Титан — это материал, из-за которого технологи хватаются за телефон, чтобы пересмотреть предложение. Его теплопроводность составляет примерно одну седьмую от стали, модуль упругости — около половины, а при повышенных температурах он химически связывается с режущим инструментом. На этой странице собраны шесть задач, с которыми сталкивается любой цех на любой титановой работе, с режимами резания, перекрёстно проверенными по каталогам конкурирующих производителей инструмента, физикой каждого режима отказа и рабочими процедурами, которые обсуждают на r/Machinists и Practical Machinist.
Цех получает заказ на кронштейн из Ti-6Al-4V (Grade 5) — заготовка диаметром 4 дюйма, отверстие 12 mm с допуском ±0.013 mm и стенка 2 mm. Технолог-программист задаёт ту же скорость резания, что и для нержавеющей стали 304, выбирает стандартную пластину с покрытием TiAlN и подаёт СОЖ заливкой. Первая пластина работает 18 минут — приемлемо. К пятой пластине стойкость падает до 6 минут. Отверстие получается на 0.05 mm меньше номинала. Поверхность имеет голубоватый оттенок. На r/Machinists темы про титан стабильно описывают именно эту дугу: «первые детали были нормальные, потом всё резко пошло под откос».
Это не брак партии пластин. Это титан делает то, что делает титан. Его теплопроводность составляет ~7 W/m·K, примерно одну седьмую от стали, а значит, основная доля тепла резания концентрируется на вершине инструмента, а не уходит в стружку. Его модуль упругости — ~114 GPa, около половины от стали, поэтому заготовка пружинит после прохода инструмента, что вызывает отверстия меньше номинала и вибрации на тонких стенках. А при температурах выше ~500°C титан химически реагирует с большинством инструментальных материалов, привариваясь к режущей кромке (задиры) и вырывая зёрна твёрдого сплава. Шесть задач ниже — это те самые, которые встречаются в каждой ветке форума, в каждом каталоге производителя инструмента и в каждой аэрокосмической спецификации на механическую обработку для этого семейства материалов.
Три физических свойства делают титан задачей обработки совсем другого класса. Это не мнения — это измеримые константы материалов, которые объясняют каждую последующую задачу на этой странице.
| Свойство | Ti-6Al-4V (Grade 5) | CP Grade 2 | Сталь 1045 | Почему это важно для обработки |
|---|---|---|---|---|
| Теплопроводность (W/m·K) | 6.7 | 16.4 | 49.8 | Тепло остаётся у режущей кромки, а не уходит в стружку; температура вершины инструмента превышает 800–1000°C даже при умеренных скоростях |
| Модуль упругости (GPa) | 113.8 | 105 | ~200 | Заготовка прогибается примерно в ~2× больше, чем сталь, при той же силе резания, затем пружинит, вызывая отверстия меньше номинала и вибрации |
| Плотность (g/cm³) | 4.43 | 4.51 | 7.85 | Около 57% плотности стали; отличное соотношение прочности к массе, но требуется жёсткое закрепление |
| Предел прочности, отожжённое (MPa) | 950 | 345 | ~565 | Grade 5 почти в 3× прочнее Grade 2; требует значительно больших сил резания |
| Твёрдость (типичная) | 32–36 HRC | 80 HRB (~145 HV) | ~170 HB | Grade 5 достаточно твёрд, чтобы вызвать абразивный износ по задней поверхности; Grade 2 — мягкий, но «вязкий» |
| Химическая активность | Высокая (реагирует с инструментальными материалами выше ~500°C) | Высокая | Низкая | Вызывает задиры, наростообразование и диффузионный износ — основной режим отказа при повышенных температурах |
Разница в теплопроводности — самая важная цифра на этой странице. При обработке стали примерно 50–75% тепла резания уходит в стружку и уносится ею. В титане приблизительно 80–90% тепла концентрируется у режущей кромки, потому что материал отказывается поглощать или отводить его. Поэтому работа на титане с той же скоростью резания, что и на стали, убивает инструмент за минуты — не потому что материал «твёрже», а потому что теплу некуда деваться.
