Bewerkingstechnieken en oppervlakte-integriteitscontroletechnologie voor titaniumlegeringen in de lucht- en ruimtevaart

Analyse van verspaningsprocessen voor titaniumlegeringen op basis van verspaningseigenschappen, gereedschappen, opspanning en snijparameters, met een introductie tot technieken voor oppervlakte-integriteitscontrole

Senior Engineer Huang Qiang

1. Inleiding

De vraag naar titaniumlegeringen in de luchtvaartindustrie is de afgelopen jaren aanzienlijk toegenomen. Titaniumlegeringen worden veel gebruikt in grote vliegtuigen. Als uitstekend fabricagemateriaal voor vliegtuigen en motoren, hebben titaniumlegeringen een hoge structurele sterkte, een laag gewicht en een goede corrosiebestendigheid. De verspaning van titaniumlegeringsmaterialen resulteert vaak in een slechte oppervlakte-integriteit van het werkstuk na verspaning. Hieronder worden de verspaningsmethoden en oppervlakte-integriteitscontroletechnologieën voor titaniumlegeringen in de lucht- en ruimtevaart geïntroduceerd vanuit de aspecten van verspaningseigenschappen, snijgereedschappen, selectie van opspanning en snijparameters.

2. Eigenschappen en toepassingen van titaniumlegeringen

In de luchtvaartindustrie worden titaniumlegeringen voornamelijk gebruikt voor de productie van componenten zoals compressorplaten, holle ventilatorbladen, turbinewielen en behuizingsschalen, evenals structurele onderdelen zoals landingsgestellen van grote vliegtuigen, buitenste vleugeldelen, rompbeplating, deuren, hydraulische systemen en achterste rompsecties. Momenteel is het gebruikspercentage van titaniumlegeringen in de luchtvaartindustrie gestegen van 6% naar meer dan 15%. De Boeing 777 gebruikt 7%–9% titaniumlegeringsonderdelen; om een vermindering van 20% in brandstofverbruik te bereiken, werd ongeveer 2 miljard RMB geïnvesteerd in de ontwikkeling van de Boeing 787, specifiek voor het onderzoeken van de vervanging van aluminiumlegeringen door titaniumlegeringen in bepaalde delen van het vliegtuig, wat resulteerde in een titaniumlegeringsgehalte van 15% in de Boeing 787-romp. In binnenlandse grote vliegtuigprojecten is het gebruik van titaniumlegeringen geleidelijk toegenomen van 4,8% in de regionale jet ARJ21 tot meer dan 9% in de trunkliner C919.

De eisen voor structurele gewichtsvermindering en hoge sterkte in de luchtvaartsector maken het steeds afhankelijker van titaniumlegeringen. Op basis van sterkte en prestaties bij hoge temperaturen kunnen titaniumlegeringen worden ingedeeld in α titaniumlegeringen, β titaniumlegeringen, α+β titaniumlegeringen en titanium-aluminium intermetallische verbindingen, waarvan α+β titaniumlegeringen (zoals Ti6Al4V) het meest worden gebruikt. α titaniumlegeringen hebben een goede thermische lasbaarheid en sterke oxidatiebestendigheid, maar gemiddelde taaiheid; β titaniumlegeringen hebben een betere vervormbaarheid, koudvervormbaarheid en warmtebehandelingsversterkingscapaciteit; α+β titaniumlegeringen bezitten een goede taaiheid, zijn lasbaar en kunnen worden versterkt door warmtebehandeling, en hebben een goede weerstand tegen vermoeidheid.

