As ligas de titânio possuem alta resistência específica, excelente resistência ao calor e à corrosão e são amplamente utilizadas em sistemas hidráulicos de aviação. No entanto, este material possui baixa condutividade térmica, forte atividade química e um pequeno coeficiente de deformação, o que torna extremamente difícil o processamento das roscas para juntas de tubos de liga de titânio. Este artigo, baseado no material e nas características de processamento das ligas de titânio, analisa as dificuldades no processamento de roscas, esclarece os pontos-chave da seleção das ferramentas corretas para torneamento de roscas e otimiza o processo a partir das dimensões dos parâmetros de corte, estrutura da ferramenta, resfriamento e lubrificação, além de ferramentas e acessórios, fornecendo uma solução de referência para processamento de roscas de ligas de titânio de alta-precisão.
Análise das características de processamento de ligas de titânio
Existem principalmente três tipos de ligas de titânio: tipo - (TA), tipo - (TB) e tipo + - (TC). Dentre elas, a liga duplex tipo TC é a mais utilizada e é uma importante matéria-prima na indústria aeroespacial. Suas características de processamento se manifestam principalmente como:
1. Baixa condutividade térmica: Má dissipação de calor, durante o processamento, é propenso a gerar altas temperaturas, resultando em grande rebote da peça e deformação óbvia.
2. Pequeno coeficiente de deformação: Durante o corte, o comprimento de contato entre o cavaco e a ferramenta é curto e a força de corte concentra-se na aresta de corte, o que agrava o desgaste da ferramenta.
3. Alta atividade química: Em altas temperaturas, tem tendência a reagir com oxigênio, nitrogênio e material da ferramenta, gerando adesão, causando fenômenos de "mordida".
4. Alta resistência e boa tenacidade: A resistência ao corte é grande e os requisitos de rigidez da ferramenta e resistência ao desgaste são altos.
Essas características fazem com que o processamento de roscas de liga de titânio enfrente problemas proeminentes, como grande torque de rosqueamento, fácil quebra do macho e difícil controle da precisão da rosca.
Seleção e projeto de ferramentas de corte de rosca
Para as dificuldades no rosqueamento de ligas de titânio, recomenda-se o uso de machos serrilhados. Esse tipo de macho remove um dente a cada dois dentes, fazendo com que os dentes sejam dispostos alternadamente. Durante o corte, apenas uma superfície está em contato, reduzindo efetivamente o torque de fricção e evitando que o macho fique preso ou danificado. A espessura de corte do macho serrilhado é duplicada, podendo ultrapassar a profundidade da camada endurecida por trabalho a frio. Embora a força de corte de um único dente aumente, a remoção de cavacos é mais suave, o atrito e a adesão são reduzidos, melhorando assim a durabilidade do macho e a precisão da rosca. Ao projetar, é importante garantir que o número de entalhes seja ímpar para distribuir uniformemente a força nas bordas dos dentes.
Em termos de seleção de materiais, recomenda-se o uso de machos de aço rápido-. Possuem alta tenacidade, boa resistência à deformação e excelente resistência ao desgaste. Um pré-rosqueamento com machos de aço rápido-pode ser feito primeiro, seguido pela correção com machos de metal duro. No futuro, à medida que o desenvolvimento de materiais para ferramentas avança, espera-se que existam machos mais especializados, projetados especificamente para ligas de titânio.
Medidas de otimização para tecnologia de processamento de threads
1. Aumento razoável do diâmetro do furo inferior
Aumentar adequadamente o diâmetro do furo inferior da rosca pode reduzir a força de corte e o calor de corte. O valor do aumento deve ser considerado de forma abrangente com base nos requisitos da taxa de contato da rosca e no número de roscas. Reduzindo ligeiramente a altura do dente e aumentando o diâmetro interno da rosca, especialmente para rosqueamento de liga de titânio, embora reduza ligeiramente a taxa de contato, pode garantir confiabilidade aumentando o comprimento da conexão roscada.
2. Controle da velocidade de corte e parâmetros geométricos da ferramenta
Para o processamento de roscas de liga de titânio, deve-se adotar o corte-de baixa velocidade. A velocidade de corte recomendada é controlada em 200-300 mm/min. Uma velocidade muito pequena tende a gerar camadas duras e frias, enquanto uma velocidade muito grande agravará o aumento da temperatura e o desgaste da ferramenta. Em termos de parâmetros geométricos da ferramenta: Selecione um ângulo de inclinação apropriado para aumentar a resistência da aresta de corte; Use um ângulo de relevo maior para facilitar a remoção de cavacos. Para rosqueamento de furos profundos, o número de ranhuras de retenção de cavacos pode ser reduzido para aumentar o espaço de retenção de cavacos e melhorar a capacidade de remoção de cavacos.
3. Otimização do mandril e refrigerante
A máquina de rosqueamento deve ser equipada com um mandril de macho dedicado e operada com uma chave inglesa. O pino traseiro da rosca de liga de titânio deve ser ligeiramente maior que o comprimento padrão. Recomenda-se definir uma ranhura de retração para evitar que o macho lasque ao chegar ao fundo.
A lubrificação do líquido refrigerante é crucial. Selecione um refrigerante com alta atividade e bom desempenho de lubrificação, resfriando diretamente a torneira para evitar que altas temperaturas causem aderência. Recomenda-se usar uma mistura refrigerante de óleo ácido, óleo sulfurado e querosene em proporção adequada ou usar óleo de corte F43. Uma ranhura de refrigeração também pode ser aberta na parte traseira da torneira para garantir que o refrigerante possa alcançar suavemente a área de corte.
O processamento de alta-precisão das juntas roscadas detubos de liga de titâniorequer a seleção de ferramentas de corte apropriadas, como machos serrilhados e machos de aço rápido-, bem como a otimização de parâmetros do processo, como diâmetro do fundo do furo, velocidade de corte, parâmetros geométricos da ferramenta, lubrificação por resfriamento e mandril do macho. Isso pode efetivamente evitar os pontos fracos da liga de titânio, como baixa condutividade térmica e alta atividade química, e melhorar a precisão e a eficiência do processamento dos fios. Com o desenvolvimento da ciência dos materiais e da tecnologia de processamento, a tecnologia de processamento de roscas de liga de titânio será ainda mais aprimorada, fornecendo suporte para a fabricação de sistemas hidráulicos de aviação com alta-confiabilidade.
Baoji Yibaite Nova Tecnologia de Materiais Co., Ltd. é especializada no processamento detubo de liga de titânio. Bem-vindo a consultar.