Пермь, Пермский край, Россия
Пермь, Пермский край, Россия
В настоящее время особое внимание уделяется исследованиям ультрамелкозернистых (УМЗ) титановых материалов, получаемых методами интенсивной пластической деформации. Такие технологии позволяют сформировать субмикронную структуру и тем самым изменить комплекс механических и физических свойств, определяющих поведение материала при изготовлении деталей. В настоящей работе выполнено сравнительное исследование обрабатываемости резанием титана Grade 4 в двух структурных состояниях — ультрамелкозернистом (УМЗ) и крупнозернистом (КЗ). Рассмотрено влияние режимов токарной обработки на параметры шероховатости поверхности как на один из основных показателей качества обработанного слоя. Экспериментальные данные показывают, что УМЗ состояние в большинстве случаев обеспечивает более низкие значения Ra по сравнению с КЗ состоянием. Различия особенно проявляются при повышенной скорости резания, когда процесс становится более устойчивым, а качество поверхности — более воспроизводимым. Минимальное значение шероховатости (Ra) 0,29±0,03 мкм получено для УМЗ титана при скорости резания (V) 27 м/мин, подачи (S) 0,06 мм/об и глубине резания (t) 0,3 мм. Полученные результаты указывают на возможность повышения производительности точения при сохранении требований к качеству поверхности. Это важно при изготовлении ответственных деталей, в том числе заготовок медицинских имплантатов, где стабильность параметров поверхностного слоя напрямую влияет на эксплуатационные характеристики изделия.
титан, ультрамелкозернистые материалы, обработка, резание, шероховатость, поверхность, механообработка, импланты
1. Ezugwu, E. O., Bonney, J., & Yamane, Y. (2003). An overview of the machinability of aeroengine alloys. Journal of Materials Processing Technology, 134(1), 233-253.
2. Che-Haron, C. H. (2001). Machining of titanium alloys: A review. Journal of Materials Processing Technology, 113(1-3), 25-34.
3. Lapovok, R., Molotnikov, A., Levin, Y., Bandaranayake, A., & Estrin, Y. (2012). Machining of coarse grained and ultra fine grained titanium. Journal of Materials Science, 47(11), 4589-4594.
4. Telles F., Amorim H.J., Souza A.J. Comparative assessment of lubri-cooling conditions when turning CP-Ti Grade 4 based on surface roughness // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2021. Vol. 113. P. 365–378. DOI:https://doi.org/10.1007/s00170-021-06672-9.
5. Sun, S., Brandt, M., & Dargusch, M. S. (2009). Machining titanium and its alloys -A review. Journal of Materials Processing Technology, 209(12-13), 3787-3798.
6. Lemes C.V., Diniz A.E., Saciotto V.R. Comparing the performance of several tool coatings in turning of commercially pure titanium grade 4 // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2022. Vol. 123. P. 1733–1743. DOI:https://doi.org/10.1007/s00170-022-10318-9.
7. Valiev, R. Z., Islamgaliev, R. K., & Alexandrov, I. V. (2000). Bulk nanostructured materials from severe plastic deformation. Progress in Materials Science, 45(5), 103-189.
8. Jawahir, I. S., Brinksmeier, E., & M’Saoubi, R. (2011). Surface integrity in machining: Recent advances. CIRP Annals - Manufacturing Technology, 60(2), 603-626.
9. Geetha M., Singh A. K., Asokamani R., Gogia A. K. Ti based biomaterials, the ultimate choice for orthopaedic implants - A review //Progress in Materials Science. 2009. Vol. 54. P. 397-425.
10. Valiev, R.Z., Alexandrov, I.V. Объемные наноструктурные металлические материалы. М.: Академкнига, 2019. 398 с.