De materiaalsamenstelling van Ti6Al4V omvat voornamelijk Ti, Al, V, Fe, O, C, Si, Cu en kleine hoeveelheden N, H, B en Y. Titaniumlegeringen hebben uitstekende uitgebreide mechanische eigenschappen, een lage dichtheid en een goede corrosiebestendigheid. Als een hoogwaardig legeringsmateriaal zijn ze continu gepromoot voor gebruik in straalmotoren en de luchtvaartindustrie. De hoge temperaturen en hoge snijkrachten tijdens de verspaning van titaniumlegeringen leiden echter tot ernstige werkharding op het bewerkte oppervlak, waardoor de gereedschapsslijtage wordt verergerd en de verspanbaarheid wordt verminderd. Deze factoren zijn nadelig voor het bereiken van een goede oppervlaktekwaliteit en beïnvloeden de levensduur van titaniumlegeringscomponenten en de motorprestaties. Hieronder worden, met Ti6Al4V als onderzoeksobject en in combinatie met ervaring opgedaan in de productiepraktijk, de snijprestaties, verspaningsmethoden en oppervlakte-inspectietechnieken voor titaniumlegeringsonderdelen geïntroduceerd.

3. Verspaningsmethoden voor titaniumlegeringen

3.1 Gereedschapsselectie

Gereedschapsmaterialen voor het verspanen van titaniumlegeringen moeten eigenschappen hebben zoals goede taaiheid, warmtehardheid, warmteafvoer en slijtvastheid. Bovendien moeten gereedschappen voldoen aan eisen zoals scherpe snijkanten en een glad oppervlak. Bij het verspanen van titaniumlegeringsmaterialen hebben hardmetalen gereedschappen met een goede thermische geleidbaarheid en hoge sterkte de voorkeur, met een kleine spaanhoek en een grote vrijloophoek. Om afsplintering en breuk van de gereedschapspunt te voorkomen, moet de snijkant aan de punt een afgeronde overgang hebben. De snijkant moet tijdens het verspanen scherp worden gehouden om tijdige spaanafvoer te vergemakkelijken en spaanafzetting te voorkomen.

Bij het verspanen van titaniumlegeringen, om affiniteitsreacties tussen het gereedschapssubstraat/de coating en de titaniumlegering te voorkomen, die de gereedschapsslijtage zouden versnellen, worden titaniumhoudende carbides en gereedschappen met titaniumgebaseerde coatings over het algemeen vermeden. Jarenlange productiepraktijk heeft uitgewezen dat hoewel titaniumhoudende carbidegereedschappen gevoelig zijn voor adhesie en slijtage, ze uitstekende anti-diffusieslijtage-eigenschappen bezitten, vooral bij hoge-snelheidssnijden, waar hun prestaties aanzienlijk beter zijn dan die van YG-type carbidegereedschappen.

Grote wereldwijde gereedschapsfabrikanten hebben snijplaten geïntroduceerd die specifiek zijn bedoeld voor het verspanen van titaniumlegeringsonderdelen. Continue verbeteringen in gereedschapsmaterialen en coatingmaterialen hebben de snij-efficiëntie van titaniumlegeringsmaterialen verbeterd en de ontwikkeling van de titaniumlegeringsindustrie bevorderd. Zo zijn de IC20-platen van ISCAR, met scherpe snijkanten, geschikt voor het afwerken van titaniumlegeringswerkstukken. De IC907-platen verbeteren de slijtvastheid effectief, geschikt voor voorbewerken en semi-afwerken. De CP200 en CP500 van SECO voor het verspanen van titaniumlegeringen zijn materialen met een hoge hardheid en ultrafijne korrel met behulp van Physical Vapor Deposition (PVD)-technologie. De WSM30, WSM20 en WAM20 van Walter, met behulp van TiCN-, TiAlN-, TiN- en Al₂O₃-coatings, bieden een sterke weerstand tegen vervorming en slijtage. Veelgebruikte gereedschappen en coatings voor het verspanen van titaniumlegeringen worden weergegeven in tabel 1.

Volgens statistieken is de luchtvaartindustrie grotendeels afhankelijk van geïmporteerde gereedschappen, en de afhankelijkheid is nog groter voor moeilijk te verspanen materialen zoals titaniumlegeringen. Daarom is het bevorderen van de ontwikkeling en toepassing van binnenlandse gereedschappen en coatingmaterialen een effectieve manier om het probleem van het verspanen van titaniumlegeringen in China fundamenteel op te lossen.

