CNC spracovanie výrobkov z titánovej zliatiny

Hlavné dôvody vyšších nákladov na spracovanie titánovej zliatiny zahŕňajú: 1) Vysoká cena surovín, cena titánovej zliatiny je 5-10 násobok ceny bežnej ocele; 2) Veľká náročnosť spracovania, potreba špeciálnych nástrojov (ako nástroje z tvrdej zliatiny alebo CBN), rýchle opotrebovanie nástrojov; 3) Nízka efektivita spracovania, aby sa zabránilo prehriatiu pri spracovaní a zaistila kvalita, rýchlosť rezania je zvyčajne nízka; 4) Počas spracovania je potrebný špeciálny chladiaci systém; 5) Pre vysoko presné súčiastky je potrebných viacero operácií spracovania a kontroly. Tieto faktory spoločne vedú k vyšším nákladom na spracovanie titánovej zliatiny.

V špecializovaných zariadeniach a s použitím vhodných procesov môže CNC obrábanie titánovej zliatiny dosiahnuť veľmi vysokú presnosť: rozmerová presnosť môže dosiahnuť ±0,005 mm, tolerancie tvaru a polohy môžu dosiahnuť 0,01 mm/m, drsnosť povrchu môže dosiahnuť Ra 0,02 μm. Skutočná presnosť obrábania závisí od štruktúry súčiastky, veľkosti a obrábacieho zariadenia. Pre veľké a zložité súčiastky sa presnosť zníži. Podľa špecifických požiadavok súčiastky vyberieme vhodné obrábacie zariadenia a procesy, aby sme zaistili splnenie požiadaviek zákazníka na presnosť.

Výber materiálu titánovej zliatiny by mal brať do úvahy aplikačné prostredie a požiadavky na výkon: 1) Pre všeobecné priemyselné aplikácie sa odporúča TC4 (Ti-6Al-4V), ktorý má vynikajúce celkové vlastnosti; 2) Pre aplikácie s vysokými požiadavkami na koróznu odolnosť sa odporúča TA2 (čistý titán); 3) Pre vysokoteplotné prostredia (nad 300 °C) sa odporúča TC11 alebo Ti-6242; 4) Pre medicínske implantáty sa odporúča Ti-6Al-4V ELI alebo zliatiny systému Ti-Nb-Zr; 5) Pre nízkoteplotné prostredia sa odporúča Ti-5Al-2.5Sn. Naši inžinieri poskytnú odborné odporúčania pre výber materiálu na základe vašich špecifických aplikácií.

Zmena farby titánovej zliatiny po obrábaní je spôsobená hlavne oxidáciou povrchu v dôsledku príliš vysokých teplôt počas procesu obrábania. Titánová zliatina má zlú tepelnú vodivosť (asi 1/5 ocele), teplo vznikajúce pri rezaní sa ťažko odvádza, čo ľahko spôsobí lokálne vysoké teploty a vytvorenie oxidickej vrstvy na povrchu. Rôzne teploty vytvárajú oxidické vrstvy rôznych farieb: pod 200 °C strieborná biela, 200-300 °C svetlo žltá, 300-400 °C tmavomodrá, nad 400 °C šedá alebo čierna. Kontrolou rezných parametrov, použitím efektívnych chladiacich systémov a špecializovaných nástrojov môžeme efektívne kontrolovať teplotu obrábania a zabrániť alebo znížiť zmenu farby pri obrábaní.

Bežne používané procesy povrchovej úpravy titánovej zliatiny zahŕňajú: 1) Mechanické spracovanie: Brúsenie, leštenie, tryskanie atď.; 2) Chemické spracovanie: Odmašťovanie kyselinou, chemické leptanie atď.; 3) Elektrochemické spracovanie: Anodická oxidácia (možnosť získania oxidických vrstiev rôznych farieb a hrúbky), elektrolytické leštenie atď.; 4) Náterové úpravy: Plazmové nástrekovanie, fyzikálne naparovanie (PVD), chemické naparovanie (CVD) atď.; 5) Medicínske povrchové úpravy: Nátery hydroxyapatitu, tryskanie a kyslé leptanie (SLA) atď. Rôzne povrchové úpravy môžu poskytnúť súčiastkam z titánovej zliatiny rôzne vlastnosti, ako je zvýšenie odolnosti proti opotrebovaniu, korózii, biokompatibility alebo dekoratívnosti.

Lehota spracovania titánovej zliatiny je dlhšia ako pri bežných kovoch, hlavne závisí od zložitosti súčiastky, požiadaviek na presnosť a objemu: Vzorky jednoduchých súčiastok sa zvyčajne dokončia za 3-5 dní; vzorky stredne zložitých súčiastok za 5-7 dní; vzorky zložitých vysoko presných súčiastok za 7-15 dní. Malosériová výroba (10-50 kusov) sa zvyčajne dokončí do 10-20 dní po potvrdení vzorky; stredne veľké série (50-200 kusov) za 20-30 dní. Medicínske súčiastky z titánovej zliatiny, ktoré vyžadujú špeciálne spracovanie a testovanie, môžu mať dlhšiu lehotu. Podľa situácie objednávky rozumne naplánujeme výrobný plán a snažíme sa splniť požiadavky zákazníka na lehotu.