Смазочно-охлаждающая среда для обработки резанием титана и его сплавов Советский патент 1975 года по МПК C10M7/02 

1

Изобретение относится к области механической обработки металлов резанием и может быть использовано в различных областях техники машиностроения, самолетостроения и других, в частности для сверления титана и его сплавов.

В настоящее время кадмий находит самое широкое применение в препаративной химии и является широкодоступным продуктом. В области обработки металлов давлением кадмий в расплавленном состоянии в чистом виде не применяется.

Известно применение сплава кадмия и висмута в расплавленном состоянии в качестве смазочно-охлаждающей среды при обработке резанием малоуглеродистой стали. Известно также применение сплава олова, свинца, кадмия и висмута в расплавленном состоянии при обработке алюминия и его сплавов. Использование указанных металлических расплавов при сверлении малоуглеродистой стали и алюминиевых сплавов приводит к интенсификации процесса сверления; одновременно увеличивается скорость сверления, снижаются энергетические и силовые параметры резания. Однако применение указанных сплавов незначительно снижает сопротивление деформированию при сверлении титана и его сплавов. Для облегчения процесса сверления в этом случае используется явление адсорбционного пониже2

ния прочности и пластичности твердых металлов под влиянием жидких поверхностно-активных металлов (эффект Ребиндера).

Одним из основных факторов, определяющих степень понижения прочности и пластичпости, является химический состав твердого и жидкого металлов, т. е. существует избирательность воздействия жидких металлов на твердые. Степень проявления этого эффекта

зависит от структурного состояния твердого металла и от условий, в которых находится металл. Поэтому при сверлении твердого материала известного химического и структурного строения и для условий конкретного напряженного состояния можно подобрать наиболее эффективную жидко-металлическую среду.

Для сверления титана и его сплавов с целью снижения сопротивления деформированию предлагают в качестве смазочно-охлаждающей среды применять кадмий в расплавленном состоянии. Обработка титана и его сплавов (конструкционных материалов) сопряжена с больщими трудностями вследствие

получения сливной стружки, навивающейся на режущий инструмент; это затрудняет удаление стружки, приводит к .сильному нагреванию режущего инструмента, его заклиниванию и быстрой поломке. Применение поверхностно-активного жидкого кадмия предотвращает схватывание обрабатываемого металла с инструментом, обеспечивает понижение сопротивления металла деформации и разрушению в зоне резания; при этом меняется характер образования стружки - обнаруживается резкое ее диспергирование, соответственно облегчается удаление продуктов сверления с обрабатываемой поверхности. Жидкометаллические среды являются также лучшими теплоотводящими средами.

Оптимальное сочетание физико-химических и механических факторов одновременно качественно повышает эффективность жидкого кадмия как смазочно-охлаждаюш,ей среды при сверлении титана и его сплавов: наблюдается значительное интенсифицирование процесса сверления.

На место будущего отверстия помещают гранулу кадмия, обрабатываемый металл предварительно нагревают до 330°С и сверление производится сквозь слой образующегося расплава. Расплавленный кадмий, присутствующий в виде сплошной жидкой фазы, вызывает адсорбционное понижение прочности и пластичности титана в зоне резания, в результате чего облегчается его механическая обработка. В таблице приведены результаты сверления отверстий диаметром 6 мм в титановом сплаве ВТ-6 с использованием предлагаемой и известных сред.

Скорость проходСредаки, мм/сек

Жидкий кадмий

Сплав кадмия и висмута

Сплав олова, свинца, кадмия, висмута

Воздух

Из таблицы видно, что использование жидкого кадмия является наиболее эффективным при обработке титанового сплава и приводит к увеличению скорости проходки на 23-34% по сравнению с известными средами.

Предмет изобретения

Применение кадмия в расплавленном состоянии в качестве смазочно-охлаждающей 25 среды для обработки резанием титана и его сплавов.