강인성, 연성, 특히 강도는 다른 금속 재료보다 훨씬 더 많은 티타늄 합금으로 고강도, 강성성, 가벼운 제품 구성 요소의 단위를 만들 수 있습니다. 최근 몇 년 동안 티타늄 합금은 알루미늄 합금을 대체하기 위해 항공기에서 대량으로 사용되어 왔으며, 그 이유는 티타늄 합금의 우수한 열 안정성, 고온 강도, 300 ~ 500 도로, 강도는 알루미늄 합금보다 약 10 배 높기 때문입니다. 알칼리, 염화물, 염소 유기 품목, 질산, 황산 등에 대한 우수한 부식 저항성 동시에, 습한 환경의 티타늄 합금 및 해수 배지, 부식, 산성 부식, 응력 부식 내성은 스테인레스 스틸보다 훨씬 큽니다. 티타늄 합금 처리 제품은 또한 높은 경도, 높은 융점, 비 독성, 비자 성 및 기타 특성을 갖습니다.
위의 일련의 우수한 성능에 기초하여, 티타늄 합금은 처음으로 항공에 사용되었습니다. 1953 년, 미국 더글러스 회사는 DC2T 엔진 포드 및 방화벽에 사용되는 티타늄 함유 재료에 처음으로 우수한 결과를 얻었습니다. 항공 우주 분야에서 티타늄 합금은 항공기 엔진의 팬, 가압기, 피부, 동체 및 착륙 장비의 주요 재료로 처음 사용되어 항공기의 전반적인 체중 감소가 약 30%~ 35%입니다. 티타늄 합금은 또한 핵 잠수함, 해수 배관 시스템, 응축기 및 열 교환기, 배기 팬 블레이드, 프로펠러 및 샤프트, 스프링, 항공기 운반선, 프로펠러, 워터 제트 추진 장치 및 기타 해양 성분의 압력 저항성 껍질에 성공적으로 사용됩니다. 또한 티타늄 합금으로 인해 생체 적합성이 우수하며, 부식성, 기계적 특성 및 가공 성능은 가장 적합한 생체 의학 금속 재료가되었으며, 인공 무릎 조인트, 대퇴 관절, 치과 용 임플란트, 치과 용 뿌리 및 의치 금속 괄호 등에 성공적으로 사용되는 가장 적합한 생체 의학 금속 재료가되었습니다. 합금은 우수한 차가운 성형 특성, 부식성 및 Ti3al -2로 인해 재고로 사용됩니다. 5V 합금은 우수한 차가운 성형, 부식성 및 기계적 특성으로 인해 임상 실습에서 대퇴골 및 경골 대체 재료로 사용됩니다.
티타늄 합금 처리의 어려움
(1) 작은 변형 계수 : 이것은 티타늄 합금 재료의 절단 과정에서 비교적 명백한 특징입니다. 절단 및 가공 과정에서, 전면 블레이드 표면과 접촉하는 칩의 영역은 너무 큽니다. 그리고 도구의 전면 블레이드 표면에서 칩은 일반적인 재료보다 훨씬 큽니다. 보행의 오랜 시간 동안 도구의 심각한 마모로 이어질 것이며, 도구 온도의 증가로 이어지는 과정에서 마찰이 발생합니다.
(2) 높은 절단 온도 : 한편으로, 앞에서 언급 한 작은 변형 계수는 온도 상승의 일부로 이어질 것입니다. 티타늄 합금 절단 공정 절단 온도는 주로 티타늄 합금 열전도율이 매우 작고 칩과 도구의 전면 얼굴 접촉 길이는 짧습니다. 이러한 요인들의 영향으로 절단 과정에서 생성 된 열은 주로 도구의 끝 부분에있는 퇴적물의 끝 부분에서 너무 높아집니다.
(3) 티타늄 합금의 열 전도도는 매우 낮습니다. 절단에 의해 생성 된 열은 소산하기 쉽지 않습니다. 티타늄 합금 회전 공정은 큰 응력과 변형 공정이며, 많은 양의 열을 생성 할 것입니다. 고열 처리에서 동시에 도구의 절단 가장자리와 칩 접촉 길이는 짧아서 절단 가장자리에 모여 많은 양의 열이 급격히 상승하여 나이프 소프트의 절단, 도구 마모가 크게 상승 할 수 있습니다.
(4) 티타늄 합금의 화학적 특성은 매우 큽니다. 고온에서 티타늄 합금은 초승달 구덩이의 형성을 가속화하기 위해 공구 재료와 반응하기 쉽습니다. 그러나 티타늄 합금의 절단 과정은 기본적으로 고온에서 수행됩니다. 절단 온도가 어느 정도 높으면 공기 및 티타늄 재료의 질소 및 산소 분자는 쉽게 화학 반응을 일으켜 부서지기 쉬운 피부를 생성 할 수 있습니다. 또한, 티타늄 재료의 절단 과정에서 공작물의 가공 표면의 플라스틱 변형은 냉간 경화 현상의 생성을 초래하고, 경화 현상은 공작물 재료의 가공 된 표면에서 발생한다. 이 현상은 도구 마모를 증가시키고 티타늄 재료의 피로 강도를 줄입니다.
(5) 도구는 착용하기가 매우 쉽습니다. 도구 마모는 많은 요인의 결과이며, 티타늄 합금 재료의 절단 과정에서 고온 조건에서 도구 치핑 현상, 티타늄 재료를 유발하기가 매우 쉽습니다. 일반적으로 도구 재료 사이의 강력한 화학적 친화력을 보여줍니다. 또한 고온 도구와 티타늄 합금 재료도 접착되어 있으며, 공구의 리드가 너무 짧습니다. 따라서 티타늄 합금 재료의 절단은 두 가지 측면에주의를 기울여야하며 낮은 절단 온도를 유지하고 절단되는 공구 \/ 재료의 강성을 향상시키는 것입니다. 코팅 된 도구는 공구의 강성을 향상시키는 방법입니다.
