Qualität Hartmetall-Fräswerkzeuge & Schaftfräser fabricant

Titanlegierungen werden aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften wie hoher spezifischer Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität in der Luft- und Raumfahrt, der Medizin, der Automobilindustrie und anderen High-End-Fertigungsbereichen weit verbreitet. Ihre schlechte Zerspanbarkeit – gekennzeichnet durch hohe Schnitttemperaturen, starken Werkzeugverschleiß und leichte Verfestigung – stellt jedoch große Herausforderungen für die Bearbeitungsprozesse dar. Um die Bearbeitungseffizienz zu verbessern, den Werkzeugverbrauch zu senken und die Werkstückqualität sicherzustellen, ist die Beherrschung der folgenden drei Schlüsselpunkte unerlässlich, wobei der Schwerpunkt auf der Auswahl der Beschichtung und der Optimierung der Schnittparameter liegt.   Schlüsselpunkt 1: Die Zerspanbarkeit von Titanlegierungen verstehen   Vor der Auswahl von Beschichtungen und der Festlegung von Schnittparametern ist es notwendig, die intrinsischen Eigenschaften von Titanlegierungen zu klären, die die Bearbeitung beeinflussen. Dies ist die Grundlage für die anschließende Optimierung:   • Geringe Wärmeleitfähigkeit: Die Wärmeleitfähigkeit von Titanlegierungen beträgt nur 1/4 bis 1/5 der von Stahl. Während des Schneidens sammelt sich der Großteil der erzeugten Wärme im Schnittbereich (Werkzeugspitze und Werkstückkontaktfläche) an, anstatt durch Späne oder Werkstücke abgeleitet zu werden, was zu extrem hohen lokalen Temperaturen (bis zu 800~1000℃) führt, die den Werkzeugverschleiß und die Werkstückverformung beschleunigen. • Hohe chemische Aktivität: Bei hohen Temperaturen reagiert Titanlegierung leicht mit Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff in der Luft und bildet harte und spröde Verbindungen (wie TiO₂, TiN, TiC), was die Schnittkraft erhöht und zu abrasivem Werkzeugverschleiß führt. Es kann sich auch mit dem Werkzeugmaterial verbinden, was zu adhäsivem Verschleiß führt. • Neigung zur Verfestigung: Titanlegierungen haben eine hohe Streckgrenze und einen deutlichen Verfestigungseffekt. Während des Schneidens neigt die Oberfläche des Werkstücks zu Verfestigungsschichten (die Härte kann um 20 % bis 50 % erhöht werden), wodurch das Werkzeug zerkratzt und die Oberflächenqualität der nachfolgenden Bearbeitung beeinträchtigt wird.   Hinweis: P1 kann eine Vergleichstabelle der Wärmeleitfähigkeit zwischen Titanlegierungen und gängigen Metallen oder ein mikroskopisches Diagramm der Verfestigungsschicht von Titanlegierungen nach dem Schneiden sein.   Schlüsselpunkt 2: Rationelle Auswahl der Werkzeugbeschichtungen Werkzeugbeschichtungen spielen bei der Bearbeitung von Titanlegierungen eine entscheidende Rolle, indem sie die Reibung reduzieren, hohe Temperaturen isolieren, die chemische Stabilität verbessern und die Verschleißfestigkeit erhöhen. Die Auswahl der Beschichtungen sollte auf der Art der Titanlegierung (z. B. Ti-6Al-4V, Reintitan), der Bearbeitungsmethode (Fräsen, Drehen, Bohren) und den Bearbeitungsanforderungen (Schruppen, Schlichten) basieren. Häufige Hochleistungsbeschichtungen für die Bearbeitung von Titanlegierungen sind wie folgt:   2.1 Titannitrid (TiN)-Beschichtung TiN-Beschichtung ist eine traditionelle Hartstoffbeschichtung mit einer Härte von etwa 2000~2500 HV und einem niedrigen Reibungskoeffizienten (0,4~0,6). Sie weist eine gute Verschleißfestigkeit und Haftung auf und kann den adhäsiven Verschleiß zwischen Werkzeug und Titanlegierung effektiv reduzieren. Ihre Oxidationsbeständigkeit ist jedoch gering, und sie oxidiert und versagt, wenn die Temperatur 500℃ übersteigt. Sie eignet sich für das Schruppen von Reintitan und niedriglegiertem Titan oder für Bearbeitungsszenarien mit niedriger Schnitttemperatur.   2.2 Titancarbonitrid (TiCN)-Beschichtung TiCN-Beschichtung ist eine verbesserte Version von TiN mit einer Härte von 2500~3000 HV, höherer Verschleißfestigkeit und thermischer Stabilität als TiN. Der Zusatz von Kohlenstoffelementen erhöht die Beständigkeit der Beschichtung gegen adhäsiven und abrasiven Verschleiß, und ihre Oxidationsbeständigkeitstemperatur wird auf 600~650℃ erhöht. Sie eignet sich für das mittlere Drehen und Fräsen von Ti-6Al-4V und anderen gängigen Titanlegierungen und kann die Bearbeitungseffizienz und die Werkzeugstandzeit ausgleichen.   