Grade 2 (технически чистый) имеет теплопроводность в 2.4× выше, чем Grade 5 (16.4 против 6.7 W/m·K), а значит, тепло эффективнее отводится от режущей кромки. В сочетании со значительно меньшим пределом прочности (345 MPa против 950 MPa) Grade 2 обрабатывается заметно легче, но у него своя ловушка: он мягкий и «вязкий», даёт длинную сливную стружку, которая наматывается на инструмент, и провоцирует образование нароста (BUE).
Самый частый вопрос на каждом форуме: «какой SFM ставить на титан?». Ответ зависит от марки, операции, инструментального материала и состояния заготовки. Ниже — перекрёстно проверенные данные от конкурирующих производителей и из справочников по применению.
| Операция | Марка | Инструментальный материал | Vc (m/min) | Vc (SFM) | Подача | Источник |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Точение (черновое) | Grade 5 (Ti-6Al-4V) | Твёрдый сплав с покрытием (PVD TiAlN/AlTiN) | 40–60 | 130–200 | 0.15–0.25 mm/rev | Machining Doctor (сводка Sandvik/Kennametal/Iscar) |
| Точение (чистовое) | Grade 5 | Твёрдый сплав с покрытием | 50–80 | 165–260 | 0.08–0.15 mm/rev | Machining Doctor / CNC Optimization |
| Точение (черновое) | Grade 2 (CP) | Твёрдый сплав с покрытием | 46–61 | 150–200 | 0.25–0.38 mm/rev | MakerStage (руководство по Grade 2) |
| Точение (чистовое) | Grade 2 | Твёрдый сплав с покрытием | 55–76 | 180–250 | 0.10–0.18 mm/rev | MakerStage |
| Фрезерование (черновое) | Grade 5 | Цельный твёрдый сплав (AlTiN) | 37–55 | 120–180 | 0.004–0.006 IPT | CNC Optimization |
| Фрезерование (чистовое, <5% радиальное) | Grade 5 | Цельный твёрдый сплав (AlTiN) | 55–76 | 180–250 | 0.002–0.003 IPT | CNC Optimization |
| Фрезерование (черновое) | Grade 2 | Цельный твёрдый сплав (TiAlN) | 37–49 | 120–160 | 0.003–0.006 IPT | MakerStage |
| Сверление | Grade 5 | Твёрдый сплав, с внутренним подводом СОЖ | 15–25 | 50–80 | 0.05–0.12 mm/rev | China Metal Supply / HonTitan |
| Сверление | Grade 2 | Быстрорежущая сталь (M-7, M-10) | 15–24 | 50–80 | 0.05–0.13 mm/rev | HonTitan (по данным Carpenter/Kennametal) |
| Сверление | Grade 2 | Твёрдый сплав (C-2) | 24–40 | 80–130 | 0.08–0.15 mm/rev | HonTitan (по данным Carpenter/Kennametal) |
Grade 2 против Grade 5 кратко: Grade 2 можно вести на 25–35% быстрее, чем Grade 5, благодаря меньшей прочности (345 MPa против 950 MPa UTS) и более высокой теплопроводности (16.4 против 6.7 W/m·K). Однако пластичность Grade 2 делает его «вязким» — он даёт длинную сливную стружку, провоцирует наростообразование и более склонен к задирам. Grade 5 твёрже, генерирует больше тепла, но его стружка ломается легче. Рейтинги обрабатываемости это подтверждают: Grade 5 — около 20–22% по шкале B1112, Grade 2 — около 30%.
Модуль упругости титана составляет ~114 GPa для Grade 5 и ~105 GPa для Grade 2 — примерно половина от стали (~200–210 GPa). При одинаковых силах резания титан прогибается примерно вдвое больше, чем сталь, а затем пружинит при выходе инструмента. Это «пружинение» — корневая причина трёх производственных проблем, которые повторяются в каждой ветке форума про титан.
Проблема 1: отверстия меньше номинала. Чистовой расточной стержень отклоняется от реза по ходу прохода, и затем заготовка пружинит к диаметру меньше запрограммированного. Производства сообщают об отверстиях на 0.025–0.076 mm (0.001–0.003 in.) меньше номинала после единственного чистового прохода по титану. Решение — пробный проход + компенсация смещения: снять лёгкий чистовой проход, измерить фактический размер, вычислить пружинение и запрограммировать скорректированный финальный проход.
