Tecnologia di sbavatura e finitura superficiale del titanio: metodo di molatura a vibrazione

La lavorazione del titanio tende a produrre bave e graffi che compromettono la sicurezza del prodotto. I processi di sbavatura tradizionali presentano numerosi inconvenienti. La rettifica vibrante consente la finitura integrata in batch- ed è adatta per lavorazioni complesseparti in lega di titanio, ed è un processo chiave nella produzione del titanio.

 

 

1. Principio di funzionamento

Un motore di vibrazione guida il movimento relativo di supporti, pezzi in lavorazione e fluido di macinazione. La rimozione delle bave e la lucidatura vengono completate in un unico passaggio attraverso la burattatura e l'impatto. Rispetto alla finitura a botte, può raggiungere cavità interne di forme complesse e provoca meno collisioni e deformazioni dei pezzi.

 

2. Tipi principali di apparecchiature

• Tipo a vasca vibrante: Recipiente a vasca circolare con motore a vibrazione del fondo. Funzionamento semplice ed elevata versatilità. Più ampiamente utilizzato per l'elaborazione batch di parti di piccole e medie-dimensioni.
• Tipo a vasca vibrante: Corpo lungo della mangiatoia che supporta l'alimentazione continua. Adatto per parti lunghe come barre e tubi in titanio con elevata efficienza di lavorazione.
• Tipo centrifugo: Utilizza la forza centrifuga rotante ad alta-velocità per la finitura rapida di parti di precisione con elevata efficienza.
• Tipo di correnti parassite: Fa sì che i fluidi fluiscano ad alta velocità tramite correnti parassite. Adatto per piccole parti di precisione come viti in titanio con elevata efficienza di lavorazione.

 

 

• Frequenza e ampiezza della vibrazione: Utilizzare l'ampiezza media e la bassa frequenza. Valori eccessivamente elevati causano accumulo di calore e scolorimento dovuto all'ossidazione; valori troppo bassi riducono l'efficienza e non riescono a rimuovere le bave dure.
• Rapporto tra volume del supporto-e-pezzo: Troppo alto aumenta il danno da collisione; un livello troppo basso provoca un'elaborazione non uniforme e una bassa efficienza.
• Tempo di elaborazione: Regolazione graduale: sgrossatura per sbavatura 15–30 min, finitura per riduzione della rugosità 20–40 min, lucidatura a specchio 30–60 min. Una lavorazione eccessiva-porta a deviazioni dimensionali e usura eccessiva; l'elaborazione in corso-non soddisfa i requisiti.
• Controllo della temperatura: Le leghe di titanio si ossidano sopra i 400 gradi . Utilizza fluido di macinazione ad alto- potere lubrificante, adotta la lavorazione intermittente e dota il serbatoio di lavoro di un sistema di raffreddamento forzato.

 

 

1. Selezione dei mezzi di macinazione

• Abrasivo resinoso: Durezza moderata, bassa adesione al titanio, basso aumento di temperatura. Ideale per la levigatura/lucidatura di finitura.
• Abrasivo ceramico: Elevata durezza e forte forza di taglio. Per smerigliatura grossolana per eliminare bave e incrostazioni.
• Supporti in acciaio: Alta densità e forte impatto. Per smussatura e rinforzo superficiale.
• Combinazione di processi consigliata: Sgrossatura con abrasivo ceramico per rimuovere bave/scaglie dure, seguita da molatura di finitura con abrasivo resinoso.

Corrispondenza della forma del supporto: sfere per superfici curve/cavità, triangoli per la sbavatura di bordi affilati-, cilindri per superfici piane/cerchi esterni, coni per piccoli fori/spazi.

 

2. Selezione del fluido di macinazione

Il fluido di macinazione fornisce lubrificazione, raffreddamento, pulizia e prevenzione della ruggine. Leghe di titaniodovereutilizzare un fluido abrasivo neutro ad alto- potere lubrificante: il fluido acido corrode la superficie; il fluido alcalino reagisce con il titanio per formare idruri causando infragilimento. L'elevato potere lubrificante riduce l'attrito, minimizza la generazione di calore e rimuove prontamente i trucioli per impedirne l'incorporamento.

 

 

1. Flusso di processo standard

• Pre-trattamento: rimuovi olio e contaminanti dalla superficie del pezzo.
• Smerigliatura grossolana per sbavatura: rimuovere grandi bave e incrostazioni con abrasivo ceramico.
• Pulizia: separare il pezzo e il supporto, quindi pulire la superficie.
• Rettifica di finitura per riduzione della rugosità: ridurre ulteriormente la rugosità con abrasivo in resina.
• Pulizia: pulire nuovamente il pezzo.
• Lucidatura a specchio: ottieni una finitura a specchio con mezzi lucidanti e brillantante.
• Pulizia finale e asciugatura: pulire e asciugare accuratamente il pezzo in lavorazione.

 

2. Casi applicativi tipici

• Pale-in lega di titanio per motori aeronautici (Ti-6Al-4V): Richiede Ra inferiore o uguale a 0,8 μm per ridurre la resistenza al flusso d'aria. Lavorato in una vibrofinitrice con abrasivo in resina sferica da 5 mm, frequenza 1200 cicli/min, ampiezza 2 mm, 45 min, rapporto materiale-/pezzo 5:1. Ra ridotto da 3,2 μm a 0,6 μm; bave completamente rimosse; precisione del contorno ±0,02 mm; l'efficienza del flusso d'aria è aumentata del 5%.
• Viti ossee mediche in lega di titanio: Richiedono elevata biocompatibilità e finitura superficiale. Lavorato in una finitrice centrifuga con abrasivo in resina conica da 3 mm, 2000 giri/min, 30 min, fluido di macinazione neutro di grado medico-. Ra ridotto da 2,5 μm a 0,3 μm; senza sbavature- e graffi-senza; il tasso di successo dell’impianto clinico è aumentato del 10%.

 

 

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