Jak obrabiać stopy tytanu: geometria, prędkości obrotowe i chłodziwo

Toczenie tytanu wymaga starannego doboru prędkości obrotowej i posuwu ze względu na wysokie temperatury skrawania. Zalecany zakres temperatur skrawania wynosi 480–540 °C dla narzędzi ze stali szybkotnącej oraz 650–750 °C dla narzędzi z węglika spiekanego. Na dokładność wymiarową wpływają również odkształcenia obrabianego przedmiotu, wypaczenia termiczne oraz zużycie narzędzia.

1. Geometria narzędzi tokarskich

W przypadku wszystkich trzech narzędzi zalecany promień czołowy wynosi 0,5–1,5 mm, szerokość powierzchni pomocniczej wynosi 0,05–0,3 mm, a kąt natarcia pomocniczy wynosi 0–10°. Powierzchnie przednie i boczne należy utrzymywać w stanie bardzo gładkim. Naostrzona krawędź nie może wykazywać zadziorów, przypaleń, nacięć ani pęknięć. Węglik należy szlifować za pomocą ściernicy diamentowej. Promień dna rowka łamacza wiórów powinien wynosić 6–8 mm.

2. Dane dotyczące obróbki skrawaniem stopów tytanu

Dane początkowe dla stopu Ti-6Al-4V

W przypadku stosowania narzędzia tokarskiego z płytkami wymiennymi prędkość skrawania można odpowiednio zwiększyć, jeśli stosuje się płyn chłodząco-smarujący.

Korekta prędkości według grupy stopów

Korekta prędkości w zależności od głębokości cięcia

Toczenie przez warstwę tlenkową

3. Płyny chłodząco-smarujące do toczenia tytanu

4. Środki ostrożności dotyczące płynów do cięcia

1. Płyny chlorowane mogą ulegać rozkładowi w temperaturze cięcia i uwalniać wodór, który może być wchłaniany przez tytan i powodować kruchość wodorową.
2. Chlor może wchodzić w reakcję z tytanem, tworząc chlorek tytanu i powodując korozję. Należy utrzymywać zawartość chlorków poniżej 0,02% w masie.
3. Ponieważ chlorki mogą sprzyjać powstawaniu pęknięć korozyjno-naprężeniowych, należy unikać stosowania chlorowanych płynów chłodzących.
4. Po zakończeniu cięcia należy niezwłocznie oczyścić obrabiany element, aby pozostałości chlorków nie mogły uszkodzić powierzchni.
5. Należy ustawić natężenie przepływu na co najmniej 15–20 l/min.
6. Płyn musi zapewniać zarówno skuteczne chłodzenie, jak i smarowanie w warunkach ekstremalnego ciśnienia. W przypadku stosowania płynu na bazie wody należy starannie konserwować prowadnice obrabiarki.

5. Dodatkowe środki ostrożności

1. Nie wolno dopuścić do kontaktu elementów tytanowych z narzędziami i przyrządami wykonanymi z ołowiu lub cynku. Zabrania się również stosowania narzędzi i przyrządów wykonanych z miedzi i cyny, kadmu oraz ich stopów.
2. Wszystkie narzędzia, przyrządy i urządzenia mające kontakt z tytanem muszą być czyste. Należy chronić oczyszczone elementy tytanowe przed smarem i odciskami palców, ponieważ późniejsze zanieczyszczenie solą może przyczynić się do pękania korozyjnego pod naprężeniem.