チタン合金材料の研削技術

• （1）化学組成が不安定なため。 TC4チタン合金は熱変形により酸素や窒素と化学反応し、酸素含有ガスがあっても反応によりワーク表面に酸化物スケールが付着し、温度が高いと900℃になります。ワークピースの表面に付着したスケールはスケールを生成するため、酸素と窒素の元素が金属に浸透し、最終的に表面ゲッター層を形成する可能性があります。 このゲッター層の特徴は、硬度が高く、可塑性が低いことです。
• （2）金属組織におけるセメンタイトの性能は複雑なFe-C化合物に属し、ビッカース硬度はHV1100まで高くなる可能性がありますが、衝撃靭性はほとんどありません。
• （3）熱伝導率が高くない：チタン合金の熱伝導率をアルミニウム合金などの他の合金と比較すると、アルミニウム合金の約1/15、鋼の約1/5にすぎない。 アルミニウム合金や鋼と比較して、チタン合金の熱伝導率と熱伝導率ははるかに低く、アルミニウム合金の約1/15、鋼の約2/7にすぎません。 一部のチタン合金部品の表面加工品質への影響は比較的大きいです。

チタン合金の研削で遭遇する主な問題

• （1）砥石の接着問題が深刻です。 チタン合金は砥石の表面に付着し、接着面層は煙のようです。 主な理由は、研削プロセス中に接着剤が脱落することです。 これにより、研磨粒子が破壊とともに落下し、最終的に砥石に深刻な損傷を与えます。
• （2）粉砕力が大きく、粉砕温度が高い。 単一の研磨粒子の研削試験中に、チタン合金を研削する場合、より大きな割合が滑りプロセスであり、研磨粒子とワークピースとの接触時間が非常に短く、その間、非常に激しい摩擦と激しい弾性が見られました。塑性変形すると、チタン合金が削り取られて切りくずになり、多くの研削熱が発生します。このとき、研削温度は約1500℃に達する可能性があります。
• （3）研削すると、層状のスクイーズチップが生成されます。主な理由は、複雑な変形です。 帯状の切りくずは、主に白いコランダム砥石（WA60KV）を使用して45鋼を研削すると形成され、層状の破砕チップは、緑色の炭化ケイ素砥石（GC46KV）を使用してチタン合金を研削するときに形成されます。
• （4）高温条件下で、 TC4チタンの機械加工 合金は非常に活性が高く、空気中の酸素、窒素、水素、その他の元素と結合して激しい反応を起こし、二酸化チタン、窒化チタン、水素化チタンなどの脆くて硬いものを形成します。 TC4の可塑性の低下。
• （5）チタン合金の研削工程では、ワークに伝熱した研削熱が伝わりにくく、変形や焼けやすく、ひび割れも発生するなどの問題があります。 したがって、ワークピースの表面粗さの程度はさまざまです。

ソリューション

火傷やひび割れを解消するための抑制対策

TC4チタン合金を砥石で加工する場合、いくつか問題があります。 より深刻な問題は接着です。 高速のため、研削力と温度が比較的高く、表面が焼けて亀裂が発生します。 Ren Jingxinらは、機械加工中のこのような火傷や亀裂を減らすために、いくつかの実験的研究を行ってきました。 彼らは、前者がセラミック接着を使用しているのに対し、炭化ケイ素またはセリウム炭化ケイ素砥石、コランダム砥石の代わりに、コランダム砥石の代わりに、より柔らかい砥石を使用できると感じています。 また、注意を払ってください 高度なcnc加工 たとえば、砥石の速度が速すぎたり、実験分析が毎秒20メートルを超えたり、砥石の深さが大きすぎたり、0.02ミリメートルを超えたりしないようにする必要があります。 毎分以内に、研削液は熱を非常によく放散するだけでなく、その潤滑効果を強調する必要があります。これにより、スティック現象の発生を効果的に抑えることができます。 乾式研削の場合、潤滑剤に固体潤滑剤を含浸させることができます。

チタン合金研削における砥石結合現象とその抑制策

チタン合金の研削工程では、一般に研削温度が高く、垂直抗力が大きくなるため、研磨ゾーン、研磨剤と金属の間のチタン合金に激しい塑性変形が発生します。化学的または化学的吸着; 研削された金属が研磨粒子に移動する理由は、砥石の結合につながるせん断力の影響です。 最後に、研磨粒子が破壊され、研削力が研磨粒子間の結合力を超えると、研磨粒子と結合が砥石から剥がれます。

高速で効率的な研削

一部の学者は、TC4チタン合金材料の高速かつ効率的な研削を実施しました。 この研究では、単位面積あたりの粉砕力と特定の粉砕エネルギーが粉砕量によって影響を受けるという規則を分析します。 砥石の線速度対が増加すると、単位面積あたりの研削力が大幅に減少します。 ただし、テーブル速度vwと研削深さapが大きくなると、単位面積あたりの研削力が大きくなります。 砥石の線速度対が増加すると、比研削エネルギーは増加しますが、テーブル速度vwと研削深さapが増加すると、比研削エネルギーは減少します。

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