3.2 Gereedschapsslijtage en oplossingen

Bij het verspanen van titaniumlegeringen bij hoge snijsnelheden en grote snedediepten vormt zich een kraterslijtage (slijtage aan de spaanvlak) op het spaanvlak op het punt van de hoogste snijtemperatuur, met een duidelijke land tussen de krater en de snijkant. De breedte en diepte van de krater nemen geleidelijk toe naarmate de slijtage vordert, waardoor de stijfheid van de snijkant afneemt, wat mogelijk kan leiden tot afsplintering als het gereedschap verder wordt gebruikt. Elektronenmicrofoto's van plaatjeslijtage worden weergegeven in figuur 1.

a) Kraterslijtage met afsplinteringsverschijnsel.    b) Slijtage aan de flank

c) Opgebouwde snijkant

Tijdens het verspanen van titaniumlegeringen veroorzaakt ernstige wrijving tussen de plaat en het werkstuk slijtage aan het vrijloopvlak nabij de snijkant, waardoor een klein slijtland ontstaat met een vrijloophoek van nul, bekend als flankslijtage. Bovendien neemt, als gevolg van werkharding van titaniumlegeringen, de snijdikte aan de gereedschapneus op de kleine snijkant geleidelijk af, waardoor de snijkant wegglijdt, wat ook leidt tot aanzienlijke slijtage aan het vrijloopvlak.

Nadat gereedschapsslijtage optreedt, kunnen snijparameters zoals snijsnelheid en voeding worden aangepast door de spaansmorfologie en -kleur te observeren, evenals de machinekracht, het geluid en de trillingen, om abnormale slijtage aan het spaanvlak te beheersen. Het gebruik van geometrieën met een positieve spaanhoek, het selecteren van slijtvaste plaatmaterialen of coatings, kan de standtijd van het gereedschap verbeteren.

Opgebouwde snijkant (BUE) is gevoelig voor vorming tijdens het verspanen van titaniumlegeringen. Wanneer de BUE stabiel is, kan deze het gereedschap beschermen door te fungeren als de snijkant. Wanneer de BUE echter tot een bepaalde omvang groeit, strekt de top zich uit voorbij de snijkant, waardoor de werkelijke spaanhoek toeneemt. De ophoping en het loslaten van de BUE beïnvloeden direct de verspaningsnauwkeurigheid. BUE-fragmenten die zich hechten aan het bewerkte oppervlak van de titaniumlegering vormen harde plekken en bramen, wat de oppervlaktekwaliteit beïnvloedt. Het onregelmatige afstoten en regenereren van BUE veroorzaakt schommelingen in de snijkracht, wat leidt tot getril en de standtijd van het gereedschap beïnvloedt. Veelgebruikte methoden in de productiepraktijk om BUE-vorming bij het snijden van titaniumlegeringen te verminderen of te voorkomen, zijn onder meer: het verhogen van de snijsnelheid, het geleidelijk verhogen van de snedediepte tot het optimum; het gebruik van PVD-gecoate plaatmaterialen; het gebruik van hogedrukkoelsystemen, enz.

Bij snijbewerkingen is het contactoppervlak tussen de spaan en het spaanvlak klein vanwege de lage plasticiteit van titaniumlegeringen, en gereedschapsslijtage treedt voornamelijk op aan het spaanvlak van de draaigereedschap. Daarom moeten snijplaten worden geselecteerd met een kleine spaanhoek, typisch 0° tot 5°. Een kleine spaanhoek vergroot effectief het contactoppervlak tussen de spaan en het spaanvlak, waardoor de warmte die zich in de buurt van de snijkant concentreert, wordt afgevoerd. Het selecteren van een vrijloophoek van 5° tot 10° kan de wrijving tussen het gereedschap en het onderdeel verminderen. Het kiezen van een V-vormige contactoppervlakcombinatie tussen de plaatbasis en de gereedschapshouder, een robuust klemstructuurontwerp, kan de klemstijfheid van de gereedschapshouder effectief verbeteren, trillingen van het gereedschap elimineren en de oppervlaktekwaliteit van het bewerkte titaniumlegeringswerkstuk verbeteren.

