Новости

Новости

Шлифование и полирование полуфабрикатов из титановых сплавов


Способ зачистки абразивными кругами применяют главным образом для удаления местных пороков, обнаруживаемых при визуальном контроле поверхности (плен, забоин, царапин, трещин и мелких инородных включений), как на заготовках в процессе обработки, так и на готовых полуфабрикатах, в тех случаях, когда глубина дефекта не превышает допустимой по техническим условиям. Сплошная обработка поверхности абразивами производится значительно реже, когда другие способы не достигают цели. Для сплошной зачистки применяют;
а) круги с целью удаления окалины и газонасыщенного слоя после горячей прокатки листов, когда травление в расплавах и растворах кислот неосуществимо из-за малой химической активности окалины, например у сплавов с высокой коррозионной стойкостью (4200, 4201), а также сплавов ВТ14, ВТ20 и некоторых других, у которых травление в солевых расплавах приводит к интенсивному старению, а травление в кислотах — к насыщению водородом;
б) абразивные полотна или порошок на войлоке с целью повышения чистоты поверхности готовых листов (полировка) после других видов очистки поверхности (фрезерования, строжки, травления).
Недостатки абразивной зачистки кругами — возможность «затирания» неудаленных дефектов, трудность контроля толщины снятого слоя металла, поверхностный наклеп, снижающий пластичность металла, потеря снятого при шлифовании металла, обычно мгновенно сгорающего в момент отделения его от основы. Кроме того, при абразивной зачистке образуется большое количество пыли, создается опасность поражения осколками при разрушении быстро вращающегося круга, возникает ослепительное свечение от сгорания частиц титана.
Характеристика используемых абразивов дана в работах.
Для зачистки слитков и слябов применяют абразивные круги с крупным зерном № 16, 20, 24: прокат зачищают абразивными кругами со средним зерном № 30, 36, 40; для зачистки подката и готовых листов применяют круги с мелким и очень мелким зерном (№ 80).
Для абразивной зачистки подката применяют в основном круги плоские прямые (ПП).
Шлифовальные круги в процессе работы самозатачиваются. При выборе абразивных кругов по твердости необходимо иметь в виду, что чем тверже обрабатываемый металл, тем мягче должен быть круг.
Работа с мягкими кругами наиболее производительна, но связана с повышенным их расходом. Зернистость круга выбирают в зависимости от допуска и требуемой чистоты поверхности обрабатываемого металла. При шлифовании необходимо иметь в виду, что вследствие очень низкой теплопроводности и температуропроводности титана на поверхности прочных титановых сплавов в особенности термически упрочняемых могут появиться шлифовочные трещины. Чтобы избежать образования шлифовочных трещин, иногда применяют шлифовку с СОЖ, однако она не всегда эффективна.
Для зачистки применяют следующие типы станков:
1) подвесные для зачистки пороков слитков, слябов и крупносортного проката;
2) стационарные, подразделяющиеся на легкие (для зачистки проката небольшого сечения) и тяжелые (для обработки слябов и крупногабаритных заготовок);
3) подвижные — напольные также для обработки слябов и крупногабаритных листов;
4) переносные — для местной зачистки дефектов абразивными кругами диаметром до 150 мм.
Первые три типа станков изготавливают с электроприводом. Число оборотов двигателя обычно выбирают максимальным для наибольшей максимально допустимой окружной скорости абразивного круга с минимальным передаточным числом. Переносные станки обычно выполняют с пневмотурбинным приводом.
По виду работы абразивные станки подразделяют на установки для сплошной зачистки листа, для выборочной зачистки листа обдирочно-шлифовальные для зачистки круглого и прямоугольного проката, обдирочно-шлифовальные универсальные и специальные станки и поточные линии.
Ниже в качестве примера приведены технические характеристики некоторых станков.
Для местной зачистки титановых сплавов.


Зачистку листов производят одним кругом при толщине листов 10—12 мм и двумя спаренными кругами при толщине листов и плит от 14 до 77 мм. Плиты и листы укладывают в ванну на резиновые прокладки толщиной 50—60 мм на всю длину и ширину обрабатываемой заготовки. При абразивной очистке используют СОЖ состава 5—10% фосфорнокислого трехзамещенного калия, 0,3% кальцинированной соды, остальное — вода. После каждого поперечного прохода поверхность плиты или листа промывают от абразивных зерен струей воды.
Зачистку поверхности горячекатаных плит и листов, а также заготовок для теплой прокатки производят абразивными кругами, изготовленными из крупнозернистого (N = 21—32) черною корунда или электрокорунда средней твердости, на бакелитовой связке. Для местной зачистки листов из титановых сплавов применяют абразивные круги малых диаметров (60—150 мм) из более мелкозернистого (N 80) электрокорунда марок 35—39, на бакелитовой связке средней твердости.
Перед началом работы абразивные круги правят при обильном охлаждении алмазно металлическим карандашом типа g по ГОСТ 607—63.
Необходимо отметить, что расход абразивных кругов при зачистке титановых сплавов примерно в два раза больше, чем при обработке стали.
Высокую чистоту поверхности можно получить при шлифовании металла абразивными кругами на глифталевой связке, которые при небольших съемах металла в условиях бесцентрового шлифования обеспечивают шероховатость поверхности. соответствующею 10 классу. Процесс производства шлифовальных кругов на глифтале близок к их производству на бакелите. Отличаются они повышенной упругостью.
Чистую и блестящую поверхность листов получают полировкой войлочными кругами. Эффективным способом получения поверхности высокой чистоты является шлифовка-полировка абразивной лентой. Примером шлифовально-полировального станка с абразивной лентой может служить станок ШПМ-1500, изготовляемый Алма-Атинским заводом тяжелого машиностроения:

Технология получения полированных титановых листов с шероховатостью поверхности, соответствующая 10-му классу, на шлифовально-полировальной машине марки ШПМ 1500 состоит в следующем на шлифовку полировку поступают горячекатаные листы после обрезки концов и кромок, травления в растворе кислот, зачистки дефектов мелкозернистым абразивным кругом и повторного травления.
Полировка листов может быть как односторонней, так и двусторонней и производится в два приема. Предварительную полировку проводят шерстяной жесткой лентой (марки 4Ш жесткая) с абразивной пастой ЭБ10 окончательную полировку — мягкой шерстяной лентой (марки 4Ш мягкая) с абразивной настой ЭБ8 при скорости абразивной ленты 4 м/с, а транспортной 3,2 м/мин с осцилляцией головки 62 цикла в минуту. Последние три прохода даются без осцилляции головки.
В заключение необходимо отмстить, что образующаяся при полировании на машине ШПМ-1500 титановых листов пыль ино1да сaмовоспламеняется со взрывом, чего не наблюдается при полировании на этой же машине листов из стали Х18Н10Т. Поэтому машины ШПМ-1500 для полирования титана необходимо оборудовать хорошей вытяжной вентиляцией для удаления продуктов истирания от места их образования и последующего их обезвреживания.
Если при шлифовании абразивными камнями оторванные частицы титана сгорают в воздухе мгновенно, то при полировании абразивными пастами сгорание оторванных частиц титана и продуктов истирания абразивной ленты происходит не всегда и не мгновенно.