Panduan Untuk Pemesinan Paduan Titanium

Titanium dan paduannya menggunakan sifat uniknya untuk semakin banyak digunakan di bidang kedirgantaraan dan biomedis. Logam populer ini memiliki efek anti-karat dan anti-kimia, dapat didaur ulang, dan memiliki bobot yang ringan, kekuatan tinggi, dan ketahanan korosi yang sangat baik, yang memecahkan banyak masalah teknik. Suku cadang titanium bertahan lebih lama dan memberikan kinerja serta hasil yang lebih baik daripada logam dan material lainnya.

Titanium 30% lebih tinggi dari baja, tetapi hampir 50% lebih ringan dari baja. Titanium 60% lebih berat dari aluminium, tetapi kekuatannya dua kali lipat dari aluminium. Namun, saat memproses paduan titanium dan memilih alat serta parameter yang tepat, beberapa tantangan harus dipertimbangkan.

Di sini kami memiliki pemahaman mendalam tentang pemesinan titanium, mengapa begitu sulit untuk memproses titanium, dan memberikan beberapa wawasan teknis dan tip yang dapat meningkatkan tingkat keberhasilan pemrosesan titanium, juga termasuk manfaat dan aplikasinya.

Permesinan Titanium Varietas

Ada banyak nilai dan varietas paduan titanium, lebih dari 100 jenis. Setiap paduan memiliki sifat dan sifat uniknya sendiri. 40-50 jenis tersedia di industri, dan lebih dari sepuluh adalah yang paling umum digunakan. Termasuk berbagai rasa titanium murni industri dan paduan titanium pilihan, seperti Ti-6AL-4V, Ti-5AL-2.5Sn, TI-2AL-1.5Mn, Ti-3AL-2.5V, Ti-6AL-2Sn-4Zr-2Mo , Ti-6AL-2Sn-4Zr-6Mo, dan Ti-10V-2Fe-3AL dan Ti-0.20Pd, T-0.3Mo-0.8N, dll. Namun, untuk sebagian besar negara, dua paduan penting pertama (Ti-6Al -4V, Ti-5A-2.5Sn) adalah yang paling khas, dan juga diakui oleh dunia.

Menurut klasifikasi organisasi, paduan titanium dibagi menjadi tiga kategori berikut:paduan , paduan (α+β) dan paduan .

α Paduan Titanium

Ini adalah paduan fase tunggal yang terdiri dari larutan padat fase-. Ini adalah fase- terlepas dari suhu normal atau suhu aplikasi praktis yang lebih tinggi, dengan struktur yang stabil, ketahanan aus yang lebih tinggi daripada titanium murni, dan ketahanan oksidasi yang kuat. Pada suhu 500 °C hingga 600 °C, kekuatan dan ketahanan mulurnya masih dapat dipertahankan, tetapi tidak dapat diperkuat dengan perlakuan panas, dan kekuatan suhu kamar tidak tinggi.

β Paduan Titanium

Ini adalah paduan fase tunggal yang terdiri dari larutan padat fase-. Ini memiliki kekuatan tinggi tanpa perlakuan panas. Setelah pendinginan dan penuaan, paduan lebih diperkuat. Kekuatan suhu ruangan bisa mencapai 1372 ~ 1666 MPa; tetapi stabilitas termalnya buruk dan tidak cocok untuk digunakan pada suhu tinggi.

α+β Paduan Titanium

Ini adalah paduan fase ganda dengan sifat komprehensif yang baik, stabilitas struktural yang baik, ketangguhan yang baik, plastisitas dan sifat deformasi suhu tinggi, dan dapat melakukan pemrosesan tekanan panas dengan baik, dan dapat dipadamkan dan menua untuk memperkuat paduan. Kekuatan setelah perlakuan panas sekitar 50% -100% lebih tinggi dari keadaan anil; kekuatan suhu tinggi tinggi, dan dapat bekerja untuk waktu yang lama pada suhu 400℃～500℃, dan stabilitas termalnya adalah yang kedua dari paduan titanium.

