Métodos de fixação e de corte de ligas de titânio

A liga de titânio, como um novo material estrutural que surgiu nos últimos anos, tem brilhado em vários domínios, como o aeroespacial, a construção naval e os cuidados de saúde, devido à sua baixa densidade, elevada resistência específica, pequeno coeficiente de expansão térmica e excelentes propriedades mecânicas a alta temperatura e resistência à corrosão. No entanto, o elevado coeficiente de fricção da liga de titânio, a suscetibilidade à oxidação e a tendência para se incendiar durante a fricção a alta temperatura e a alta velocidade colocam desafios significativos ao seu processamento. Como melhorar o desempenho de corte dos componentes de liga de titânio e garantir que as peças de trabalho atendam aos requisitos técnicos esperados tornou-se um problema técnico fundamental que precisa ser superado no processo de aplicação da liga de titânio.

I. Principais problemas enfrentados no processamento de fixação e corte de ligas de titânio

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1. Alta temperatura de corte: O calor de corte gerado durante o processamento da liga de titânio é difícil de dissipar eficazmente, resultando em temperaturas de corte persistentemente elevadas.
2. Fragmentação grave da ferramenta: A força de adesão entre a liga de titânio e a ferramenta de corte é elevada, o que pode facilmente provocar a colagem da ferramenta, afectando a eficiência do processamento e a qualidade da peça de trabalho.
3. Binário de corte elevado: A elevada resistência da liga de titânio aumenta o binário necessário durante o processo de corte, colocando maiores exigências à máquina-ferramenta e à ferramenta de corte.
4. Baixo módulo de elasticidade e elevado rácio rendimento/resistência à tração: A liga de titânio tem uma deformação elástica significativa durante o processamento, o que a torna propensa ao retorno elástico, e a sua relação entre o limite de elasticidade e a resistência à tração é elevada, o que dificulta o processamento.
5. Elevada tensão de compressão na aresta de corte: Durante o processamento da liga de titânio, a aresta de corte da ferramenta é submetida a uma elevada tensão de compressão, o que pode facilmente levar ao desgaste e à rutura da ferramenta.

II. Estratégias de melhoria e planos de execução

Em resposta às questões acima referidas, propomos as seguintes estratégias de melhoria:

1. Seleção óptima de materiais de ferramentas de corte:
   • Selecionar materiais de ferramentas de corte com elevada resistência e boa resistência ao desgaste, tais como ferramentas de corte de carboneto cimentado ou de cerâmica, para melhorar a durabilidade da ferramenta e o desempenho do corte.
2. Melhoria dos parâmetros da geometria da broca:
   • Adotar brocas helicoidais com maior largura da aresta, diâmetro da alma e ângulo da aresta do cinzel para melhorar as condições de corte, reduzir a força de corte e a temperatura de corte.
3. Ajuste adequado do diâmetro do furo do fundo da rosca:
   • Ao processar o furo inferior da rosca, o diâmetro da broca pode ser aumentado adequadamente para reduzir a resistência ao corte e melhorar a eficiência do processamento.
4. Adoção de torneiras de estrutura especial:
   • Selecionar machos com estruturas especiais, tais como machos de canelura em espiral ou machos revestidos, para melhorar a evacuação das aparas e as condições de lubrificação durante a roscagem.
5. Controlo razoável da velocidade de enfiamento:
   • Com base nas caraterísticas e requisitos de processamento da liga de titânio, selecionar razoavelmente a velocidade de rosca para evitar o sobreaquecimento e a aderência da ferramenta.
6. Seleção científica de fluidos de corte:
   • Escolha fluidos de corte com boas propriedades de arrefecimento, lubrificação e prevenção de ferrugem para reduzir eficazmente a temperatura de corte, reduzir o desgaste da ferramenta e melhorar a qualidade e eficiência do processamento.