티타늄 합금의 높은 화학 활성으로 인해 열전도율이 낮 으면 절단 과정에서 높은 절단 온도, 폭력적인 화학 반응 및 빠른 도구 고장으로 이어져 짧은 공구 수명 및 가공 비용이 높아집니다. 공구 마모의 원인에는 절단력 및 절단 온도의 작용하에 기계적 마찰 및 물리적 및 화학 반응이 포함됩니다. 티타늄 합금 절단 및 가공의 어려움을 위해, 선택된 공구 재료는 높은 경도, 고강도, 높은 열전도율, 화학적 안정성 및 우수한 적색 경도의 요구 사항을 충족해야합니다. 현재 업계는 티타늄 합금 다이아몬드 도구 가공의 최상의 효과를 인식했지만 가격이 높은 가격으로 인해 탄화물 코팅 도구는 여전히 티타늄 합금 절단 및 가공 시장의 주요 위치를 차지하고 있습니다.
코팅 도구가 티타늄 합금을 가공하는 데 적합하지 않다는 전통적인 절단 이론, 이는 대부분의 이진 TIC 또는 3 차 TICN 코팅의 전통적인 코팅에 기인하며, 코팅의 TI 요소는 공작물의 친화력으로 매우 쉽게 발생하며 공구의 빠른 고장으로 이어집니다. TC4 티타늄 합금 절단에 고속 스틸 기판 CRN 및 TICN 코팅 및 코발트 텅스텐 및 코발트 텅스텐 카바이드 도구를 사용했습니다. 이 연구는 CRN 코팅 도구의 서비스 수명이 TICN 코팅 도구와 코팅되지 않은 탄화 도구보다 길다는 것을 보여주었습니다. 동시에, 동일한 절단 조건 하에서 단일 층 주석 코팅 및 다층 주석\/TICN\/TICN\/TICN\/TIC 코팅을 사용한 TI6A14V 티타늄 합금의 절단 실험이 조사되었으며, 결과는 다층 코팅 도구 절단에 의해 생성 된 온도가 단일 층의 서비스 수명보다 낮다는 것을 보여 주었다.
최근 몇 년 동안, 지속적인 성숙과 진행 상황에서 외국에서 코팅을 준비하는 과정과 방법으로 인해, 공구 코팅 조성물은 점차 다각화되는 경향이 있으며, 각 종류의 공작물 재료에 대해 심지어 가장 적합한 코팅 재료를 가지고 있으며, 소프트 코팅, 슈퍼 하드 코팅, 나노 코팅, 더 나은 성능, 기타 성능, 기타 성능의 코팅의 출현은 가장 적합합니다. 티타늄 합금 작업의 우수성을 보여줍니다. 그림 2는 최근 몇 년 동안 일반적으로 사용되는 탄화물 코팅 도구를 보여줍니다.
탄화물 코팅 도구의 미래 개발 방향
(1) 공구 코팅 조성물의 다각화. 단일 코팅에서 새로운 요소를 추가하기위한 단일 코팅 (예 : ZR 및 V를 추가하는 코팅 내마모성을 향상시킬 수 있습니다. SI를 추가하면 코팅 경도가 향상되고 화학적 확산을 방지 할 수 있습니다. B를 추가하면 코팅 강인성이 향상 될 것입니다. AL 및 CR을 추가하면 코팅 항산화제 등이 향상됩니다. 코팅 재료는 또한 주석, tialn, ticn, tisin, tisicn, tialsin, alcrn, alcrsin, tibn, crn, zrn 등의 시작부터 수십 개의 코팅 재료에 개발되었습니다. (그림 3) 절단 처리의 다양한 요구를 충족시키기 위해 새로운 코팅 재료는 개발에 대한 큰 전망도 있습니다.
(2) 녹색 절단. 현재, 중국의 가공은 주로 습식 절단 방법, 즉 금속 절단 가공, 즉 도구 연속 냉각 절단, 도구 및 공작물 접촉 부품의 윤활, 즉 절단 유체를 많이 사용하면 환경 오염 문제를 일으킬 것이며, 동시에 인체 신체에 의해 직접적으로 생성되는 절단 과정으로 인해 다양한 기간을 유발할 수 있습니다. 가공 비용 계산에서 유체 절단은 총 비용의 14% ~ 16%를 차지하고 도구 비용은 2%에서 4%에 불과합니다. 연구에 따르면 절단 공정의 20%가 코팅 도구로 건조 가공되면 총 제조 비용을 1.6% 감소시킬 수 있습니다 [16]. 또한, 고속 건식 절단을 사용하면 가공 효율을 크게 향상시키고, 가공 정확도를 향상시키고, 표면 거칠기를 줄이며, 얇은 벽 부품 가공에 더 적합합니다. 따라서 환경 관점에서 또는 가공 성능과 경제적 관점에서든, 건식 절단 조건을 충족시킬 수있는 코팅 도구의 제조는 녹색 가공의 중요한 개발 목표입니다.
"Made in China 2025"제안으로, 제조 산업은 티타늄 합금 적용의 빠른 개발에있어서 점점 더 많은 품질과 정확도 요구 사항이 계속 개선 될 것이며, 올바른 티타늄 합금 절단 도구를 선택하고, 가공 효율성을 선택하고, 생산 비용을 개선하고, 자동 모형, 항공 우주, 에너지 및 중요한 산업 분야의 발전 및 제조업의 개발이 중요합니다. 제조 산업의 전반적인 수준의 개선은 매우 중요합니다.
