CNC obrábění výrobků z titanové slitiny

Hlavní důvody vyšších nákladů na obrábění titanové slitiny zahrnují: 1) Vysoká cena suroviny, cena titanové slitiny je 5-10krát vyšší než u běžné oceli; 2) Obtížné obrábění, vyžaduje specializované nástroje (jako tvrdokov nebo CBN nástroje), nástroje se rychle opotřebovávají; 3) Nízká účinnost obrábění, aby se zabránilo přehřátí a zajištění kvality, řezné rychlosti jsou obvykle nízké; 4) Během obrábění je potřeba speciální chladicí systém; 5) U vysoce přesných součástí je potřeba více operací obrábění a kontroly. Tyto faktory společně vedou k vyšším nákladům na obrábění titanové slitiny.

Na specializovaných zařízeních a s vhodnými procesy může CNC obrábění titanové slitiny dosáhnout vysoké přesnosti: rozměrová přesnost může dosáhnout ±0,005 mm, tolerance tvaru a polohy může dosáhnout 0,01 mm/m, drsnost povrchu může dosáhnout Ra 0,02 μm. Skutečná dosažená přesnost obrábění závisí na struktuře součásti, velikosti a obráběcím zařízení. U velkých složitých součástí se přesnost sníží. Na základě konkrétních požadavků na součást vybereme vhodné obráběcí zařízení a procesy, abychom zajistili splnění požadavků zákazníka na přesnost.

Výběr materiálu titanové slitiny musí zvážit aplikační prostředí a požadavky na výkon: 1) Pro obecné průmyslové aplikace se doporučuje TC4 (Ti-6Al-4V), který má vynikající komplexní vlastnosti; 2) Pro aplikace s vysokými požadavky na odolnost proti korozi se doporučuje TA2 čistý titan; 3) Pro vysokoteplotní prostředí (nad 300 °C) se doporučuje TC11 nebo Ti-6242; 4) Pro lékařské implantáty se doporučuje Ti-6Al-4V ELI nebo slitiny systému Ti-Nb-Zr; 5) Pro nízkoteplotní prostředí se doporučuje Ti-5Al-2.5Sn. Naši inženýři vám na základě vaší konkrétní aplikace poskytnou odborná doporučení pro výběr materiálu.

Změna barvy titanové slitiny po obrábění je způsobena hlavně oxidací povrchu v důsledku příliš vysoké teploty během obrábění. Titanová slitina má špatnou tepelnou vodivost (asi 1/5 oceli), teplo vznikající při obrábění se špatně odvádí, což snadno způsobí lokální vysokou teplotu a vytvoření oxidické vrstvy na povrchu. Různé teploty vytvářejí oxidické vrstvy různých barev: pod 200 °C stříbrně bílá, 200-300 °C světle žlutá, 300-400 °C tmavě modrá, nad 400 °C šedá nebo černá. Řízením řezných parametrů, použitím účinných chladicích systémů a specializovaných nástrojů můžeme efektivně kontrolovat teplotu obrábění a zabránit nebo omezit změnu barvy při obrábění.

Běžně používané procesy povrchové úpravy titanové slitiny zahrnují: 1) Mechanické úpravy: broušení, leštění, pískování atd.; 2) Chemické úpravy: moření, chemické leptání atd.; 3) Elektrochemické úpravy: anodizace (lze získat oxidické vrstvy různých barev a tlouštěk), elektrolytické leštění atd.; 4) Povlakování: plazmový nástřik, fyzikální depozice z plynné fáze (PVD), chemická depozice z plynné fáze (CVD) atd.; 5) Lékařské povrchové úpravy: povlak hydroxyapatitem, pískování a kyselé leptání (SLA) atd. Různé povrchové úpravy mohou poskytnout součástem z titanové slitiny různé vlastnosti, jako je zvýšení odolnosti proti opotřebení, odolnosti proti korozi, biologické snášenlivosti nebo dekorativních vlastností.

Doba cyklu obrábění titanové slitiny je delší než u běžných kovů, hlavně závisí na složitosti součásti, požadavcích na přesnost a velikosti šarže: vzorky jednoduchých součástí lze obvykle dokončit za 3-5 dní; vzorky středně složitých součástí za 5-7 dní; vzorky složitých vysoce přesných součástí za 7-15 dní. Malosériová výroba (10-50 kusů) je obvykle dokončena do 10-20 dnů po potvrzení vzorku; středně velké šarže (50-200 kusů) za 20-30 dnů. Lékařské součásti z titanové slitiny vyžadující speciální úpravy a kontroly mohou mít delší cyklus. Na základě situace s objednávkou přiměřeně naplánujeme výrobní plán a vynaložíme veškeré úsilí, abychom splnili požadavky zákazníka na termín dodání.