Проблема 2: вибрации на тонких стенках. Низкий модуль означает, что тонкостенные титановые детали вибрируют на более низких собственных частотах, которые перекрываются с гармониками шпинделя. Вылет инструмента 4× от диаметра, стабильный в алюминии, может разрушительно вибрировать в титане, потому что сама заготовка «пружинистая». На медицинских и аэрокосмических тонкостенных деталях (толщина стенки < 1.5 mm) вибрации — главный убийца качества поверхности.
Проблема 3: трение после пружинения. После прохода режущей кромки поверхность титана пружинит и касается задней поверхности инструмента. Если задний угол (угол заострения) слишком мал, задняя поверхность трётся о пружинящую поверхность — генерируя тепло без съёма материала и мгновенно наклёпывая поверхность. Поэтому для титана рекомендуются задние углы 7–10°, большие, чем типичные значения для стали.
Производитель медицинских имплантатов сообщил, что переход с механических тисков на вакуумное приспособление уменьшил разброс толщины стенки с ±0.15 mm до ±0.03 mm на титановом корпусе толщиной 1.2 mm — улучшение в 5× целиком за счёт контроля прогиба, вызванного пружинением.
При температурах выше примерно 500°C титан становится химически активным по отношению к большинству инструментальных материалов. Атомы титана диффундируют в подложку инструмента, а атомы инструмента (кобальт, вольфрам) мигрируют в заготовку. Это создаёт хрупкий реакционный слой, который в итоге отслаивается, унося куски твёрдого сплава. Видимые симптомы — задиры (материал приваривается к режущей кромке) и наростообразование (BUE) — масса материала заготовки, нарастающая на передней поверхности.
В отличие от стали, где BUE — типично низкоскоростное явление, на титане BUE возникает в широком диапазоне скоростей, потому что химическая активность управляется температурой, а не скоростью. Нарост формируется, растёт, отламывается и уносит с собой материал инструмента, оставляя грубую, рваную поверхность и ускоряя кратерный износ.
| Вид износа | Причина | Когда доминирует | Контрмера |
|---|---|---|---|
| Адгезия / задиры | Титан приваривается к передней поверхности при повышенной температуре | На всех скоростях; хуже при низкой и средней Vc с инструментом без покрытия | PVD-покрытие AlTiN; полированная передняя поверхность; острая кромка |
| Диффузионный износ | Атомный обмен между инструментом и заготовкой при высокой температуре | Высокие скорости резания (>60 m/min) с инструментом без покрытия или с неподходящим покрытием | Тепловой барьер AlTiN (формирует слой Al2O3); снижение Vc |
| Абразивный износ по задней поверхности | Твёрдые частицы в микроструктуре царапают заднюю поверхность | Средние скорости (30–60 m/min); прогрессирующий | Мелкозернистая подложка твёрдого сплава; замена пластины при VB = 0.15–0.20 mm |
| Нотч-износ на линии DOC | Наклёпанный слой на границе глубины резания | Точение с переменной DOC; часто на титане | Постоянная DOC; использовать геометрию с зачистной кромкой для распределения контакта |
Парадокс задиров Grade 2: технически чистый Grade 2 мягче и менее прочный, чем Grade 5, но на самом деле более склонен к задирам из-за своей пластичности. Стружка не ломается — она мажется и приваривается к режущей кромке. Для Grade 2 острый, полированный твёрдый сплав без покрытия (K-grade, C-2/C-3) с положительной геометрией переднего угла часто превосходит инструмент с покрытием, потому что острая кромка срезает чисто, до того как материал успеет пристать. Это противоположно Grade 5, где твёрдый сплав с покрытием AlTiN — однозначный победитель.
