Panduan Lengkap Pemesinan Ligam Titan

Titan dan ligam menggunakan sifat uniknya untuk semakin banyak digunakan di bidang penerbangan dan biometrik. Logam populer ini memiliki efek anti karat dan anti kimia, dapat didaur ulang, dan memiliki berat ringan, kekuatan tinggi, dan daya tahan karat yang luar biasa, yang memecahkan banyak masalah rekayasa. Bagian titan bertahan lebih lama dan memberikan performa serta hasil yang lebih baik dibandingkan logam dan bahan lainnya.

Titan 30% lebih tinggi dari baja, namun hampir 50% lebih ringan dari baja. Titan 60% lebih berat dari aluminium, namun kekuatannya dua kali lipat aluminium. Namun, saat memesinan ligam titan dan memilih alat serta parameter yang tepat, beberapa tantangan harus dipertimbangkan.

Di sini kita memahami secara mendalam tentang pemesinan titan, mengapa sulit untuk memproses titan, dan memberikan beberapa wawasan teknis serta tips yang dapat meningkatkan tingkat keberhasilan pemrosesan titan, juga mencakup manfaat dan aplikasinya.

Varian Pemesinan Titan

Ada banyak grade dan varian ligam titan, lebih dari 100 jenis. Setiap ligam memiliki sifat dan karakteristik uniknya. 40-50 jenis tersedia di industri, dan lebih dari sepuluh adalah yang paling umum digunakan. Termasuk berbagai rasa titan murni industri dan ligam titan yang dipilih, 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 ligam penting pertama (Ti-6Al-4V, Ti-5A-2.5Sn) adalah yang paling tipikal, dan juga diakui di seluruh dunia.

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

Ligam Titan α

Ini adalah ligam satu fasa yang terdiri dari larutan padat fase α. Ini adalah fase α baik pada suhu normal maupun suhu aplikasi praktis yang lebih tinggi, dengan struktur stabil, daya tahan aus lebih tinggi dari titan murni, dan daya tahan oksidasi yang kuat. Pada suhu 500°C hingga 600°C, tetap mempertahankan kekuatan dan daya tahan crepnya, tetapi tidak dapat diperkuat dengan perawatan panas, dan kekuatan suhu kamarnya tidak tinggi.

Ligam Titan β

Ini adalah ligam satu fasa yang terdiri dari larutan padat fase β. Ini memiliki kekuatan tinggi tanpa perawatan panas. Setelah penyenjanaan dan pengurangan, ligam ini diperkuat lebih lanjut. Kekuatan suhu kamar dapat mencapai 1372 ~ 1666 MPa; namun stabilitas termalnya buruk dan tidak cocok untuk digunakan pada suhu tinggi.

Ligam Titan α+β

Ini adalah ligam dua fasa dengan sifat komprehensif yang baik, stabilitas struktur yang baik, keawetan, kelincahan dan sifat deformasi suhu tinggi yang baik, dan dapat melakukan pemrosesan tekan panas dengan baik, dan dapat dipenyajani dan dipengurangi untuk memperkuat ligam. Kekuatan setelah perawatan panas sekitar 50%-100% lebih tinggi dari keadaan anil; kekuatan suhu tinggi tinggi, dan dapat bekerja dalam waktu yang lama pada suhu 400℃～500℃, dan stabilitas termanya kedua setelah ligam titan α.

Ketiga ligam titan yang paling umum digunakan adalah ligam titan α dan ligam titan α + β. Ligam titan α memiliki kinerja pemesinan terbaik, diikuti oleh ligam titan α + β, dan ligam titan β adalah yang terburuk.

Mengapa Titan Sulit Diproses?

Fenomena Fisik Pemesinan Titan

Gaya pemotongan saat pemrosesan ligam titan hanya sedikit lebih tinggi dari baja dengan kekerasan yang sama, tetapi fenomena fisik pemrosesan ligam titan jauh lebih rumit daripada pemrosesan baja, yang membuat pemrosesan ligam titan menghadapi kesulitan besar.

Konduktivitas termal sebagian besar ligam titan sangat rendah, hanya 1/7 dari baja dan 1/16 dari aluminium. Oleh karena itu, panas yang dihasilkan dalam proses pemotongan ligam titan tidak akan dengan cepat dipindahkan ke benda kerja atau dibawa oleh sekaran, tetapi akan terkonsentrasi di area pemotongan. Suhu yang dihasilkan dapat mencapai 1.000 ℃, menyebabkan ujung pemotong alat cepat aus, retak dan terbentuk tepi terakumulasi, aus terpa cepat muncul, dan menghasilkan lebih banyak panas di area pemotongan, yang lebih memendekkan umur alat.

Suhu tinggi yang dihasilkan dalam proses pemotongan juga merusak integritas permukaan bagian ligam titan, menghasilkan penurunan akurasi geometris bagian dan fenomena keras kerja yang sangat mengurangi kekuatan lemasnya.

Elastisitas ligam titan mungkin bermanfaat untuk performa bagian, tetapi dalam proses pemotongan, deformasi elastis benda kerja adalah penyebab penting getaran. Tekanan pemotongan menyebabkan benda kerja "elastis" meninggalkan alat dan membungkak, sehingga gesekan antara alat dan benda kerja lebih besar dari aksi pemotongan. Proses gesekan juga menghasilkan panas, yang memburukkan konduktivitas termal buruk ligam titan.

"Panas" adalah "pelaku" dalam pemrosesan sulit ligam titan!

Bagaimana Meningkatkan Pemesinan Titan?

