Gr5 티타늄 합금의 연삭 공정은 무엇입니까?

Gr5 티타늄 합금Ti-6Al-4V라고도 알려진 는 가장 인기 있는 티타늄 합금 중 하나입니다. 독특한 물리적, 기계적 특성으로 인해 연삭 공정은 제조 산업에서 기술적인 과제가 됩니다.

 

 

 

(I) 기계적 성질의 장점

Gr5 티타늄 합금은 4.42g/cm3의 밀도로 높은 비강도를 가지고 있습니다. 상온 인장강도는 895MPa 이상, 항복강도는 830MPa 이상이며 인성 및 내피로성이 우수합니다. -200도 ~ 500도의 온도 범위 내에서 안정적인 성능을 유지합니다. 탄성률로 인해 정밀 연삭이 어렵습니다. 극한의 작업 조건에 적합합니다.

 

(II) 화학적 및 물리적 특성

Gr5 티타늄 합금은 표면에 치밀한 산화막을 형성하여 내식성과 생체 적합성이 우수하므로 의료용 임플란트에 적합합니다. 그러나 300도 이상에서는 반응하여 부서지기 쉬운 화합물을 형성하는 경향이 있습니다. 열 전도성으로 인해 연삭 중에 열이 축적됩니다. 비자성체로 어닐링 상태에서 경도가 350HB 이하이며, 가공 중 변형 저항이 높고 칩 형성이 어려운 특징이 있습니다.

 

 

(I) 지나치게 높은 분쇄 온도로 인해 표면 손상이 발생하기 쉽습니다.

Gr5 티타늄 합금을 연삭하는 동안 90% 이상의 열이 표면의 0.1mm 내에 집중되며 연삭 영역의 온도는 1500도에 도달할 수 있습니다. 이는 표면소화, TiO2/TiN층 형성, 열응력균열 유발 및 피로수명 감소의 원인이 됩니다. 항공우주 부품의 경우 5~10μm의 산화 취성층이 있으면 피로 수명이 50% 이상 감소합니다.

 

(II) 높은 화학적 활성으로 인해 휠 마모 및 막힘이 악화됩니다.

고온에서 Gr5 티타늄 합금은 연삭 휠의 연마 입자에 있는 Al, Si 및 C와 같은 원소와 반응합니다. 이는 연마 입자의 확산 마모를 초래합니다. 연삭 칩이 휠에 달라붙어 막혀 자체 연마 기능을 잃게 되고-연삭력이 증가하고 정밀도가 감소합니다. 일반 흰색 커런덤 휠이 가장 큰 영향을 받으며 마모가 빠르고 연삭 비율이 크게 감소합니다.

 

(III) 탄성 변형이 가공 정밀도에 영향을 미침

Gr5 티타늄 합금은 탄성률이 낮기 때문에 연삭 시 탄성 팽창 및 스프링백이 발생하기 쉬워 실제 연삭 깊이가 부족합니다. 그 사이에 진동 채터 마크가 나타나 표면과 형상 정밀도에 영향을 미칩니다. 벽이 얇고-복잡한 곡선 가공물의 변형은 더욱 심각하여 치수 편차가 쉽게 발생할 수 있습니다.

 

(IV) 칩 처리의 어려움

연삭 칩은 ​​층상이고 돌출되어 있고-균열되어 있으며 모양이 불규칙하고 크기가 큽니다. 이는 연삭 휠을 막히게 하고, 연삭력과 마찰열을 증가시키며, 휠 마모 및 가공물 손상을 더욱 악화시켜 악순환을 형성할 수 있습니다.

 

 

(I) 연삭 휠 선택

미정질 커런덤 휠 : 내열성과 내마모성이 뛰어나 1500도에서도 안정적인 성능을 유지합니다. 화학적 마모를 줄일 수 있으며 수명과 연삭 효율이 흰색 커런덤 휠보다 훨씬 좋습니다.

미세한-결립 CBN 휠: 절삭력과 연삭 온도를 낮출 수 있습니다. 다공성 구조는 칩 제거 및 냉각을 용이하게 합니다. 휠은 4시간마다 다이아몬드 펜으로 드레싱하여 둔한 연마 입자와 부착된 칩을 제거하고 날카로움을 유지해야 합니다.

 

(II) 분쇄 변수의 최적화

핵심 매개변수 요구 사항: 분쇄 구역의 온도는 다음과 같아야 합니다.<300℃ .

휠 선형 속도: 18-22m/s. 마찰열을 50% 이상 줄일 수 있습니다. 선형 속도가 10% 감소할 때마다 온도는 약 20% 감소합니다.

단일 연삭 깊이: 0.01-0.015mm, 다중 패스 처리 채택. 5mm 공차는 500회 패스로 250도 이하로 제어할 수 있습니다.

공급 속도: 5-6m/분. 최적의 실험 조합: 27m/s 선형 속도 + 0.01mm 절단 깊이 + 12m/min 이송 속도, 효율성과 품질 간의 균형 달성.

 

(III) 냉각 시스템 업그레이드

저온-온도 오일 미스트 냉각: -10도 항공 등유 + 압축 공기. 2mm 노즐은 5~8mm 거리에서 연삭 영역에 직접 분사되어 온도를 낮추고 공구 연소율을 25%에서 8%로 낮춥니다. 또한 표면을 보호하기 위해 산소를 분리할 수도 있습니다.

Liquid Nitrogen Auxiliary Cooling: Only suitable for workpieces with a wall thickness >10mm. 45도 노즐은 -196도의 액체질소를 10L/h의 속도로 분사하여 연삭 온도를 낮추고 공구 연소를 완전히 방지합니다.

참고: 고온에서 찬물을 직접 분사하여 발생하는 열충격 균열을 방지하려면 정확한 냉각을 위해 노즐 위치를 최적화하세요.-

표면.

 

 

 

Ruihang Group은 Gr5, Gr7, CP Ti, Gr23 등과 같은 다양한 등급을 포괄하는 고급-등급 티타늄 및 티타늄 제품 생산을 전문으로 합니다. 자세한 내용은 다음 주소로 문의하세요.Sam.Rui@bjrh-titanium.com