Поскольку 80–90% тепла резания концентрируется на режущей кромке в титане (против 50–75% в стали), СОЖ — не желательное дополнение, а требование процесса. Вопрос в том, какая СОЖ и при каком давлении.
| Метод СОЖ | Давление | Стойкость vs заливка | Когда применять | Ограничения |
|---|---|---|---|---|
| Высокое давление через инструмент (HPC) | 70–150 bar (1000–2200 psi) | 2.5–4× от базовой | Предпочтительно для всех операций по титану. Смывает стружку, охлаждает режущую кромку, снижает температуру на 200–300°C. | Требует станок с поддержкой HPC и подводом через шпиндель/инструмент; фильтрация ≤20 µm. |
| Заливка СОЖ | 2–10 bar (30–150 psi) | 1.0× (базовая) | Допустимо для точения и неглубокого фрезерования. Лучше, чем ничего. | Не проникает в завиток стружки к зоне резания в глубоких карманах. Формирует паровую плёнку (пленочное кипение) на границе инструмент-стружка. |
| MQL (минимальная смазка) | ~0 (аэрозоль) | 0.5–0.8× от базовой | Лёгкие чистовые проходы только по Grade 2. | Недостаточное охлаждение для черновой обработки Grade 5. Стойкость заметно ниже, чем при заливке. Не рекомендуется для серийной обработки титана. |
| Сухая обработка | N/A | Недопустимо | Никогда для твёрдого сплава по титану. | Вершина инструмента за секунды превышает 1000°C. Также пожарная опасность — стружка титана легко воспламеняется. |
| Криогенная обработка (LN2 или CO2) | варьируется | 3–6× от базовой | Передовая технология (2025–2026). Серийные аэрокосмические операции по титану. | Стоимость инфраструктуры $40,000–$80,000. Окупаемость 12–18 месяцев при ежедневной обработке титана. |
Механизм резкого улучшения от HPC — и тепловой, и механический. Стандартная заливка СОЖ формирует паровой барьер (эффект Лейденфроста) на границе инструмент-стружка при температурах резания титана — изолируя вместо охлаждения. Высокое давление СОЖ на 70+ bar пробивает этот паровой слой и достигает фактической зоны нагрева. Оно также гидравлически дробит и выносит длинную сливную стружку титана, предотвращая её повторное резание.
Пожарная безопасность — не предмет обсуждения. Стружка и мелкий порошок титана легко воспламеняются — это пожар класса D (металлы). Заливка или HPC должны использоваться всегда; никогда не работайте по титану «всухую» в серийном производстве. Держите рядом со станком огнетушитель класса D. Используйте конвейер для стружки, а не сжатый воздух. Мелкий порошок титана может самовоспламеняться на воздухе.
Сверление — это место, где титан наказывает технолога сильнее всего. Сочетание плохой эвакуации стружки в глубоком отверстии, низкой жёсткости сверла и склонности титана к наклёпу делает каждое глубокое отверстие потенциальным разрушителем инструмента. Повторяющийся сценарий на r/Machinists: «сверлю Ti-6Al-4V, сломал три сверла, прошёл только 40%».
Почему свёрла из быстрорежущей стали (HSS) «очень трудны» на титане: HSS (быстрорежущая сталь) быстро теряет твёрдость выше ~600°C (1110°F). Поскольку титан концентрирует 80–90% тепла резания на вершине инструмента, режущая кромка HSS-сверла достигает этой температуры за секунды при любой практической скорости. Кромка размягчается, трётся, наклёпывает титан, и следующий оборот режет уже более твёрдый материал — каскадный отказ. Свёрла HSS-Co (M42, 8% кобальт) могут выживать на очень низких скоростях (15–24 m/min для Grade 2, по данным Carpenter Technology), но стойкость измеряется в отверстиях, не в часах.