Berdasarkan pemahaman mekanisme pemrosesan ligam titan, ditambah pengalaman sebelumnya, pengetahuan teknologi utama untuk pemrosesan ligam titan adalah sebagai berikut:

Lebih Banyak Cairan Pendingin

Titanium adalah isolator, jadi panas yang dihasilkan selama operasi pemotongan cenderung tetap dekat dengan alat pemotong. Salah satu cara yang jelas untuk menangani panas berlebih adalah menambahkan cairan pendingin. Daerah kerja dan alat ditembakkan dengan cairan pendingin ter konsentrasi 10% yang disediakan oleh tekanan tinggi untuk memastikan daerah kontak tetap dingin dan semua sekaran yang membawa panas dapat dicuci.

Cairan Pendingin Tekanan Tinggi

Untuk aplikasi pemutaran, lokasi dan tekanan cairan pendingin sangat krusial. Dengan aplikasi yang benar, kecepatan permukaan yang lebih tinggi dan tingkat penghapusan logam dapat dicapai. Kelemahan satu satunya adalah bahan dasar akan tertinggal kembali pada permukaan bagian. Ini dapat diatasi dengan merencanakan strategi pemotongan dan mengurangi tekanan cairan pendingin untuk finishing akhir.

Umpan Konstan

Titanium mudah keras kerja, yaitu, saat memotong bahan, titanium menjadi lebih keras dan sehingga mengaus lebih banyak alat. Umpan konstan memastikan bahwa bahan yang keras diproses dikurangi ke minimum mutlak.

Tingkatkan Kecepatan Umpan

Jika mesin memungkinkan, meningkatkan kecepatan umpan berarti alat menghabiskan lebih sedikit waktu di area tertentu, jadi tidak ada lagi waktu untuk akumulasi panas dan keras kerja untuk mempengaruhi ujung pemotong alat.

Pengadaan Alat

Ujung karbida dilapisi PVD adalah alat yang paling cocok untuk memotong titan. Lapisan alat yang lebih baru dan lebih canggih juga dapat disediakan, seperti TiAIN (nitrid aluminium titanium). Titanium adalah bahan elastis, jadi alat tajam ini sangat penting. Alat rompak akan menggosok permukaan dan menyebabkan getaran.

Kontrol Sekaran

Titanium menghasilkan sekaran panjang, yang dapat dengan mudah merusak alat dan menandai permukaan benda kerja. Selain itu, sekaran panjang dan tipis tidak ideal karena tidak membantu mentransfer panas dari daerah kerja. Oleh karena itu, saat memesinan titanium, alat dan jalur alat yang ideal adalah ideal untuk membuat sekaran yang lebih kecil dan lebih tebal.

Jalur Alat

Memilih jalur alat yang benar saat memesinan titanium sama pentingnya dengan memilih alat yang tepat. Saat memesinan titanium, sangat penting untuk memastikan jalur alat selalu melibatkan benda kerja. Saat memotong lubang, jalur alat yang dikombinasikan dengan pola sikloid akan mengurangi waktu untuk setiap lubang untuk terlibat dengan bahan, yang membantu membatasi akumulasi panas. Memaksa alat pemotong ke dalam dan keluar dari benda kerja membantu mengurangi getaran dan gerakan tiba-tiba yang dapat merusak alat secara parah.

Mesin Bubut

Mesin bubut yang kuat sangat penting untuk pemesinan titanium yang berhasil. Mesin frais titan ideal harus kaku, dan poros mesin harus dapat berjalan pada kecepatan poros rendah dan torsi tinggi. Ini membantu menyerap getaran dan mengurangi desakan saat pemotongan, yang merupakan masalah umum saat memesinan ligam titan.

Keuntungan dan Kerugian Pemesinan Titan

Ligam titan memiliki keuntungan berat ringan, kekuatan tinggi, daya tahan karat yang baik, dll., jadi banyak digunakan di industri otomotif. Ligam titan yang paling banyak digunakan adalah di sistem mesin otomotif. Kepadatan rendah ligam titan dapat mengurangi massa inersia bagian yang bergerak. Pada saat yang sama, pegas klep titan dapat meningkatkan getaran bebas, mengurangi getaran badan kendaraan, dan meningkatkan kecepatan serta daya keluaran mesin.

Memilih ligam titan dapat mengurangi stres beban bagian terkait dan mengurangi ukuran bagian, sehingga mengurangi massa mesin dan seluruh kendaraan. Pengurangan massa inersia bagian mengurangi getaran dan kebisingan serta meningkatkan performa mesin. Penerapan ligam titan pada bagian lain dapat meningkatkan kenyamanan personel dan keindahan mobil. Dalam aplikasi industri otomotif, ligam titan telah memainkan peran yang tidak terhitung dalam hemat energi dan pengurangan konsumsi.

Daya tahan karat tinggi, kompatibilitas biologis yang luar biasa, dan rasio kekuatan-berat terbaik dari semua logam. Kualitas-kualitas ini membuat ligam titan menjadi bahan yang sangat dicari di industri penerbangan dan luar angkasa serta medis.

Karena affinnya dengan elemen lain, titan tidak dapat ditemukan secara alami, jadi diperlukan proses yang kompleks dan boros energi untuk memurnikannya. Ini berarti harga ligam titan jauh lebih tinggi dari logam lain, baik saat peleburan awal logam maupun pemrosesan berikutnya.

Kelemahan besar lainnya dari titan adalah kesulitan teknis dalam proses pemesinan.

Post Terkait: Semua tentang Bagian Pemesinan Baja Stainless

Semua tentang Bagian Pemesinan Kuningan

Semua tentang Bagian Pemesinan Aluminium