Investigación sobre el proceso de mecanizado de roscas de juntas de tuberías de aleaciones de titanio

Las juntas de tuberías de aleación de titanio son conectores centrales en sistemas de tuberías y la confiabilidad de las conexiones roscadas determina directamente la seguridad y estabilidad del sistema. Sin embargo,aleación de titaniotiene mala maquinabilidad, con problemas como bajo módulo elástico, alta resistencia al corte, baja conductividad térmica, fácil endurecimiento por trabajo y adhesión de herramientas, lo que plantea numerosos desafíos al mecanizado de roscas.

 

 

Alta resistencia al corte y fácil endurecimiento por trabajo.: La aleación de titanio tiene alta resistencia y resistencia a altas temperaturas-, lo que genera grandes fuerzas de corte durante el mecanizado. La dureza de la capa superficial endurecida alcanza entre 1,5 y 2 veces la de la matriz, lo que agrava el desgaste de la herramienta e incluso su rotura.

 

Conductividad térmica extremadamente pobre: .La acumulación de calor de corte provoca desgaste y deformación de la herramienta a altas temperaturas-y también desencadena la transformación de fase de la aleación de titanio, lo que afecta las propiedades mecánicas de la rosca.

 

Adhesión severa de la herramienta: La aleación de titanio tiene una fuerte actividad química a altas temperaturas de corte y es fácil de unir con la herramienta para formar-bordes reforzados, lo que produce rebabas y rayones en la rosca, lo que reduce la precisión y acelera la pérdida de la herramienta.

 

Difícil control de la precisión del hilo.: Debido a su bajo módulo elástico, el material sufre fácilmente deformaciones elásticas y descarga de recuperación elástica durante el mecanizado, lo que provoca desviaciones dimensionales. La mayoría de ellos son roscas de precisión como MJ, que tienen requisitos estrictos en cuanto a paso, perfil de rosca y diámetro de paso, lo que aumenta la dificultad.

 

 

 

(I) Selección de herramientas

Material: La mejor opción son los materiales con alta dureza, resistencia al desgaste, resistencia a altas temperaturas y estabilidad química. Los materiales comúnmente utilizados incluyen carburo cementado (para velocidades medias y bajas, bajo costo), CBN (para altas velocidades, alta fragilidad) y PCD (para acabado, precio alto).

 

Parámetros: Gran ángulo de ataque y ángulo de alivio, radio de borde razonable, precisión calificada del perfil de rosca + rectificado de precisión del filo.

 

flauta de chip: Diseño con gran ángulo de hélice + flauta ancha para lograr una rápida evacuación de viruta, evitando acumulación de calor y rayones.

 

(II) Optimización de los parámetros de mecanizado

Velocidad de corte: Una velocidad excesivamente alta provoca fácilmente un aumento de temperatura, daños en las herramientas y transformación de la fase del material; una velocidad excesivamente baja conduce a una baja eficiencia y a un mayor endurecimiento del trabajo. Para herramientas de carburo cementado, la velocidad es de 5 a 20 m/min; para herramientas CBN, es de 20-40 m/min.

 

Tasa de alimentación: Equilibrando eficiencia y calidad, ajustado según el tono. Para mecanizado en desbaste: 0,15-0,3 mm/r (para una eliminación eficiente del material); para acabado: 0,05-0,15 mm/r (para garantizar precisión y acabado superficial). Una velocidad de avance excesivamente grande tiende a aumentar la fuerza de corte y el calor, lo que resulta en superficies rugosas y astillado de la herramienta; Una velocidad de avance excesivamente pequeña conduce a una baja eficiencia y una fricción excesiva.

 

Profundidad de corte: Adopte un corte en capas para evitar una fuerza de corte excesiva. Para mecanizado en desbaste: 0,2-0,5 mm por pasada; para acabado: 0,05-0,1 mm por pasada, lo que reduce el impacto del endurecimiento por trabajo.

 

(III) Selección de métodos de mecanizado

Torneado: Adecuado para roscas internas y externas de piezas de eje/manguito. El torneado CNC garantiza precisión con el mecanizado paso-a-paso; Se requieren herramientas de alta-rigidez para las roscas internas.

 

Molienda: Adecuado para piezas complejas, con importantes ventajas en el procesamiento de roscas de gran-paso/multi-inicio/especial-forma y roscas internas de-agujeros profundos. Controlar la entrada y salida de la herramienta para evitar defectos.

 

Roscado/troquelado: Adecuado para roscas-de tamaño pequeño, que requieren herramientas especiales + refrigeración y lubricación. Se prefiere el roscado por vibración para reducir la adherencia de la herramienta.

 

(IV) Medidas de refrigeración y lubricación

fluido de corte: Requiere un buen rendimiento de refrigeración y lubricación y estabilidad química, divididos en tipos a base de aceite-(lubricación fuerte) y solubles-en agua (enfriamiento fuerte), seleccionados según sea necesario.

 

Método de lubricación: Inyección de aceite precisa a alta-presión; Las herramientas de refrigeración interna se utilizan para roscas internas de-agujeros profundos.

 

 

control de procesos: Controle estrictamente la sujeción para evitar deformaciones, reemplace periódicamente las herramientas desgastadas, controle la temperatura ambiente; Utilice SPC para el control de calidad en la producción en masa.

 

Inspección dimensional: Debe inspeccionar el paso, el ángulo de la rosca, el diámetro del paso, etc. Para una precisión general, utilice calibres de tapón/calibradores de anillo; para alta precisión, utilice proyectores y máquinas de medición de coordenadas (MMC); Controle estrictamente los errores acumulativos y de tono.

 

Inspección de superficies: La rugosidad de la superficie Ra Menor o igual a 1,6 μm, compruebe si hay rebabas, rayones y grietas; Inspeccione la capa endurecida para evitar el impacto en la resistencia a la fatiga.

 

Las materias primas para la producción de juntas de tubos de titanio.

 

 

Ruihang, como fabricante profesional, está especializado en I+D, producción y venta de productos de titanio y aleaciones de titanio. El precio de fábrica competitivo puede abastecer a los clientes. Para obtener más detalles, comuníquese con nosotros a través del correo electrónico:Sam.Rui@bjrh-titanium.com