| Тип сверла | Grade 2 (SFM / m/min) | Grade 5 (SFM / m/min) | Подача (mm/rev) | Практический предел |
|---|---|---|---|---|
| HSS (M-7, M-10) | 50–80 / 15–24 | 30–50 / 9–15 | 0.05–0.13 | Только неглубокие отверстия (≤3×D); очень короткая стойкость на Grade 5 |
| HSS-Co (M42, 8% кобальт) | 60–90 / 18–27 | 40–60 / 12–18 | 0.05–0.13 | Лучшая горячая твёрдость, чем у обычного HSS; всё равно короткий ресурс |
| Твёрдый сплав (C-2), с внутренним подводом СОЖ | 80–130 / 24–40 | 50–80 / 15–25 | 0.08–0.15 | Рекомендовано для всего серийного сверления |
| Твёрдый сплав, со сменными пластинами | 80–130 / 24–40 | 50–80 / 15–25 | 0.08–0.15 | Большие диаметры (>12 mm); внутренний подвод СОЖ обязателен |
На чём сходятся форумы и руководства по применению:
Покрытие на вашем твёрдосплавном инструменте — первая линия обороны против нагрева и химической атаки титана. Но правильный выбор зависит от марки, операции и диапазона скоростей — неправильный выбор может ускорить отказ, запирая тепло на кромке.
| Покрытие | Макс. рабочая температура | Твёрдость (HV) | Лучше всего для | Избегать когда |
|---|---|---|---|---|
| AlTiN (высокое содержание Al) | ~900°C | 3300–3600 | Высокоскоростное черновое фрезерование титана (Vc >50 m/min); формирует тепловой барьер Al2O3 | Низкоскоростное фрезерование пазов, где тепла недостаточно для активации оксидного слоя |
| TiAlN | ~800°C | 3000–3400 | Универсальное фрезерование и точение титана; хороший универсал | Агрессивное черновое на очень высоком SFM (предпочтительнее AlTiN) |
| Без покрытия (K-grade, C-2/C-3) | ~600°C | 1600–1900 | Низкоскоростная чистовая обработка Grade 2 (CP); нужна острая кромка; анти-BUE | Любая высокоскоростная операция; быстрый диффузионный износ |
| CrN (нитрид хрома) | ~700°C | ~2300 | Нарезание резьбы, резьбофрезерование — низкое трение, антизадирные свойства | Общее фрезерование (горячая твёрдость ниже, чем у AlTiN) |
| nACo (наноструктурированный AlTiN) | ~1000°C | ~3500 | Требовательные высокоскоростные применения; повышенная стойкость к окислению | Работы с жёсткими ограничениями по стоимости (премиальная цена) |
Ключевой вывод: AlTiN требует нагрева для работы. При высоких температурах резания алюминий в AlTiN окисляется, формируя тонкий стабильный слой Al2O3 на поверхности инструмента. Этот слой действует как тепловой барьер, удерживая тепло в стружке, а не в инструменте, и физически препятствует диффузии титана в подложку инструмента. Но при низких скоростях резания (ниже ~40 m/min) температуры может быть недостаточно для формирования этого защитного слоя — и главное преимущество AlTiN не работает. Для низкоскоростной чистовой обработки Grade 2 острый твёрдый сплав K-grade без покрытия может превзойти инструмент с покрытием.
| Этап | Проверка | Зачем |
|---|---|---|
| RFQ / закупка | Марка материала указана (Grade 2 против Grade 5 против другого сплава)? | Grade 2 и Grade 5 требуют разных параметров, инструмента и оценки стоимости |
| RFQ / закупка | Указано состояние термообработки (отожжённое против STA)? | Материал STA на 30–50% твёрже, что требует снижения скоростей и сокращения стойкости |
| Планирование процесса | Жёсткость станка достаточна для сил резания на титане? | Титан требует жёстких наладок; заготовка с низким модулем прогибается под силой резания |
| Планирование процесса | Доступен HPC через инструмент при ≥70 bar? | Без HPC стойкость падает в 2.5–4×; глубокие отверстия и тяжёлое фрезерование нецелесообразны |
| Инструмент | Покрытие правильно выбрано под марку и операцию? | AlTiN для высокоскоростной обработки Grade 5; твёрдый сплав K-grade без покрытия для низкоскоростной чистовой Grade 2; избегать TiN, CVD, керамики |
| Инструмент | Параметры сверления с выводом запрограммированы с нулевой паузой? | Без вывода свёрла ломаются в титане на глубине >3×D; пауза наклёпывает дно отверстия |
| Производство | График замены инструмента установлен по VB, а не визуально? | Изношенная пластина в титане наклёпывает поверхность для следующей операции, каскадный отказ |
| Безопасность | Огнетушитель класса D на месте; конвейер (а не воздух) для удаления стружки? | Стружка и порошок титана легко воспламеняются; сухая обработка — пожарная опасность |
Для Ti-6Al-4V (Grade 5) начните с 130–200 SFM (40–60 m/min) при точении и 120–180 SFM (37–55 m/min) при фрезеровании твёрдым сплавом с покрытием. Для технически чистого Grade 2 можно работать на 25–35% быстрее: 150–250 SFM (46–76 m/min) при точении и 120–160 SFM (37–49 m/min) при фрезеровании. Эти диапазоны взяты из Machining Doctor (сводка Sandvik, Kennametal, Iscar и др.) и даташита Carpenter Technology. Всегда начинайте с нижней границы — титан наказывает за агрессивные скорости быстрым отказом инструмента, потому что его низкая теплопроводность (6.7 W/m·K для Grade 5) запирает 80–90% тепла резания на вершине инструмента.
