En 1956, McGevellen a fait une distinction stricte entre les alliages de titane en fonction de la différence d’état de recuit et a délimité différents types, principalement divisés en trois catégories: α, β et α + β et trois autres types d’alliages de titane....
1 Classification des alliages de titane
En 1956, McGevellen a fait une distinction stricte entre les alliages de titane en fonction de la différence d’état de recuit et a délimité différents types, principalement divisés en trois catégories: α, β et α + β et trois autres types d’alliages de titane.
TC4 (Ti-6Al-4V) appartient à la structure de phase α + β, qui est l’alliage de titane avec la plus grande quantité et l’alliage de titane avec les données de performance les plus complètes. L’aluminium et le vanadium sont les principaux éléments d’alliage contenus dans tc4 (Ti-6Al-4V). , l’aluminium est un élément stabilisateur alpha et le vanadium est un élément stabilisateur bêta.
2 Caractéristiques de la technologie de traitement
L’alliage de titane TC4 est très difficile à traiter. Le processus complet du titane et de l’alliage de titane est très différent de l’acier, de l’alliage d’aluminium et de nombreux métaux lourds en termes de structure cristalline, de propriétés physiques et de propriétés chimiques. Les trois facteurs suivants déterminent que les alliages de titane sont des métaux durs avec lesquels travailler.
(1) En raison de l’instabilité de sa composition chimique. L’alliage de titane TC4 réagira chimiquement avec l’oxygène et l’azote sous déformation thermique, et même chimiquement avec certains gaz contenant de l’oxygène, et la réaction produira une peau d’oxyde attachée à la surface de la pièce. Si la température est plus élevée, elle atteindra 900 °C Dans les cas ci-dessus, l’échelle d’oxyde attachée à la surface de la pièce produira des écailles, de sorte que les éléments d’oxygène et d’azote sont susceptibles de pénétrer et de diffuser dans le métal, et éventuellement une couche de gain de surface sera formée. Une dureté plus élevée et une plasticité plus faible sont les caractéristiques de cette couche getter.
(2) La performance de la cémentite dans la structure métallographique appartient à un composé complexe Fe-C, la dureté Vickers peut atteindre HV1100 au maximum et la ténacité à l’impact est presque nulle.
(3) La conductivité thermique n’est pas élevée: si la conductivité thermique de l’alliage de titane est comparée à d’autres alliages tels que l’alliage d’aluminium, elle n’est que d’environ 1/15 de celle de l’alliage d’aluminium et d’environ 1/5 de celle de l’acier. La conductivité thermique et la conductivité thermique des alliages de titane sont beaucoup plus faibles que celles des alliages d’aluminium et des aciers. Ils ne représentent qu’environ 1/15 de ceux des alliages d’aluminium et environ 2/7 de ceux de l’acier. L’impact sur la qualité de traitement de surface de certaines pièces en alliage de titane est relativement important.
3 Caractéristiques de broyage
Parce que l’alliage de titane a des propriétés matérielles telles qu’une résistance élevée, une bonne stabilité thermique, une résistance à haute température, une activité chimique élevée, une faible conductivité thermique et un faible module élastique, il est très difficile à broyer et c’est l’un des matériaux les plus difficiles à traiter. De cette façon, sa gamme de promotion et d’application est très limitée, car les performances de meulage des alliages de titane sont très médiocres et il existe de tels problèmes et d’autres problèmes de meulage.
Les principales caractéristiques de broyage de l’alliage de titane TC4 sont les suivantes:
(1) Le problème de collage de la meule est grave. L’alliage de titane est collé à la surface de la meule et la surface de liaison est comme de la fumée. La raison principale est que le matériau adhérent tombe pendant le processus de meulage, ce qui entraînera la rupture et la chute des particules abrasives, ce qui finira par endommager gravement la meule.
(2) La force de meulage est importante et la température de broyage est élevée. Au cours de l’essai de broyage à grain unique, il a été constaté que lors du broyage des alliages de titane, le processus de glissement représentait une grande proportion et que le temps de contact entre les grains abrasifs et la pièce était très court, ce qui entraînait un frottement sévère et une déformation élastique et plastique sévère, puis l’alliage de titane est broyé en copeaux, ce qui génère beaucoup de chaleur de broyage. À ce stade, la température de broyage peut atteindre environ 1500 ° C.
