Ricerca sul processo di lavorazione della filettatura dei giunti di tubi in leghe di titanio

I giunti per tubi in lega di titanio sono connettori principali nei sistemi di tubazioni e l'affidabilità delle connessioni filettate determina direttamente la sicurezza e la stabilità del sistema. Tuttavia,lega di titanioha scarsa lavorabilità, con problemi quali basso modulo elastico, elevata resistenza al taglio, bassa conduttività termica, facile incrudimento e adesione dell'utensile, portando numerose sfide alla lavorazione della filettatura.

 

 

1. Elevata resistenza al taglio e facile incrudimento

La lega di titanio ha un'elevata resistenza e resistenza alle alte-temperature, con conseguenti grandi forze di taglio durante la lavorazione. La durezza dello strato indurito superficiale raggiunge 1,5~2 volte quella della matrice, il che aggrava l'usura dell'utensile e persino la rottura dell'utensile.

 

2. Conduttività termica estremamente scarsa

L'accumulo del calore di taglio provoca l'usura ad alta-temperatura e la deformazione dell'utensile, oltre ad innescare la trasformazione di fase della lega di titanio, influenzando le proprietà meccaniche della filettatura.

 

3. Forte adesione dell'utensile

La lega di titanio ha una forte attività chimica a temperature di taglio elevate e si lega facilmente all'utensile per formare bordi di riporto-, con conseguenti bave e graffi sulla filettatura, riducendo la precisione e accelerando la perdita dell'utensile.

 

4. Controllo difficile della precisione del filo

A causa del suo basso modulo elastico, il materiale è soggetto a deformazioni elastiche e ritorni elastici di scarico durante la lavorazione, con conseguenti deviazioni dimensionali. La maggior parte di essi sono filettature di precisione come MJ, che hanno requisiti rigorosi su passo, profilo della filettatura e diametro primitivo, aumentando la difficoltà.

 

 

 

1.Selezione dello strumento

Materiale: La scelta migliore sono i materiali con elevata durezza, resistenza all'usura, resistenza alle alte temperature e stabilità chimica. I materiali comunemente utilizzati includono carburo cementato (per velocità medie e basse, basso costo), CBN (per velocità elevate, elevata fragilità) e PCD (per finitura, prezzo elevato).

 

Parametri: Ampio angolo di spoglia e angolo di scarico, raggio del tagliente ragionevole, precisione qualificata del profilo della filettatura + rettifica di precisione del tagliente.

 

Flauto di trucioli: Design con ampio angolo dell'elica + ampia scanalatura per ottenere una rapida evacuazione del truciolo, prevenendo l'accumulo di calore e i graffi.

 

2.Ottimizzazione dei parametri di lavorazione

Velocità di taglio: Una velocità eccessivamente elevata favorisce l'aumento della temperatura, il danneggiamento dell'utensile e la trasformazione della fase del materiale; una velocità eccessivamente bassa comporta una bassa efficienza e un aumento dell'incrudimento. Per gli utensili in metallo duro, la velocità è di 5-20 m/min; per gli utensili CBN è 20-40 m/min.

 

Velocità di avanzamento: Bilanciamento di efficienza e qualità, impostato in base al tono. Per lavorazioni di sgrossatura: 0,15-0,3 mm/giro (per un'efficiente rimozione del materiale); per finitura: 0,05-0,15 mm/giro (per garantire precisione e finitura superficiale). Una velocità di avanzamento eccessivamente elevata tende ad aumentare la forza di taglio e il calore, con conseguenti superfici ruvide e scheggiature dell'utensile; una velocità di avanzamento eccessivamente piccola porta a una bassa efficienza e ad un attrito eccessivo.

 

Profondità di taglio: Adottare un taglio a strati per evitare una forza di taglio eccessiva. Per lavorazioni di sgrossatura: 0,2-0,5 mm per passata; per la finitura: 0,05-0,1 mm per passata, riducendo l'impatto dell'incrudimento.

 

3.Selezione dei metodi di lavorazione

Girando: Adatto per filettature interne ed esterne di parti di albero/manicotto. La tornitura CNC garantisce precisione con la lavorazione passo-dopo-passo; per le filettature interne sono necessari strumenti ad alta-rigidità.

 

Fresatura: Adatto per parti complesse, con vantaggi significativi nella lavorazione di filettature a passo largo/multi-inizio/speciali-e filettature interne con fori profondi-. Controllare l'entrata e l'uscita dell'utensile per prevenire difetti.

 

Maschiatura/fustellatura: Adatto per filettature di piccole-dimensioni che richiedono utensili speciali + raffreddamento e lubrificazione. La maschiatura vibrante è preferibile per ridurre l'adesione dell'utensile.

 

4.Misure di raffreddamento e lubrificazione

Fluido da taglio: richiede buone prestazioni di raffreddamento e lubrificazione e stabilità chimica, suddivisi in tipi a base di olio-(lubrificazione forte) e tipi solubili in acqua-(raffreddamento forte), selezionati secondo necessità.

 

Metodo di lubrificazione: Iniezione di olio precisa ad alta-pressione; gli strumenti di raffreddamento interno vengono utilizzati per le filettature interne-fori profondi.

 

 

1. Controllo del processo

Controllare rigorosamente il serraggio per evitare deformazioni, sostituire regolarmente gli strumenti usurati, controllare la temperatura ambiente; utilizzare SPC per il monitoraggio della qualità nella produzione di massa.

2. Controllo dimensionale

È necessario controllare il passo, l'angolo della filettatura, il diametro primitivo, ecc. Per una precisione generale, utilizzare tamponi/calibri ad anello; per l'alta precisione utilizzare proiettori e macchine di misura a coordinate (CMM); controllare rigorosamente gli errori cumulativi e di passo.

 

3.Ispezione della superficie

La rugosità superficiale Ra inferiore o uguale a 1,6μm, verificare la presenza di sbavature, graffi e crepe; ispezionare lo strato indurito per evitare impatti sulla resistenza alla fatica.

 

Le materie prime per la produzione di giunti per tubi in titanio

 

 

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