3.3 Opspanselectie

Bij het positioneren en vastklemmen van titaniumlegeringswerkstukken kan de interactie tussen de klemkracht van de opspanning en de steunkracht op het werkstuk spanningsvervorming in de vrije toestand veroorzaken. De weerstand tegen de snijkracht tijdens het verspanen van titaniumlegeringen is aanzienlijk, dus het proces moet voldoende stijfheid hebben. De positioneringsstructuur en afmetingen van het werkstuk moeten worden geanalyseerd, waarbij stabiele en betrouwbare referentiepunten worden geselecteerd en indien nodig extra steunen worden toegevoegd of overbeperking wordt gebruikt om de stijfheid van het onderdeel te vergroten. Aangezien titaniumlegeringen gevoelig zijn voor vervorming, mag de klemkracht niet overmatig zijn; indien nodig kan een momentsleutel worden gebruikt om een stabiele klemkracht te garanderen. Verder, bij het gebruik van opspanningen om titaniumlegeringsonderdelen te positioneren en vast te klemmen, moet een goede passing worden gegarandeerd tussen het positioneringsoppervlak van de opspanning en het positioneringsoppervlak van het werkstuk, en moet de klemkracht van de opspanning worden afgestemd op de steunkracht van het werkstuk. Voor relatief grote klemvlakken moet zoveel mogelijk een verdeelde klem methode worden gebruikt om vervorming door geconcentreerde druk te voorkomen. De klem punten van de opspanklemmen moeten zo dicht mogelijk bij het bewerkte oppervlak van het werkstuk liggen om trillingen die ontstaan tijdens het snijden van titaniumlegeringen te verminderen.

Het gebruik van opspanningen, meetgereedschappen of diverse tijdelijke gereedschappen die lood, zink, koper, tin, cadmium of laag smeltende metalen bevatten, is ten strengste verboden voor het verspanen van titaniumlegeringen. Apparatuur, opspanningen en gereedschappen die voor titaniumlegeringen worden gebruikt, moeten schoon en onvervuild worden gehouden. Titaniumlegeringswerkstukken moeten onmiddellijk na het verspanen worden gereinigd en resten van lood, zink, koper, tin, cadmium, laag smeltende metalen, enz., zijn niet toegestaan op titaniumlegeringsoppervlakken. Speciale transfercontainers moeten worden gebruikt bij het verplaatsen en hanteren van titaniumlegeringswerkstukken om te voorkomen dat ze worden gemengd en opgeslagen met werkstukken van andere materialen. Bij het inspecteren en reinigen van fijn bewerkte titaniumlegeringsoppervlakken, draag schone handschoenen om olieverontreiniging en vingerafdrukken te voorkomen, die spanningscorrosie kunnen veroorzaken en de prestaties van het titaniumlegeringswerkstuk kunnen beïnvloeden.

3.4 Snijparameters

De belangrijkste snijparameters voor titaniumlegeringen zijn snijsnelheid, voeding en snedediepte, waarbij de snijsnelheid de belangrijkste factor is die de verspanbaarheid beïnvloedt. Vergelijkende tests tussen snijden met constante rotatiesnelheid en snijden met constante oppervlaksnelheid van titaniumlegeringswerkstukken geven aan dat snijden met constante rotatiesnelheid slechter presteert dan snijden met constante oppervlaksnelheid. Wanneer de snijsnelheid vc = 60 m/min, de voeding f = 0,127 mm/omw en de snedediepte ap = 0,05–0,1 mm voor titaniumlegeringen, wordt er zelden een geharde laag op het titaniumlegeringsoppervlak aangetroffen.