(3) Le broyage produira des copeaux en cascade, principalement en raison d’une déformation complexe. Les copeaux en forme de bande sont principalement formés lors du meulage de l’acier 45 avec une meule de corindon blanc (WA60KV), et les copeaux extrudés stratifiés sont principalement formés lors du meulage d’un alliage de titane avec une meule en carbure de silicium vert (GC46KV).
(4) Dans des conditions de température élevée, l’activité chimique de l’alliage de titane TC4 est très active et il est facile de réagir violemment avec l’oxygène, l’azote, l’hydrogène et d’autres éléments dans l’air pour former des matériaux durs fragiles tels que le dioxyde de titane, le nitrure de titane et l’hydrure de titane. Une couche métamorphique, qui conduit à une réduction de la plasticité du TC4.
(5) Dans le processus de meulage de l’alliage de titane, il est affecté par des problèmes difficiles à résoudre, principalement parce que la chaleur de broyage introduite dans la pièce est difficile à exporter et qu’il est facile de déformer la pièce, de la brûler et même de provoquer des fissures. Il y aura différents degrés de rugosité.
4. Innovation de la technologie de broyage
4.1 Mesures inhibitrices pour traiter les brûlures et les fissures de broyage
Il y a quelques problèmes lors de l’utilisation de la meule pour traiter l’alliage de titane TC4. Le plus grave est le phénomène d’adhésion. En raison de la vitesse élevée, la force de meulage et la température sont relativement élevées, ce qui brûlera la surface et provoquera des fissures. Ren Jingxin et d’autres ont fait des recherches expérimentales pour réduire le phénomène des brûlures et des fissures pendant le traitement. Ils estiment que des meules plus douces peuvent être utilisées, telles que des meules en carbure de silicium ou en carbure de silicium de cérium au lieu de meules de corindon, et des meules de corindon sont utilisées. Collage de résine, tandis que le premier utilise le collage céramique. Et les paramètres de traitement doivent également être pris en compte, par exemple, la vitesse de la meule ne doit pas être trop rapide, l’analyse expérimentale ne doit pas dépasser 20 mètres par seconde, la profondeur de meulage ne doit pas être trop élevée, pas plus de 0,02 mm, et la vitesse de déplacement de la pièce est également requise, environ 12-16 En quelques minutes, le fluide de broyage doit non seulement bien dissiper la chaleur, mais aussi souligner son effet lubrifiant, ce qui peut supprimer efficacement l’apparition de liaison. S’il s’agit d’un broyage à sec, le lubrifiant peut être trempé avec du lubrifiant solide. meule d’infiltration.
4.2 Phénomène d’adhérence de la meule dans le meulage en alliage de titane et ses mesures de suppression
En raison de la température de broyage élevée et de la grande force normale dans le processus de broyage des alliages de titane, une déformation plastique sévère se produira dans les alliages de titane dans la zone de broyage et le contact physique entre l’abrasif et le métal se produira. ou l’adsorption chimique produit un effet de liaison; le transfert du métal à broyer aux particules abrasives est causé par l’influence de la force de cisaillement, ce qui conduit à la liaison de la meule. Enfin, les grains abrasifs sont cassés. Lorsque la force de broyage dépasse la force de liaison entre les grains abrasifs, les grains abrasifs et la liaison seront décollés de la meule.
4.3 Broyage à grande vitesse et à haut rendement
Certains chercheurs ont effectué un meulage à grande vitesse et à haute efficacité de matériaux en alliage de titane TC4 sur la rectifieuse à ultra-haute vitesse conçue et fabriquée par le Centre national de recherche en technologie d’ingénierie de meulage à haute efficacité de l’Université du Hunan. Dans la recherche, la loi d’influence de la force de broyage par unité de surface et de l’énergie de broyage spécifique par quantité de broyage a été analysée. Si la vitesse linéaire vs de la meule augmente, la force de meulage par unité de surface diminuera considérablement, mais si la vitesse de la table vw et la profondeur de meulage ap augmenteront, la force de meulage par unité de surface augmentera. Lorsque la vitesse linéaire de la meule augmente, l’énergie de meulage spécifique augmente, mais lorsque la vitesse de la table vw et la profondeur de meulage ap augmentent, l’énergie de meulage spécifique diminue.