2.3 Aluminiumtitannitrid (AlTiN)-Beschichtung AlTiN-Beschichtung ist eine hochtemperaturbeständige Beschichtung mit hervorragenden umfassenden Eigenschaften, mit einer Härte von 3000~3500 HV und einer Oxidationsbeständigkeitstemperatur von bis zu 800~900℃. Das Aluminiumelement in der Beschichtung bildet bei hohen Temperaturen einen dichten Al₂O₃-Film, der die chemische Reaktion zwischen Titanlegierung und dem Werkzeugsubstrat (z. B. Hartmetall) effektiv isolieren und den thermischen und chemischen Verschleiß deutlich reduzieren kann. Es ist die bevorzugte Beschichtung für das Hochgeschwindigkeits-Schlichten und -Halbfertigbearbeiten von Titanlegierungen, insbesondere geeignet für Hochtemperatur-Bearbeitungsszenarien wie Hochgeschwindigkeitsfräsen und Tieflochbohren.   2.4 Diamantähnliche Kohlenstoff (DLC)-Beschichtung   DLC-Beschichtung hat einen extrem niedrigen Reibungskoeffizienten (0,1~0,2) und eine hohe Härte (1500~2500 HV), wodurch die Reibung und Haftung zwischen Werkzeug und Titanlegierung minimiert und die durch übermäßige Schnittkraft verursachte Verfestigung vermieden werden kann. Ihre thermische Stabilität ist jedoch gering (Oxidationsversagen über 400℃) und sie ist spröde, daher eignet sie sich nur für das Niedriggeschwindigkeits- und Niedertemperatur-Schlichten von Reintitan und weichen Titanlegierungen (wie Ti-Gr2) und nicht für das Hochtemperatur-Schruppen.   Hinweis: P2 kann eine Leistungsvergleichstabelle verschiedener Beschichtungen (Härte, Oxidationstemperatur, anwendbares Szenario) oder ein physisches Diagramm von beschichteten Werkzeugen für die Bearbeitung von Titanlegierungen sein.   Schlüsselpunkt 3: Wissenschaftliche Einstellung der Schnittparameter   Schnittparameter (Schnittgeschwindigkeit, Vorschub, Zustellung) beeinflussen direkt die Schnitttemperatur, die Schnittkraft, den Werkzeugverschleiß und die Werkstückqualität. Für die Bearbeitung von Titanlegierungen ist das Kernprinzip der Parametereinstellung "niedrige Schnittgeschwindigkeit, moderater Vorschub, geringe Zustellung", um die Schnitttemperatur zu kontrollieren und die Verfestigung zu reduzieren. Im Folgenden sind die empfohlenen Parameter für gängige Bearbeitungsmethoden aufgeführt (am Beispiel von Ti-6Al-4V, der am weitesten verbreiteten Titanlegierung, und Hartmetallwerkzeugen):   3.1 Drehparameter   • Schnittgeschwindigkeit (vc): Für das Schruppen beträgt die Geschwindigkeit 30~60 m/min; für das Schlichten 60~100 m/min. Bei Verwendung von AlTiN-beschichteten Werkzeugen kann die Geschwindigkeit auf 80~120 m/min erhöht werden; für Reintitan sollte die Geschwindigkeit um 20 %~30 % reduziert werden, um übermäßige Haftung zu vermeiden. • Vorschub (f): Der Vorschub beträgt 0,1~0,3 mm/U für das Schruppen und 0,05~0,15 mm/U für das Schlichten. Ein zu hoher Vorschub erhöht die Schnittkraft und die Verfestigung; ein zu geringer Vorschub führt dazu, dass das Werkzeug am Werkstück reibt, was den Verschleiß beschleunigt. • Zustellung (ap): Die Zustellung für das Schruppen beträgt 1~3 mm, und für das Schlichten 0,1~0,5 mm. Es wird nicht empfohlen, eine Zustellung von weniger als 0,1 mm zu verwenden, da das Werkzeug auf der verfestigten Schicht des Werkstücks gleitet, was zu starkem abrasivem Verschleiß führt.   3.2 Fräsparameter   • Schnittgeschwindigkeit (vc): Für das Umfangsfräsen (Schruppen) beträgt die Geschwindigkeit 20~50 m/min; für das Schlichten 50~80 m/min. Für das Planfräsen kann die Geschwindigkeit etwas höher sein, 40~70 m/min für das Schruppen und 70~100 m/min für das Schlichten. Beschichtete Werkzeuge können die Geschwindigkeit um 10 %~20 % erhöhen. • Vorschub pro Zahn (fz): Der Vorschub pro Zahn beträgt 0,05~0,15 mm/Zahn für das Schruppen und 0,02~0,08 mm/Zahn für das Schlichten. Für das Stirnfräsen von dünnwandigen Werkstücken sollte der Vorschub reduziert werden, um eine Werkstückverformung zu vermeiden. • Zustellung (ap/ae): Die axiale Zustellung (ap) für das Schruppen beträgt 0,5~2 mm, und für das Schlichten 0,1~0,3 mm; die radiale Zustellung (ae) beträgt im Allgemeinen 50 %~100 % des Werkzeugdurchmessers.   