Aangezien de geharde laag voornamelijk op het werkoppervlak verschijnt na het afwerken, mag de snedediepte tijdens het afwerken niet te groot zijn, anders genereert deze aanzienlijke snijwarmte. Ophoping van snijwarmte kan veranderingen in de metallografische structuur van het titaniumlegeringsoppervlak veroorzaken, waardoor gemakkelijk een geharde laag op het oppervlak van het onderdeel ontstaat. Een te kleine snedediepte kan wrijving en extrusie op het werkoppervlak veroorzaken, wat leidt tot werkharding. Daarom moet tijdens het verspanen van titaniumlegeringswerkstukken de snedediepte voor het afwerken groter zijn dan de grootte van de afronding van het gereedschap (randvoorbereiding).

De selectie van de voeding voor titaniumlegeringen moet matig zijn. Als de voeding te klein is, snijdt het gereedschap tijdens het verspanen binnen de geharde laag, wat leidt tot snellere slijtage. De voeding kan worden geselecteerd op basis van verschillende gereedschapneusstralen. Afwerken selecteert over het algemeen een kleinere voeding omdat een grote voeding de snijkrachten verhoogt, waardoor het gereedschap opwarmt en buigt of afsplintert. Tabel 2 toont veelvoorkomende parameters voor het snijden van titaniumlegeringen met verschillende soorten en materialen gereedschappen.

3.5 Koelsysteem

De vereiste voor snijvloeistof bij het snijden van titaniumlegeringen is lage verneveling. Hogedrukkoelgereedschappen moeten worden geselecteerd voor het verspanen van titaniumlegeringen, 配合机床高压泵, 冷却压力可达 (60–150) × 10⁵ Pa (ongeveer 60–150 bar). Het gebruik van hogedrukkoelgereedschappen om titaniumlegeringen te verspanen, kan de snijsnelheid met 2–3 keer verhogen, de standtijd van het gereedschap verlengen en de spaansmorfologie van titaniumlegeringen verbeteren. Bij het aanbrengen van snijvloeistof tijdens het verspanen van titaniumlegeringen wordt de snijkracht met 5%–15% verminderd in vergelijking met droog snijden van titaniumlegeringen, de radiale kracht wordt met 10%–15% verminderd, de snijtemperatuur wordt met 5%–10% verminderd en de oppervlaktemorfologie van de bewerkte titaniumlegering is beter met minder massieve adhesie, wat bevorderlijk is voor het verkrijgen van een hogere oppervlaktekwaliteit.

De momenteel gebruikte Trim E206 chemische emulsie, gemengd uit 8% concentraat en 92% zuiver water, met een concentratie van 7%–9%, bereikt goede verspaningsresultaten bij de verwerking van titaniumlegeringsmateriaal en kan worden gebruikt bij draaien, frezen en slijpen. Trim E206 bevat speciale additieven die de vorming van opgebouwde snijkant effectief beheersen. De snijvloeistof bevat kleine geëmulgeerde moleculen, waardoor de stabiliteit van de snijvloeistof wordt verbeterd en de afvoer tijdens het verspanen wordt verminderd, waardoor de snijvloeistof gemakkelijker in de snijzone kan komen. Bovendien heeft Trim E206 een sterke weerstand tegen olieverontreiniging, en residuen van de snijvloeistof zijn gemakkelijk oplosbaar in water en de werkvloeistof, wat helpt bij het handhaven van de reinheid van apparatuur en bewerkte onderdelen.

