.

Bản thân rung dao dẫn tới hoàn thiện kém, tuổi thọ dụng cụ giảm và lỗi kích thước⁷. Hai đối sách được nêu trong các nguồn.

Dụng cụ bước răng thay đổi được khuyến nghị để dập rung dao⁷.

Riêng, một nhà cung cấp tuyên bố gia công nghiêng 5 trục giảm rung và tăng tuổi thọ dụng cụ 20-40% trong các hợp kim cường độ cao như titan, với năng suất bào cao hơn 25-50% so với 3 trục^{20 16}.

Các phần trăm đó là tuyên bố của nhà cung cấp đó, không phải phép đo độc lập, và các nguồn không xác lập rằng lực cắt của titan là thứ gây rung dao ngay từ đầu.

Cho đặc tả của bạn, câu hỏi thực dụng là hình học chi tiết và đồ gá xưởng có cho phép một dụng cụ ngắn cứng và sự tham gia nghiêng không. Nếu không, dụng cụ bước-răng thay đổi và một cài máy cứng hơn là các đòn bẩy còn lại.

Yêu cầu gì trước khi phát hành RFQ

Đây là các hạng mục nguồn công bố để ngỏ, nên điều nào trong số chúng cũng phải được trả lời bởi kế hoạch quy trình hay thử của xưởng chứ không phải một bảng.

• ✓Phương thức dẫn coolant được nêu tường minh: qua dao hay qua trục chính, hướng vào lưỡi cắt, với áp lực máy duy trì tại dụng cụ
• ✓Cắt khô bị loại khỏi kế hoạch quy trình cho mọi thao tác trên titanium
• ✓Mác được gọi tên riêng cho thô và tinh, với lớp phủ được nhận diện và lý giải cho Ti-6Al-4V
• ✓Kiểm soát rung được xử lý qua đồ gá, độ vươn dao và dụng cụ bước răng thay đổi, hoặc góc ăn 5 trục nghiêng khi hình học cho phép
• ✓Một lần cắt thử trên hình học của bạn báo cáo tuổi thọ dao đạt được, bề mặt hoàn thiện và kết quả kích thước, vì không có bảng tham số nào đã được kiểm chứng trong nhóm bằng chứng này
• ✓Thời gian chu kỳ được báo trên tốc độ phù hợp titanium, với cơ sở của tốc độ được nêu

Nơi các nguồn không thống nhất, và cách phân giải

Hai tranh chấp quan trọng cho đặc tả, và điều nào cũng không thể đóng từ dữ liệu công bố. Hãy dùng thử trên hình học của chính bạn làm trọng tài.

Điều cần xác nhận trước khi yêu cầu báo giá

• Public sources do not settle this — put it to the supplier: không có bảng tốc độ cắt, chạy dao hay chiều sâu cắt tuyệt đối cho Ti-6Al-4V theo thao tác (thô, tinh, phay, tiện, khoan).
• Public sources do not settle this — put it to the supplier: không có dữ liệu năng lượng hay lực cắt cụ thể cho Ti-6Al-4V.
• Public sources do not settle this — put it to the supplier: không có giá trị góc trước (rake), góc xoắn hay làm tròn cạnh (edge honing) cho dụng cụ gia công titan.
• Public sources do not settle this — put it to the supplier: không có dữ liệu độ sâu biến cứng, ứng suất dư, lớp alpha hay nứt mịn, và không có tiêu chí kiểm tra hay nghiệm thu cho bề mặt titan sau gia công.
• Public sources do not settle this — put it to the supplier: không có lưu lượng chất làm nguội, và không có so sánh MQL hay làm nguội lạnh sâu với làm nguội áp lực cao cho titan.
• Public sources do not settle this — put it to the supplier: không có dữ liệu dung sai, độ nhám bề mặt hay biên độ ổn định (stability lobe) gắn với một chiến lược titan xác định, và không có dữ liệu trường hợp thành mỏng hay hốc sâu ngoài các nguyên nhân rung động định tính.
• Public sources do not settle this — put it to the supplier: không có số liệu tuổi thọ dao trên chi tiết, chi phí trên chi tiết hay thời gian giao dụng cụ titan.
• Public sources do not settle this — put it to the supplier: lớp phủ nào tốt nhất cho Ti-6Al-4V vẫn chưa rõ: các nguồn mâu thuẫn về AlTiN và không công bố dữ liệu mòn so sánh với hợp kim cứng không phủ.