Pourquoi est-il difficile de traiter le titane par découpe au fil ?

Si vous voulez l'usinage CNC du titane , les gens ont souvent besoin de plus de temps pour réfléchir à la façon dont l'usinage des alliages de titane sera plus facile. Parce qu'il a toujours été difficile de traiter les alliages de titane par coupe au fil , la coupe au fil est la meilleure méthode de traitement. Alors, pourquoi est-il difficile de traiter les alliages de titane par découpe au fil ?

Pour résoudre ce problème, nous devons d'abord comprendre certaines propriétés métalliques courantes des alliages de titane.

Qu'est-ce qu'un alliage de titane ?

Le titane est un nouveau type de métal. La performance du titane est liée à la teneur en impuretés telles que le carbone, l'azote, l'hydrogène et l'oxygène. L'iodure de titane le plus pur a une teneur en impuretés ne dépassant pas 0,1%, mais il a une faible résistance et une grande plasticité. Les propriétés du titane pur industriel à 99,5 % sont la densité ρ=4,5 g/cm ³ , point de fusion 1725℃, conductivité thermique λ=15.24W/(m. K), résistance à la traction σb=539MPa, allongement δ=25%, section Taux de retrait ψ=25%, module élastique E=1.078×105MPa, dureté HB195.

Quelles sont les propriétés des alliages de titane ?

• Résistance spécifique élevée

La densité de l'alliage de titane est généralement d'environ 4,51 g/cm ³ , qui n'est composé que de 60 % d'acier. La densité du titane pur est proche de celle de l'acier ordinaire, et certains alliages de titane à haute résistance dépassent la résistance de nombreuses tôles structurelles en alliage d'acier. Par conséquent, la résistance spécifique (résistance/densité) de l'alliage de titane est bien supérieure à celle des autres matériaux structurels métalliques, et des pièces avec une résistance unitaire élevée, une bonne rigidité et un poids léger peuvent être produites. Les alliages de titane sont utilisés dans les composants, les squelettes, les revêtements, les fixations et les trains d'atterrissage des moteurs d'avion, ainsi que dans certains composants aérospatiaux.

• Haute résistance thermique

La température de fonctionnement est supérieure de plusieurs centaines de degrés à celle des alliages d'aluminium, et la résistance requise peut encore être maintenue à des températures modérées. Il peut fonctionner longtemps à une température de 450 à 500 °C, tandis que la résistance spécifique des alliages d'aluminium diminue considérablement à 150 °C. La température de travail de l'alliage de titane peut atteindre 500 ℃ et la température de travail de l'alliage d'aluminium est inférieure à 200 ℃.

• Bonne résistance à la corrosion

L'alliage de titane fonctionne dans une atmosphère humide et un milieu d'eau de mer, et sa résistance à la corrosion est bien meilleure que l'acier inoxydable; il présente une résistance particulièrement forte à la corrosion par piqûres, à la corrosion acide et à la corrosion sous contrainte; Les marchandises, l'acide nitrique, l'acide sulfurique, etc. ont une excellente résistance à la corrosion. Cependant, le titane a une faible résistance à la corrosion dans les milieux contenant de l'oxygène réducteur et des sels de chrome.

• Bonne performance à basse température

Les alliages de titane peuvent toujours conserver leurs propriétés mécaniques à des températures basses et ultra-basses. À des températures extrêmement basses, les alliages de titane avec des éléments interstitiels extrêmement faibles, tels que TA7, peuvent encore conserver une certaine plasticité à -253 °C. Par conséquent, l'alliage de titane est également un matériau structurel important à basse température.

• Activité chimique élevée

Le titane a une activité chimique élevée et produit de fortes réactions chimiques avec O, N, H, CO, CO₂ , vapeur d'eau, ammoniac, etc. dans l'atmosphère. Lorsque la teneur en carbone est supérieure à 0,2 %, un TiC dur va se former dans l'alliage de titane; lorsque la température est élevée, une couche superficielle dure de TiN se formera également lors de son interaction avec N; lorsque la température est supérieure à 600 ℃, le titane absorbe l'oxygène pour former une couche durcie à haute dureté; Une teneur accrue en hydrogène formera également une couche de fragilisation. La profondeur de la couche superficielle dure et cassante produite par le gaz absorbant peut atteindre 0,1 à 0,15 mm, et le degré de durcissement est de 20 % à 30 %. L'affinité chimique du titane est également importante et il adhère facilement à la surface de friction.

• Faible conductivité thermique

La conductivité thermique du titane λ =15,24 W/(m. K) est d'environ 1/4 de nickel, 1/5 de fer, 1/14 d'aluminium, et la conductivité thermique de divers alliages de titane est d'environ 1/4 de celle de titane. en baisse de 50 %. Le module d'élasticité de l'alliage de titane est d'environ 1/2 de celui de l'acier, sa rigidité est donc faible et facile à déformer, il ne convient donc pas pour fabriquer des tiges minces et des pièces à parois minces.

Résumer

Par conséquent, selon les propriétés métalliques ci-dessus des alliages de titane, nous pouvons savoir que le titane est un métal à haute résistance, haute dureté, haute résistance à la chaleur et faible conductivité thermique. Ensuite, le processus de coupe du fil passe par le phénomène de corrosion électrique, la décharge à haute fréquence entre le fil de molybdène et la pièce, et la haute température instantanée fait fondre le métal pour la coupe.

Le titane métallique est très stable dans l'air à température ambiante. Ce n'est que lorsqu'il est chauffé à haute température pendant un certain temps qu'il changera de couleur, et le plus important est de devenir bleu. C'est principalement parce que lorsque le titane métallique est chauffé dans l'air, il s'oxyde avec de l'oxygène pour former un film d'oxyde dense.

Cette couche du film d'oxyde peut non seulement protéger la surface du titane métallique, mais également la source fondamentale du changement de couleur du titane. L'équation de réaction de l'oxydation du titane est Ti+O₂ ==TiO₂ , et la condition de réaction est un chauffage à haute température (c'est-à-dire la couche affectée par la chaleur des deux côtés de la fente de coupe du fil). Lorsque la température de chauffage est basse, le film d'oxyde sur la surface de titane est presque transparent, ce qui est difficile à percevoir à l'œil nu, mais lorsque la température augmente, le film d'oxyde dans le pot s'épaissit progressivement et interfère avec la lumière. Différentes couleurs apparaissent dans les yeux humains. Par conséquent, l'épaisseur du film d'oxyde détermine la couleur de la surface en titane.