4. Oppervlakte-integriteit van titaniumlegeringen

4.1 Microstructuurinspectie van titaniumlegeringssmeedstukken

Microstructuurinspectie van titaniumlegeringen omvat het onderzoeken van het oppervlak van een geëtst titaniumlegeringsonderdeel onder een elektronenmicroscoop om de morfologische kenmerken, verdeling, enz., van de microstructuur van het materiaal te observeren, gebruikt om te controleren of de metallografische structuur van de titaniumlegering voldoet aan de relevante normen en tekeningsspecificaties. De stappen voor microstructuurinspectie van titaniumlegeringssmeedstukken zijn: ruw bewerken van het smeedstuk → oppervlaktepolijsten → oppervlakte-etsen → reinigen → drogen → microscopische inspectie. De microscopische inspectie van Ti6Al4V titaniumlegering wordt weergegeven in figuur 2.

a) Oppervlaktepolijsten      b) Oppervlakte-etsen

c) Spoelen met water    d) Microscopisch onderzoek

Het doel van het ruw bewerken van het smeedstuk is om de α-laag volledig te verwijderen. Het titaniumlegeringsoppervlak wordt gepolijst met aluminiumoxide schuurpapier met korrelgroottes 400#–800#, en de oppervlakteruwheid moet Ra = 0,025 μm of hogere kwaliteitsvereisten bereiken. Etsen maakt gebruik van het reagens van Kroll, bereid als een 2% HF, 4% HNO₃ waterige oplossing. Een geschikte hoeveelheid reagens van Kroll wordt aangebracht op het gepolijste titaniumlegeringsoppervlak totdat de gewenste heldere structuur is verkregen, vervolgens gespoeld in water en gedroogd. Een handheld elektronenmicroscoop wordt gebruikt om het titaniumlegeringsoppervlak te inspecteren. De structuur moet 10%–50% primair α bevatten. De microstructuurmorfologie van Ti6Al4V titaniumlegering die in figuur 3 wordt weergegeven, vertegenwoordigt een gekwalificeerde metallografische structuur.

a) Primair α in β-getransformeerde matrix       b) Discontinue α bij β-korrelgrenzen

c) Lamellaire α in β-korrels

4.2 Blauwe anodiseer corrosie-inspectie voor titaniumlegeringen

Tijdens het verspanen van titaniumlegeringen, wanneer de flankslijtage van het gereedschap optreedt, neemt de slagvastheid van het gereedschap geleidelijk af, wat leidt tot werkharding op het bewerkte oppervlak van de titaniumlegering als gevolg van extrusie en oververhitting. De blauwe anodiseer corrosiemethode wordt vaak gebruikt om harding en andere defecten te detecteren. Het oppervlak van een titaniumlegeringswerkstuk na blauwe anodiseer corrosie wordt weergegeven in figuur 4. Na de nabehandeling van het geanodiseerde titaniumlegeringswerkstuk moet de kleur van een gekwalificeerde oxidefilm een uniforme lichtblauwe kleur zijn (zie figuur 4a). Werkhardende titaniumlegeringswerkstukken vertonen na corrosie-inspectie een donkerblauw oppervlak (zie figuur 4b) of gelokaliseerde donkerdere gebieden (zie figuur 4c), met een ongelijke kleurverdeling over verschillende gebieden.

a) Uniform lichtblauw      b) Donkerblauw      c) Gelokaliseerd donkerblauw

Na blauwe anodiseer corrosie, voor onderdelen die werkharding vertonen, kunnen methoden zoals het aanpassen van het gereedschapsmateriaal, de coating en de snijhoeken voor het verspanen van titaniumlegeringen, het optimaliseren van gereedschapspaden en snijparameters, worden gebruikt om werkharding te beheersen en te elimineren.

4.3 Oppervlakteafwerking van titaniumlegeringen

Om oppervlaktedefecten van titaniumlegeringscompressorschijven, naven, waaiers, assen en rotorafstandhouders te verwijderen en de levensduur van het onderdeel te verbeteren, kan na het voltooien van alle mechanische bewerkingen op het titaniumlegeringswerkstuk handmatige klepschijfafwerking worden gebruikt voor oppervlakteafwerking. Klepschijfafwerking vereist het gebruik van afwerkingsgereedschappen die in figuur 5 worden weergegeven: een roterend luchtgereedschap (snelheid 18.000 tpm), een polijstdoorn en aluminiumoxide of siliciumcarbide schuurdoek (specificatie 10 mm × 20 mm, korrel 120#).