Yang paling umum digunakan dari tiga paduan titanium adalah paduan titanium dan paduan titanium + . paduan titanium memiliki kemampuan mesin terbaik, diikuti oleh + paduan titanium, dan paduan titanium adalah yang terburuk.

Mengapa titanium sulit untuk pemesinan?

Fenomena fisik titanium pemesinan

Kekuatan pemotongan selama pemrosesan paduan titanium hanya sedikit lebih tinggi daripada baja dengan kekerasan yang sama, tetapi fenomena fisik pemrosesan paduan titanium jauh lebih rumit daripada pemrosesan baja, yang membuat pemrosesan paduan titanium menghadapi kesulitan besar.

Konduktivitas termal sebagian besar paduan titanium sangat rendah, hanya 1/7 baja dan 1/16 aluminium. Oleh karena itu, panas yang dihasilkan dalam proses pemotongan paduan titanium tidak akan cepat dipindahkan ke benda kerja atau diambil oleh chip, tetapi akan terkonsentrasi di area pemotongan. Temperatur yang dihasilkan dapat mencapai 1.000 , menyebabkan ujung tombak alat cepat aus, retak dan menghasilkan tepi yang terpasang, bilah aus dengan cepat muncul, dan menghasilkan lebih banyak panas di area pemotongan, yang selanjutnya memperpendek umur alat. alat.

Suhu tinggi yang dihasilkan dalam proses pemotongan juga merusak integritas permukaan bagian paduan titanium, yang mengakibatkan penurunan akurasi geometris bagian dan fenomena pengerasan kerja yang sangat mengurangi kekuatan lelahnya.

Elastisitas paduan titanium mungkin bermanfaat bagi kinerja bagian, tetapi dalam proses pemotongan, deformasi elastis benda kerja merupakan penyebab penting dari getaran. Tekanan pemotongan menyebabkan benda kerja “elastis” meninggalkan pahat dan memantul, sehingga gesekan antara pahat dan benda kerja lebih besar daripada aksi pemotongan. Proses gesekan juga menghasilkan panas, yang memperburuk konduktivitas termal yang buruk dari paduan titanium.

"Panas" adalah "pelakunya" dalam pemrosesan paduan titanium yang sulit!

Bagaimana cara meningkatkan Pemesinan Titanium?

Berdasarkan pemahaman mekanisme pemrosesan paduan titanium, ditambah pengalaman sebelumnya, pengetahuan teknologi utama untuk memproses paduan titanium adalah sebagai berikut:

Lebih banyak cairan pendingin

Titanium merupakan isolator, sehingga panas yang dihasilkan selama operasi pemotongan cenderung tetap berada di dekat alat pemotong. Salah satu cara yang jelas untuk mengatasi panas berlebih adalah dengan menambahkan cairan pendingin. Area kerja dan peralatan di-sandblast dengan 10% cairan pendingin pekat yang disuplai dengan tekanan tinggi untuk memastikan area kontak tetap dingin dan semua chip pembawa panas dapat dibersihkan.

Pendingin bertekanan tinggi

Untuk aplikasi belokan, lokasi dan tekanan cairan pendingin sangat penting. Dengan aplikasi yang benar, kecepatan permukaan yang lebih tinggi dan tingkat penghilangan logam dapat dicapai. Satu-satunya kelemahan adalah bahwa bahan yang mendasarinya akan terdeposit kembali pada permukaan bagian tersebut. Hal ini dapat diatasi dengan merencanakan strategi pemotongan dan mengurangi tekanan cairan pendingin untuk penyelesaian akhir.

Umpan konstan

Titanium mudah bekerja pengerasan, yaitu, saat memotong bahan, titanium menjadi lebih keras dan karenanya memakai lebih banyak alat. Umpan konstan memastikan bahwa material yang dikeraskan dengan mesin dijaga agar tetap minimum.

Meningkatkan kecepatan umpan

Jika mesin mengizinkannya, meningkatkan laju pengumpanan berarti pahat menghabiskan lebih sedikit waktu di area tertentu, sehingga tidak ada lagi waktu untuk akumulasi panas dan pengerasan kerja yang memengaruhi ujung tombak pahat.