HSS теряет твёрдость выше ~600°C (1110°F), а титан концентрирует 80–90% тепла резания на режущей кромке, так что HSS-кромка размягчается за секунды при любой практической скорости резания. Размягчённая кромка трётся вместо того, чтобы резать, наклёпывает поверхность титана, и следующий оборот режет более твёрдый материал — каскадный отказ. Свёрла HSS-Co (M42, 8% кобальт) могут выживать на очень низких скоростях (15–24 m/min для Grade 2), но стойкость измеряется единичными отверстиями, а не часами. Для любой серийной работы по титану минимум — твёрдый сплав с покрытием (AlTiN для Grade 5, твёрдый сплав K-grade без покрытия для чистовой Grade 2).
Сделайте пробный проход, измерьте фактический размер, вычислите смещение на пружинение и запрограммируйте скорректированный финальный проход. Модуль упругости титана (~114 GPa для Grade 5) — около половины от стали (~200 GPa), поэтому заготовка прогибается под силой резания и пружинит после прохода инструмента — типично оставляя отверстия на 0.025–0.076 mm (0.001–0.003 in.) меньше номинала. Никогда не считайте, что запрограммированный размер равен фактически получившемуся на первом проходе. Для ответственных элементов также проведите стабилизирующий отжиг при 482–538°C (900–1000°F) между черновой и чистовой обработкой для снятия остаточных напряжений, и используйте жёсткое закрепление (вакуумные патроны или конформные приспособления) для минимизации прогиба во время резания.
Grade 2 (технически чистый) мягче, вязче и может работать на 25–35% быстрее; Grade 5 (Ti-6Al-4V) твёрже, генерирует больше тепла и требует более консервативных скоростей, но лучше ломает стружку. У Grade 2 предел прочности 345 MPa и теплопроводность 16.4 W/m·K (в 2.4× выше, чем у Grade 5); у Grade 5 предел прочности 950 MPa и теплопроводность всего 6.7 W/m·K. Главное практическое отличие: Grade 2 склонен к задирам и наростообразованию из-за своей пластичности — используйте острый, полированный твёрдый сплав без покрытия. Grade 5 склонен к перегреву вершины инструмента и абразивному износу — используйте твёрдый сплав с покрытием AlTiN и высокое давление СОЖ. Обрабатываемость Grade 2 — около 30% (шкала B1112); Grade 5 — около 20–22%.
Используйте твёрдый сплав с покрытием AlTiN для Grade 5 (Ti-6Al-4V) на скоростях резания выше 40 m/min; используйте острый твёрдый сплав K-grade без покрытия (C-2/C-3) для Grade 2 (CP) на низкоскоростной чистовой обработке. AlTiN формирует защитный тепловой барьер Al2O3 при высоких температурах, который предотвращает диффузию титана в инструмент. В контролируемом испытании фрезы с переменным шагом AlTiN проработали 34 минуты против 9 минут у твёрдого сплава без покрытия на Ti-6Al-4V. Однако AlTiN требует нагрева для активации защитного слоя — на очень низких скоростях по Grade 2 острый твёрдый сплав K-grade без покрытия может превзойти покрытый инструмент, потому что кромка срезает чисто до того, как вязкий материал успеет пристать. Избегайте TiN (недостаточная термозащита), CVD-покрытий (толстое скругление кромки снижает остроту) и керамических инструментов (химическая несовместимость с титаном).
