Barra de titânio a retificação é o processo central na usinagem de precisão de barras de titânio. O processo principal envolve a remoção do excesso de material por meio de retificação com um rebolo para melhorar a precisão dimensional e a qualidade da superfície. Isto requer a superação de desafios como a baixa condutividade térmica do titânio, a facilidade de oxidação e a tendência de aderir às ferramentas de corte. O processo típico abrange quatro etapas principais: preparação pré{3}}de retificação, retificação, acabamento e pós{4}}processamento e inspeção de qualidade. Segue uma análise detalhada.
I. Preparação pré-de moagem: estabelecendo a base para um processamento estável
Esta etapa determina a eficiência e a qualidade da retificação subsequente, com foco na condição da peça, na seleção do rebolo e na correspondência de parâmetros.
Pré-{0}}tratamento da peça
- Fonte da peça: Normalmente barras de titânio após forjamento/laminação. Eles são primeiro usinados ou descascados para remover incrustações de óxido da superfície, rachaduras e a -camada fragilizada, deixando uma margem de retificação de 0,3-1,0 mm.
- Tratamento térmico: O recozimento a vácuo (700-850 graus) é realizado de acordo com o grau da liga (por exemplo, Gr5) para eliminar a tensão residual do trabalho/usinagem a quente e evitar deformações ou rachaduras durante a retificação.
- Limpeza e testes não{0}}destrutivos: limpeza alcalina seguida de decapagem ácida (HF:HNO₃≈1:3-4) é usada para remover óleo, ferrugem e camada superficial da superfície. A profundidade de decapagem é controlada em 10-20 μm. O teste ultrassônico é então realizado para verificar inclusões internas, rachaduras e outros defeitos.
II.Rebolo e seleção de equipamentos
- Material do rebolo: Carboneto de silício verde (GC), CBN (nitreto cúbico de boro) Características: Alta dureza, boa condutividade térmica, reduz a adesão de chips de titânio e queima de superfície, adequado para as características de baixa condutividade térmica do titânio.
- Tamanho do grão do rebolo: malha 60-120 (moagem grossa malha 60-80, moagem fina malha 100-120) Equilibra a eficiência de corte e a rugosidade da superfície, evitando arranhões causados por grão excessivamente grosso.
- Equipamento: Retificadora centerless (mainstream), retificadora cilíndrica. As retificadoras centerless não exigem posicionamento axial, tornando-as adequadas para retificação eficiente e de alto-volume e alcançando precisão de classe H7-H11; As retificadoras cilíndricas são adequadas para formas complexas ou usinagem de peça única de alta-precisão.
III. Processo de moagem: remoção precisa do excesso de material em etapas
O processo envolve o ajuste gradual dos parâmetros por meio de "desbaste → semi{0}}desbaste → acabamento" para equilibrar eficiência e qualidade. Os principais controles são temperatura de retificação, taxa de avanço e condição do rebolo.
Desbaste (etapa de remoção de material)
Objetivo: Remover rapidamente a maior parte do excesso de material, deixando uma margem de 0,05-0,15mm para retificação de semiacabamento, com uma tolerância de diâmetro controlada entre ±0,1-0,2mm.
Semi{0}}acabamento (estágio intermediário)
Objetivo: Corrigir defeitos superficiais de desbaste, refinar ainda mais as dimensões, deixar uma margem de 0,01-0,03 mm para desbaste fino e obter uma rugosidade superficial de Ra menor ou igual a 1,6 μm.
Retificação de precisão (estágio de melhoria de precisão e acabamento superficial)
Objetivo: Alcançar precisão dimensional final (tolerância de diâmetro ±0,005-±0,01mm) e qualidade de superfície (Ra menor ou igual a 0,4-0,8μm, grau médico/aeroespacial pode atingir Ra menor ou igual a 0,2μm).
4. Acabamento e pós{1}}processamento: eliminando defeitos e estabilizando o desempenho
Após a retificação, a tensão superficial e a camada alterada devem ser removidas para garantir a confiabilidade-de longo prazo das hastes de titânio.
Rebarbação e Limpeza: Remova rebarbas das extremidades e degraus usando tecido não-tecido ou um rebolo macio; a limpeza-de alta pressão (maior ou igual a 5MPa) é usada para enxaguar o fluido de moagem residual e detritos da superfície para evitar corrosão.
Tratamento de alívio de tensão: para hastes de titânio de precisão (como aquelas usadas para implantes médicos), o recozimento a vácuo em baixa-temperatura (450-550 graus, mantendo por 2-4 horas) é realizado para eliminar a tensão residual de retificação e evitar deformação durante o uso.
Acabamento de superfície (opcional): hastes de titânio-de grau médico podem ser eletropolidas (HF:HNO₃≈1:4, voltagem 20V) para remover a camada alterada da superfície (espessura > 5μm), reduzindo Ra para 0,1-0,2μm; hastes-de grau aeroespacial podem sofrer oxidação por microarco para melhorar a resistência ao desgaste.
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