Wie man Titanlegierungen bohrt: Das Luft- und Raumfahrtfieber beim Bohren von Titanlegierungen
Über Titanlegierungen und ihre häufige Verwendung
Eigenschaften von Titanlegierungen
Titanlegierungen sind Metalle, die aus einer Mischung von Titan und anderen chemischen Elementen bestehen. Die gebräuchlichste Form von Titanlegierungen ist Ti-6Al-4V. Die Mohs-Härte dieser Titanlegierung liegt bei etwa 41 HRC, was im Vergleich zu anderen Metalllegierungen nicht so hart ist. Dieses Material bietet eine Kombination aus geringem Gewicht, hoher Festigkeit, niedriger Dichte, guter Korrosionsbeständigkeit und Duktilität.
Titanlegierungen sind auch für ihre außergewöhnliche Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl von chemischen Umgebungen bekannt, die durch einen dünnen, unsichtbaren, aber äußerst schützenden Oberflächenoxidfilm gewährleistet wird. Die Aufnahme von Sauerstoff in die Oberfläche beim Erhitzen des Materials führt zu einer Erhöhung der Härte der Oberflächenschicht.
Häufige Anwendungen von Titanlegierungen
Ihre hervorragenden Materialeigenschaften, einschließlich geringem Gewicht, hoher Festigkeit, guter Korrosionsbeständigkeit und guter Duktilität, machen sie zur ersten Wahl für viele Anwendungsbereiche, einschließlich Flugzeugturbinen, Motorkomponenten, Flugzeugstrukturkomponenten (Flügel und Rumpf), Luft- und Raumfahrtbefestigungen, Automobilkomponenten (Karosserieteile, Ventile), marine Anwendungen usw.
Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt machen immer noch den größten Anteil der Nutzung von Titanlegierungen aus, aufgrund ihrer hervorragenden Materialeigenschaften wie hohe Festigkeit, gute Ermüdungsbeständigkeit und Bruchzähigkeit.
Tipps und gängige Werkzeuge zum Bohren von Titanlegierungen
Titanlegierungen erfordern einen gut abgestimmten Bearbeitungsprozess, um zu verhindern, dass sich das Material aufgrund seiner geringen Dichte, guten Duktilität und Verfestigungseigenschaften verbiegt oder die Oberfläche verhärtet. Im Allgemeinen sollte das Werkzeug so scharf wie möglich gehalten werden, um die entstehende Wärme und den Werkzeugverschleiß zu minimieren. Es wird empfohlen, starre Aufspannungen zwischen Werkzeug und Werkstück zu verwenden, um zu verhindern, dass sich das Werkstück aufgrund seiner duktilen Eigenschaften verbiegt. Ein geeignetes Kühlsystem wird ebenfalls dringend empfohlen, um die entstehende Wärme zu reduzieren.
Beim Bohren von Titanlegierungen sind Hartmetallbohrer die beste Wahl, insbesondere für das Tieflochbohren. Der Einsatz von scharfen Bohrern mit geeigneter Geometrie und die Vermeidung, dass der Bohrer über die Titanoberfläche reitet, sind ebenfalls entscheidend für erfolgreiches Bohren in Titanlegierungen.
Schwierigkeiten beim Bohren von Titanlegierungen
Herausforderungen bei der Qualität beim Bohren von Titanlegierungen
Die gute Duktilität und die Verfestigungseigenschaften von Titanlegierungen stellen ernsthafte Probleme für die Qualität der Bohrungswand und die Positionsgenauigkeit der Bohrlöcher dar. Wenn die Schnitt- (Bohr-) Kraft nicht gut kontrolliert wird, kann sich das Werkstück aufgrund seiner duktilen Eigenschaften verschieben. Die verhärtete Oberfläche und verhedderte Späne können auch schwere Schäden sowohl an der Qualität des Werkstücks als auch an der Positionsgenauigkeit verursachen. Besonders bei einem höheren Aspektverhältnis (Bohrtiefe zu Durchmesser) wird es noch schwieriger, die Qualität zu gewährleisten.
Herausforderungen bei der Standzeit der Werkzeuge beim Bohren von Titanlegierungen
Die Verfestigungseigenschaften von Titanlegierungen beim Erhitzen stellen große Schwierigkeiten beim Bohren dieses Materials dar. Durch die schützende Oxidschicht auf der Oberfläche von Titanlegierungen können die Bohrer leicht ihre Schärfe verlieren und es besteht sogar die Gefahr eines Werkzeugbruchs. Zusammen mit den verhedderten Spänen, die beim Bohrprozess entstehen, ist nicht nur die Qualität des Werkstücks gefährdet, sondern auch die Standzeit der Werkzeuge wird äußerst instabil. Die größte Herausforderung besteht auch darin, die Schnitt- (Bohr-) Kraft während des Bohrprozesses zu kontrollieren.
HIT-Erfolge beim Bohren von Titanlegierungen
Die ultraschallunterstützte Bearbeitungstechnologie von HIT kombiniert die Rotation des Werkzeugs mit einer hochfrequenten Oszillation in Längsrichtung, die über 20.000 Mikrovibrationen pro Sekunde erzeugt. Dieser Mechanismus trägt dazu bei, die Schnittkräfte zu reduzieren und den Abtransport der Späne zu erleichtern.
Die Reduzierung der Schnittkräfte verringert nicht nur die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück, sondern ermöglicht auch höhere Vorschubraten. Dieser Mechanismus zusammen mit dem Hochdruckkühlmittel durch die Spindel (70bar) hilft, die während des Bearbeitungsprozesses erzeugte Wärme zu reduzieren. Dies verbessert die Qualität der Werkstücke und die Stabilität der Werkzeugstandzeit erheblich und spart eine enorme Menge an Bearbeitungszeit.
Die Erleichterung des Spanabtransports verringert die Reibung an Werkzeugen und Werkstücken, die durch eine übermäßige Menge an Spänen verursacht wird. Die hochfrequente Mikrovibration von HITs Ultraschalltechnologie ermöglicht es, dass sich die Späne leicht brechen und reduziert das Auftreten von verhedderten Spänen. Dies wirkt sich ebenfalls positiv auf die Qualität der Werkstücke und die Stabilität der Werkzeugstandzeit aus.
Beim Bohren von Titanlegierungen mit der ultraschallunterstützten Bearbeitungstechnologie ermöglicht die Reduzierung der Schnittkräfte und die Verbesserung des Spanabtransports eine bessere Kontrolle der Werkstückqualität und eine stabilere Werkzeugstandzeit.
💡 Weitere Informationen zur Ultraschallbearbeitung Technologie von HIT
-
Hantop Intelligence Tech.
✨Lösungsanbieter für fortschrittliche Materialbearbeitungstechnologie und intelligente Automatisierungsmodule✨
☎️ +886-4-2285-0838
📧 sales@hit-tw.com
Wenn Sie nach Möglichkeiten suchen, die Bearbeitungseffizienz, die Werkstückqualität und die Werkzeugstandzeit zu verbessern, Kontaktieren Sie uns bitte.
