Qual é a análise completa do processo para usinagem de precisão de chapas de liga de titânio?

A liga de titânio é propensa a arestas postiças e endurecimento durante a usinagem.Folhas finastambém sofrem de deformação e problemas de retorno elástico. Para componentes de chapas de liga de titânio de precisão, é necessário um processo tecnológico completo, que vai desde a inspeção da matéria-prima até o teste do produto acabado, para garantir a precisão dimensional e a qualidade da superfície.

 

 

1. Inspeção de Folha de Entrada

Verifique o grau do material, o número do forno e os certificados do material. Realize inspeção de amostragem quanto à aparência, espessura e planicidade. Testes ultrassônicos devem ser realizados quando necessário para detectar defeitos internos, como porosidade, inclusões e delaminação, de modo a evitar que defeitos de matéria-prima fluam para processos subsequentes.

 

2. Nivelamento e limpeza de folhas

Folhas finas de liga de titânio tendem a deformar após a laminação. Planicidade correta com niveladores de chapa de titânio para fins especiais. Remova óleo de rolamento, poeira e adesivo residual por meio de desengorduramento e limpeza para evitar contaminação e porosidade em operações subsequentes de corte e soldagem. Seque bem após a limpeza.

 

3. Alívio do estresse

Para chapas finas de grande porte e peças de trabalho com grandes tolerâncias de usinagem, o recozimento com alívio de tensão em baixa temperatura pode ser adotado para reduzir a tensão residual de laminação e mitigar a deformação da usinagem.

 

 

1. Corte a laser de fibra

Uma solução convencional de supressão de precisão. Aplicável a chapas de titânio com espessura de 0,5-10 mm. Oferece corte estreito, pequena zona afetada pelo calor e alta precisão de corte de contorno.
Principais pontos de processamento: Use argônio de alta pureza como gás de proteção para evitar que o titânio absorva hidrogênio, oxigênio e nitrogênio em altas temperaturas, o que, de outra forma, causaria bordas de corte quebradiças e de cor azulada devido à oxidação.

 

2. Corte a jato de água

Livre de deformação térmica; adequado para chapas grossas e componentes que não exigem nenhum dano térmico. Sua desvantagem reside na rugosidade relativamente alta da aresta, que exige usinagem de acabamento posterior.

 

3. Usinagem de descarga de eletrodo de fio (WEDM)

Usado para produção de pequenos lotes de contornos especiais de ultraprecisão. Ela apresenta baixa eficiência e não é adequada para estampar folhas de grandes áreas.

Após o corte, remova escórias e rebarbas nas bordas da peça e realize a inspeção preliminar das dimensões e do estado de oxidação da aresta de corte.

 

 

• Sequência do processo: A dobra e a conformação superficial são realizadas após o corte.
• Controle de retorno elástico: A liga de titânio apresenta retorno elástico muito maior do que o aço inoxidável. O cálculo da compensação de retorno elástico deve ser realizado antes da flexão.
• Requisitos do molde: Os moldes de dobra devem ser polidos para evitar arranhões nas superfícies das chapas.
• Processo de conformação: Controle a velocidade de conformação para evitar tensão residual excessiva induzida pelo trabalho a frio.
• Requisitos de inspeção: Realize inspeção de amostragem de dimensões angulares e gerais após a conclusão da conformação.

 

 

• Ferramentas de corte

Ferramentas de metal duro são preferidas; ferramentas diamantadas podem ser usadas em determinados cenários. Mantenha as arestas de corte afiadas para evitar o endurecimento por trabalho.

• Parâmetros de corte

Adote baixa velocidade de corte e avanço moderado. Aplique resfriamento e lubrificação suficientes para evitar arestas postiças causadas por altas temperaturas.

• Fixação

Use mandris a vácuo ou ferramentas flexíveis multiponto para chapas finas para reduzir a tensão de fixação e evitar empenamento das chapas.

• Usinagem de Furos

Arestas queimadas e postiças ocorrem frequentemente na perfuração. Adote perfuração passo a passo e alargamento com resfriamento contínuo e fornecimento de gás.
Principais pontos de controle na usinagem: tolerância dimensional, planicidade, paralelismo e remoção de rebarbas.

 

 

1.Rebarbação

Acabamento vibratório, polimento com escova de náilon e corte fino manual são aplicáveis. A retificação grosseira que causa superaquecimento local deve ser estritamente proibida para evitar a geração de camadas superficiais oxidadas.

 

2. Processos de superfície opcionais

- Decapagem: Remove incrustações de óxido geradas em processos de alta temperatura. Controle a duração da decapagem para evitar corrosão excessiva.
- Jateamento de areia: Use areia cerâmica de grão fino para melhorar o estado de tensão da superfície e a resistência ao desgaste. O jato de areia sem poeira está disponível para componentes médicos.
- Polimento: Acabamento escovado ou polimento espelhado, amplamente aplicado em enfeites de alta qualidade e peças médicas.
- Anodização: Gera filmes densos de óxido para maior resistência à corrosão, bem como aparências coloridas.

 

 

As peças de chapa de liga de titânio de precisão retêm a tensão residual do corte e da conformação. Pode ocorrer deformação lenta durante o armazenamento e prejudicar a estabilidade dimensional.
Execute o recozimento de alívio de tensão a vácuo em baixa temperatura após a usinagem de acabamento e antes da inspeção final.

 

⚠️ Evite temperaturas excessivamente altas, que provocariam o crescimento dos grãos e a deterioração das propriedades mecânicas. Todo o processo de tratamento térmico deve ser conduzido sob proteção de gás inerte para evitar oxidação e contaminação.

 

 

1.Limpeza

A limpeza ultrassônica é adotada para remover resíduos de fluido de corte e pó de polimento, seguida de secagem. Padrões de limpeza mais elevados se aplicam a produtos médicos e de joalheria.

 

2. Inspeção Dimensional

Detecte tolerâncias geométricas e posicionais com paquímetros, micrômetros, medidores de altura e máquinas de medição por coordenadas (CMM).

 

3. Inspeção de superfície

Inspeção visual mais verificação de diferença de cor quanto a oxidação e rachaduras. O Teste Penetrante (TP) deve ser realizado em peças críticas.

 

4. Arquivamento de Documentos

Registre números de lote, parâmetros de processo e relatórios de inspeção para criar documentação rastreável em conformidade com os requisitos de rastreabilidade para comércio exterior, dispositivos médicos e indústrias aeroespaciais.

 

 

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