3.3 Bohrparameter   Das Bohren von Titanlegierungen ist anfällig für Probleme wie Späne verstopfen, Werkzeugbruch und schlechte Lochqualität. Die Parameter sollten so eingestellt werden, dass die Spanabfuhr erleichtert wird:   • Schnittgeschwindigkeit (vc): 10~30 m/min, was niedriger ist als beim Drehen und Fräsen, um die Temperatur der Bohrspitze zu reduzieren. • Vorschub (f): 0,1~0,2 mm/U, um sicherzustellen, dass Späne reibungslos abgeführt werden können, ohne die Bohrerspirale zu verstopfen. • Zusätzliche Maßnahmen: Verwenden Sie Innenkühlbohrer, um Schneidflüssigkeit direkt auf die Bohrspitze zu sprühen, wodurch die Temperatur effektiv reduziert und Späne ausgespült werden können; verwenden Sie intermittierendes Bohren (wiederholtes Ein- und Ausbohren), um die Ansammlung von Spänen zu vermeiden.   Hinweis: P3 kann ein Parametereinstellungsdiagramm für Drehen/Fräsen/Bohren oder ein Kurvendiagramm des Zusammenhangs zwischen Schnittgeschwindigkeit und Werkzeugstandzeit sein.   Zusammenfassung Der Schlüssel zu einer erfolgreichen Bearbeitung von Titanlegierungen liegt in drei Aspekten: Erstens, das vollständige Verständnis der Zerspanbarkeitseigenschaften von Titanlegierungen zur gezielten Optimierung; zweitens, die Auswahl der geeigneten Werkzeugbeschichtung entsprechend den Bearbeitungsszenarien zur Verbesserung der Werkzeugverschleißfestigkeit und der Hochtemperaturstabilität; drittens, die Einstellung wissenschaftlicher Schnittparameter zur Kontrolle der Schnitttemperatur und zur Reduzierung der Verfestigung. In der tatsächlichen Produktion ist es auch notwendig, mit hochwertiger Schneidflüssigkeit (bevorzugt wasserbasierte Schneidflüssigkeit mit guter Kühlleistung oder ölbasierte Schneidflüssigkeit für die Bearbeitung mit niedriger Geschwindigkeit) und einer vernünftigen Werkzeuggeometrie zu kombinieren, um den besten Bearbeitungseffekt zu erzielen.  

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Hochdimensionsgenauigkeit:gute Stabilität des Zementkarbidmaterials und hohe Fertigungspräzision der flachen Unterseite der Schnittkante können den Bohrgrößenfehler nach der Verarbeitung extrem klein machen, die die Bohrtoleranz in einem sehr kleinen Bereich steuern kann, um die Anforderungen der Präzisionsbearbeitung von Teilen zu erfüllen.Die Anforderungen an die Genauigkeit der Lochgröße sind hart, kann es genau sicherstellen, dass der Lochdurchmesser den Konstruktionsstandards entspricht.   Ausgezeichnete Formgenauigkeit: Die flache Bodenkonstruktion ermöglicht es dem Reamer, bei der Bearbeitung von Blindlöchern die Flachheit und Geradheit des Lochbodens zu gewährleisten,so dass die Zylinderform und andere Formgenauigkeiten der Löcher gut sind, die eine zuverlässige Grundlage für die anschließende Montage und Verwendung von Teilen bietet.   Niedrige Rauheit: hohe Härte und Verschleißfestigkeit von Zementkarbid, scharfe und langlebige Schneidkante des Reamers, glattes Schneiden während der Bearbeitung, geringe Extrusion und Schaben an der Lochwand,geringe Oberflächenrauheit der bearbeiteten Lochwand, die Ra0,4 - Ra1,6μm erreichen können, wodurch die Teile schöner werden und die Montage von Dichtungen und Armaturen in den Löchern erleichtert wird. Starke Haltbarkeit: The high hardness and good thermal hardness of cemented carbide allow the flat bottom reamer to maintain the sharpness and integrity of the cutting edge under high speed and high load cutting conditionsIm Vergleich zu gewöhnlichen Reamern reduziert es die Werkzeugwechselfrequenz erheblich, verbessert die Bearbeitungseffizienz, senkt die Werkzeugkostenmit einer Breite von mehr als 20 mm,. Kleine Schneidkraft: vernünftige Werkzeuggeometrieparameter, mit den Vorteilen des Karbidmaterials, so dass es während des Schneidens glatt schneidet, geringe Schneidkraft,kann den Maschinenstromverbrauch verringern, die Verformung des Werkstücks reduzieren, besonders geeignet für dünnwandige, leicht verformbare Teile der Bohrmaschinenbearbeitung.