Титан – один из самых прочных и легких металлов в мире. На практике чаще всего используется не чистый титан, а его сплавы, которые легче поддаются механической обработке. По трудоемкости процесс их сверления подобен сверлению нержавеющих сталей, то есть трудность их обработки в 4-5 раз выше, чем обычной углеродистой стали. Но основная проблема, существенно осложняющая обработку, заключается в склонности титана к налипанию на сверло.
Однако, при условии использования правильного инструмента, соблюдения скоростного режима и применения определенных знаний в этой области, даже такой труднообрабатываемый металл как титан поддается сверлению. При обработке любого титанового сплава необходимо соблюдать три главных правила:
- Процесс сверления должен выполняться на низких скоростях.
- Использование только острого инструмента из быстрорежущих или твердых сплавов.
- Применение принудительного охлаждения жидкими составами.
Титан, будучи вдвое легче железа, по прочности превосходит многие стали, из-за чего его обработка требует больших энергозатрат. Дополнительные трудности создает низкая теплопроводность сплавов. В процессе обработки выделяется тепло, которое не успевает распределиться по всей заготовке. В результате в области сверления происходит расширение металла, который оказывает давление на инструмент. Вместе с этим наблюдается налипание стружки на сверло, повышается сила трения и происходит выброс тепловой энергии. Все это может привести к заклиниванию инструмента и даже к его расплавлению.
Снижение температуры в зоне сверления
Важную роль при обработке титановых сплавов резанием имеет обильное принудительное охлаждение места обработки водой или водной эмульсией (СОЖ) с высокими смазочными свойствами. При большой глубине отверстий, недостаточно просто поливать жидкостью заготовку в месте обработки. Сверло или фрезу необходимо периодически выводить из изделия, очищать отводящие канавки от стружки и заливать отверстие водой.
Выбираем скоростной режим
Сверление титана на низких оборотах позволит избежать излишнего перегрева и уменьшить налипание стружки на режущую ленточку сверла. Сверление выполняют с достаточно большим нажимом, так как большая подача в меньшей степени влияет на уровень нагрева и износ сверла, чем скорость. Таким образом, сверление титановых сплавов выполняется на низкой скорости при большой подаче. Высокие силы резания могут привести к вибрации инструмента, поэтому необходимо принять меры по повышению жесткости закрепления заготовки и сверла.
Виды сверл для титана
Не менее важен правильный выбор инструмента. Он должен обладать повышенной твердостью, красностойкостью и износостойкостью. Отлично подойдут твердосплавные сверла из стали марок ВК4, ВК8, ВК6М, ВК10М или из быстрорежущей стали Р18, Р9К5, Р9М4К8, Р6М5К5 твердостью HRC≥ 63 с острой заточкой, которые используются для труднообрабатываемых сталей. Если режущая кромка сверла затупилась, необходимо заменить или заточить инструмент. Восстановление режущих свойств выполняют по главной задней поверхности на специальных точильных станках или приспособлениях. Применение укороченных сверл позволит минимизировать вибрацию и осевые отклонения инструмента.
Таким образом, особенные свойства титана требуют особого подхода к процессу сверления. Одними из самых легкообрабатываемых титановых сплавов являются ВТ1-0 и ВТ6, которые широко используются при производстве пластин, прутков, крепежных изделий. Большой выбор болтов, винтов и гаек из титана представлен в разделе «Титановый крепеж».