Alat ing

Ujung karbida berlapis PVD adalah alat yang paling cocok untuk memotong titanium. Pelapis alat yang lebih baru dan lebih canggih juga dapat disediakan, seperti TiAIN (titanium aluminium nitrida). Titanium adalah bahan yang elastis, jadi alat tajam ini mutlak diperlukan. Alat tumpul akan menghapus permukaan dan menyebabkan jitter.

Kontrol chip

Titanium menghasilkan chip panjang, yang dapat dengan mudah merusak pahat dan menandai permukaan benda kerja. Selain itu, chip yang panjang dan tipis tidak ideal karena tidak membantu memindahkan panas dari area kerja. Oleh karena itu, saat memproses titanium, pahat dan jalur pahat yang ideal sangat ideal untuk membuat chip yang lebih kecil dan lebih tebal.

Jalur alat

Memilih jalur pahat yang tepat saat memproses titanium sama pentingnya dengan memilih pahat yang tepat. Saat mengerjakan titanium, sangat penting untuk memastikan bahwa jalur pahat selalu melibatkan benda kerja. Saat memotong alur, jalur pahat yang dikombinasikan dengan pola sikloid akan mengurangi waktu setiap alur untuk berhubungan dengan material, yang membantu membatasi akumulasi panas. Mendorong pahat masuk dan keluar dari benda kerja membantu mengurangi guncangan dan gerakan tiba-tiba yang dapat merusak pahat secara parah.

Alat mesin

Alat mesin yang kuat sangat penting untuk keberhasilan pemesinan titanium. Mesin penggilingan titanium yang ideal harus kaku, dan spindel harus dapat berjalan pada kecepatan spindel rendah dan torsi tinggi. Ini membantu menyerap getaran dan mengurangi obrolan selama pemotongan, yang merupakan masalah umum saat memproses paduan titanium.

Keuntungan dan Kerugian Pemesinan Titanium

Paduan titanium memiliki keunggulan ringan, kekuatan tinggi, ketahanan korosi yang baik, dll., sehingga banyak digunakan dalam industri otomotif. Paduan titanium yang paling banyak digunakan adalah dalam sistem mesin mobil. Kepadatan rendah paduan titanium dapat mengurangi massa inersia bagian yang bergerak. Pada saat yang sama, pegas katup titanium dapat meningkatkan getaran bebas, mengurangi getaran bodi kendaraan, dan meningkatkan kecepatan mesin dan daya keluaran.

Memilih paduan titanium dapat mengurangi beban beban bagian terkait dan mengurangi ukuran bagian, sehingga mengurangi kualitas mesin dan seluruh kendaraan. Pengurangan massa inersia bagian mengurangi getaran dan kebisingan dan meningkatkan kinerja mesin. Penerapan paduan titanium pada bagian lain dapat meningkatkan kenyamanan personel dan keindahan mobil. Dalam aplikasi industri otomotif, paduan titanium telah memainkan peran yang tak ternilai dalam penghematan energi dan pengurangan konsumsi.

Ketahanan korosi yang tinggi, biokompatibilitas yang sangat baik dan rasio kekuatan-terhadap-berat terbaik dari semua logam. Kualitas ini membuat paduan titanium menjadi bahan yang sangat dicari di industri kedirgantaraan dan medis.

Karena afinitasnya terhadap elemen lain, titanium tidak dapat ditemukan secara alami, sehingga diperlukan proses yang rumit dan memakan energi untuk menyempurnakannya. Artinya, harga paduan titanium jauh lebih tinggi dibandingkan logam lain, baik itu pada peleburan awal maupun pengolahan selanjutnya.

Kerugian utama lainnya dari titanium adalah kesulitan teknis dalam proses pemesinan.

Posting Terkait:Semua Tentang Suku Cadang Mesin Stainless Steel

Semua Tentang Suku Cadang Mesin Kuningan

Semua Tentang Suku Cadang Mesin Aluminium