a) Roterend luchtgereedschap       b) Polijstdoorn        c) Schuurdoek

De interne groefafwerking van een titaniumlegeringswerkstuk wordt weergegeven in figuur 6. Om goede afwerkingsresultaten te bereiken, kunnen de volgende methoden worden gebruikt:

1. Vouw het aluminiumoxide schuurdoek in de lengte en steek het stevig in de klemsleuf aan de voorkant van de polijstdoorn. Draai het vast in de richting tegenovergesteld aan de draairichting van de doorn. Vervang het door een nieuw schuurdoek na het afwerken van elk werkstukoppervlak (zie figuur 6a).

2. Het roterende schuurdoek moet één of twee cycli over het titaniumlegeringsoppervlak heen en weer bewegen, waarbij elke cyclus 10–30 seconden duurt, met een heen- en weersnelheid van ongeveer 1,57 mm/s (zie figuur 6b).

3. Bij het afwerken van verschillende oppervlakken van het titaniumlegeringswerkstuk, vervang het schuurdoek tussen de cycli. Gebruik tijdens handmatige afwerking een geschikte stop-sleutel of mechanische dieptestop om de passage van het roterende schuurdoek te regelen.a) Schuurdoekinstallatie       b) Roterend polijsten

5. Conclusie

Titaniumlegering is een typisch moeilijk te verspanen materiaal. Vanwege hoge snijkrachten, hoge snijtemperaturen en ernstige gereedschapsslijtage tijdens het verspanen, is het selecteren van redelijke gereedschapsmaterialen en plaatgeometrieën de belangrijkste uitdaging bij het verspanen van titaniumlegeringen. Ti-houdende carbidegereedschappen hebben goede anti-diffusieslijtage-eigenschappen. Tijdens het snijden vormt zich een stabiele titaniumlegeringshechtlaag op het gereedschapsoppervlak, die slijtage kan remmen. Met de ontwikkeling van binnenlandse gereedschappen is de verspaningsefficiëntie van titaniumlegeringen geleidelijk verbeterd, waardoor verspaningskosten worden bespaard en een positieve rol wordt gespeeld bij het realiseren van de algehele lokalisatie van motoren. In de productiepraktijk moet het verspanen van titaniumlegeringen gebaseerd zijn op bestaande bedrijfsomstandigheden met betrekking tot technologie, apparatuur, beheer en kosten. Er moeten redelijke positioneringsopspanners worden geselecteerd en snijparameters moeten worden geoptimaliseerd met behulp van het informatiegegevensplatform van het bedrijf, waarbij geleidelijk wordt afgestapt van het uitgebreide verspaningsconcept van het selecteren van parameters op basis van alleen ervaring en analogie.

Door microstructuurinspecties uit te voeren op titaniumlegeringssmeedstukken, kan de metallografische structuur van ruw bewerkte titaniumlegering worden vergeleken en geëvalueerd. Afwerkingsbewerkingen kunnen bewerkings- en materiaalfouten op het titaniumlegeringsoppervlak effectief verwijderen, waardoor de levensduur van het werkstuk wordt verbeterd. Blauwe anodiseer corrosie-inspectie kan defecten zoals werkharding die optreden tijdens het verspanen van titaniumlegeringen effectief identificeren. Het effectief beheersen van de oppervlakte-integriteit van bewerkte titaniumlegering is van groot belang voor het stabiliseren van de verspaningskwaliteit van titaniumlegeringen en het verbeteren van de levensduur van titaniumlegeringswerkstukken.

Dit artikel is gepubliceerd in Metaalbewerking (koudbewerking), editie 7, 2021, pagina's 1–5, geschreven door Huang Qiang van AECC Xi'an Aero-Engine Ltd., oorspronkelijk getiteld "Verspaningsmethoden en oppervlakte-integriteitscontroletechnologie voor titaniumlegeringen in de lucht- en ruimtevaart".