Каковы особенности обрабатываемости титановых сплавов лезвийным и абразивным инструментом? Рекомендации

Титановые сплавы являются одними из самых перспективных конструкционных материалов, применение которых определяет технический прогресс во многих отраслях народного хозяйства. Но широкое и эффективное применение сплавов сдерживается в определенной степени их плохой обрабатываемостью шлифованием. По сравнению с железоуглеродистыми и легированными сталями и сплавами при шлифовании титановых сплавов инструмент изнашивается в десятки раз быстрее.

Основной причиной плохой обрабатываемости титановых сплавов является высокая активность титана, который способен вступать в химическое, диффузионное и адгезионное взаимодействие с абразивным материалом [1]. Поэтому, для улучшения обрабатываемости шлифованием необходимо создавать условия, препятствующие этому взаимодействию, что обеспечивается, в том числе и правильным выбором СОЖ.

За интенсивность физико-химического взаимодействия титана с абразивным материалом в большей степени ответственно смазывающее действие СОЖ или способность образовывать в зоне контакта смазочные пленки. Смазочные пленки не только препятствуют непосредственному контакту ювенильных поверхностей абразивного материала и металла, но и снижают мгновенную контактную температуру по сравнению со шлифованием всухую, следовательно, химическую активность взаимодействующих материалов.

В таблице 1 приведены в хронологической последовательности составы СОТС, рекомендованные в различное время для шлифования титановых сплавов [1,2].

Первоначально использовали СОЖ с присадкой нитрита натрия. Применение NaNO₂ объясняется его большой активностью, способностью вступать во взаимодействие с металлом и давать на его поверхности прочные оксидные пленки. Впоследствии стали использовать более активные присадки, в частности, роданид железа, олеиновую кислоту, присадки, содержащие серу, йод и хлор, которые способны вступать в химическое взаимодействие с титаном. В практике шлифования наибольшее распространение получила водная СОЖ с присадкой калия фосфорнокислого трехзамещенного. При обработке на чистовых режимах используются масляные СОЖ с химически активными серой и галогеносодержащими присадками.

Таблица 1