Титан химически активен по отношению к большинству инструментальных материалов при температурах выше ~500°C, что вызывает диффузию атомов титана в инструмент и миграцию атомов инструмента (кобальт, вольфрам) в заготовку. Это создаёт хрупкий реакционный слой, который отслаивается, унося зёрна твёрдого сплава и оставляя грубую, рваную поверхность. В отличие от стали, где наростообразование (BUE) — проблема низких скоростей, на титане BUE возникает в широком диапазоне скоростей, потому что активность управляется температурой. Контрмеры: (1) использовать PVD-покрытие AlTiN (тепловой + химический барьер), (2) поддерживать острую кромку с положительным передним углом для чистого среза до того, как произойдёт адгезия, (3) использовать высокое давление СОЖ (≥70 bar) для снижения температуры в зоне резания и (4) заменять пластины до развития BUE (VB = 0.15–0.20 mm).
СОЖ через инструмент при высоком давлении ≥70 bar (1000 psi) настоятельно предпочтительна и даёт в 2.5–4× более высокую стойкость, чем стандартная заливка. Стандартная заливка (2–10 bar) не может проникнуть сквозь завиток стружки к зоне резания на титане — она формирует паровой барьер (эффект Лейденфроста) на границе инструмент-стружка, изолируя, а не охлаждая. HPC при 70–150 bar пробивает этот паровой слой, снижает температуру резания на 200–300°C, гидравлически дробит и выносит сливную стружку титана и позволяет увеличить скорости резания на 30–50%. Один цех сообщил о росте стойкости пластин с 25 до 90 минут после перехода с заливки на 80 bar СОЖ через шпиндель. Заливка допустима для точения и неглубокого фрезерования, если HPC недоступен, но ожидайте значительно более короткую стойкость. MQL недостаточен для черновой обработки Grade 5.
Да, до глубины примерно 10–15× диаметра — цельным твёрдосплавным сверлом, СОЖ через инструмент при ≥70 bar и агрессивным сверлением с выводом (Q = 0.5–1.0×D с полным выводом и нулевой паузой). За 15×D практичным выбором становится ружейное сверло с СОЖ через инструмент при 50+ bar. Для сверления Ti-6Al-4V используйте твёрдосплавные свёрла на 50–80 SFM (15–25 m/min) с подачей 0.05–0.12 mm/rev. Критические правила: никогда не задавайте паузу в нижней точке вывода (это наклёпывает дно отверстия), поддерживайте подачу достаточно агрессивной, чтобы получалась стружка, а не порошок, и заменяйте сверло при износе по задней поверхности VB = 0.3 mm — за этим порогом сверло генерирует больше тепла, чем снимает.
AMS 4928 покрывает прутки, проволоку, поковки и кольца из Ti-6Al-4V (Grade 5) в отожжённом состоянии; AMS 4902 покрывает лист, полосу и плиту из технически чистого Grade 2 (отожжённый). AMS 4928 задаёт минимальный предел прочности 130 ksi (896 MPa) для сечений свыше 2 дюймов и 135 ksi (931 MPa) для сечений до 2 дюймов, при относительном удлинении ≥10%. Для Grade 2 стандартные спецификации закупки: ASTM B348 (прутки), ASTM B265 (лист/плита) и ASTM F67 (для хирургических имплантатов). Если на чертеже указано состояние STA (закалка + старение), ожидайте твёрдость на 30–50% выше и сниженные скорости резания по сравнению с отожжёнными значениями в таблицах параметров на этой странице.
Мы обрабатываем Ti-6Al-4V и CP Grade 2 с твёрдым сплавом с покрытием AlTiN, СОЖ через инструмент при высоком давлении 70+ bar и документированным контролем стойкости на каждом заказе. Отправьте чертёж и спецификацию материала для технологического анализа.
Запросить предложение