Mengapa Paduan Titanium Sulit Dikerjakan?

1. fenomena fisik dalam pemrosesan titanium

Daya potong paduan titanium hanya sedikit lebih tinggi dibandingkan baja dengan kekerasan yang sama, tetapi fenomena fisik dalam pemesinan paduan titanium jauh lebih kompleks dibandingkan baja, sehingga membuat pemesinan paduan titanium menjadi sangat sulit.

Konduktivitas termal sebagian besar paduan titanium sangat rendah, hanya 1/7 dari baja dan 1/16 dari aluminium, oleh karena itu, panas yang dihasilkan selama pemotongan paduan titanium tidak cepat ditransfer ke benda kerja atau dibawa oleh serpihan, tetapi terkonsentrasi di area pemotongan, suhu yang dihasilkan dapat mencapai 1.000 ℃ atau lebih, sehingga ujung pemotong alat cepat aus, pecah, dan terbentuk tumor serpihan, munculnya tepi aus dengan cepat, juga membuat area pemotongan menghasilkan lebih banyak panas, yang selanjutnya mengurangi umur alat.

Suhu tinggi yang dihasilkan selama proses pemotongan juga merusak integritas permukaan bagian paduan titanium, menyebabkan penurunan akurasi geometris bagian tersebut dan fenomena pengerasan kerja yang secara signifikan mengurangi kekuatan lelahnya.

Elastisitas paduan titanium dapat bermanfaat bagi kinerja bagian, tetapi selama proses pemotongan, deformasi elastis benda kerja adalah penyebab utama getaran. Tekanan pemotongan menyebabkan benda kerja "elastis" meninggalkan alat dan memantul kembali, yang menyebabkan lebih banyak gesekan antara alat dan benda kerja dibandingkan aksi pemotongan. Proses gesekan ini juga menghasilkan panas, memperburuk masalah konduktivitas termal yang buruk pada paduan titanium.

Masalah ini semakin parah saat memproses bagian yang dapat berubah bentuk, seperti bagian berdinding tipis atau berbentuk cincin, dan memproses bagian titanium berdinding tipis hingga mencapai akurasi dimensi yang diinginkan bukanlah tugas yang mudah. Ketika material benda kerja didorong oleh alat, deformasi lokal bagian berdinding tipis melebihi rentang elastis, menghasilkan deformasi plastik dan peningkatan signifikan dalam kekuatan material dan kekerasan pada titik pemotongan. Pada titik ini, pemesinan pada kecepatan potong yang telah ditetapkan sebelumnya menjadi terlalu tinggi, yang selanjutnya menyebabkan keausan alat yang cepat.

"Panas" adalah "biang keladi" sulitnya memproses paduan titanium!

2. Pengetahuan proses untuk pemesinan paduan titanium

Berdasarkan pemahaman tentang mekanisme pemrosesan paduan titanium, bersama dengan pengalaman masa lalu, tips utama proses untuk memproses paduan titanium adalah sebagai berikut：

(1) Gunakan sisipan dengan geometri sudut positif untuk mengurangi gaya potong, panas potong, dan deformasi benda kerja.

(2) Pertahankan umpan yang konstan untuk menghindari pengerasan benda kerja, alat harus selalu dalam keadaan umpan selama proses pemotongan, dan pemakanan radial ae harus 30% dari radius saat melakukan penggilingan.

(3) Gunakan cairan pemotong bertekanan tinggi dan aliran tinggi untuk memastikan stabilitas termal proses pemesinan dan mencegah degradasi permukaan serta kerusakan alat yang disebabkan oleh suhu tinggi.

(4) Jaga agar ujung pemotong tetap tajam, alat yang tumpul adalah penyebab penumpukan panas dan keausan, yang dapat menyebabkan kegagalan alat.

(5) Mesin paduan titanium dalam kondisi paling lunak yang memungkinkan, karena material yang mengeras menjadi lebih sulit untuk diproses dan perlakuan panas meningkatkan kekuatan material serta meningkatkan keausan sisipan.

(6) Gunakan radius ujung besar atau chamfer untuk memotong, dengan memasukkan sebanyak mungkin ujung pemotong ke dalam potongan. Ini mengurangi gaya potong dan panas di setiap titik serta mencegah kerusakan lokal. Saat menggiling titanium, kecepatan potong memiliki pengaruh terbesar pada umur alat vc dari semua parameter pemotongan, diikuti oleh pemakanan alat radial (kedalaman penggilingan) ae.

3. Menyelesaikan masalah pemesinan titanium dari awal mata pisau.

Keausan alur sisipan yang terjadi selama pemesinan titanium terlokalisasi di belakang dan di depan sepanjang kedalaman potong dan sering kali disebabkan oleh lapisan yang mengeras yang tersisa dari pemesinan sebelumnya. Reaksi kimia dan difusi antara alat dan material benda kerja pada suhu pemesinan yang melebihi 800°C juga berkontribusi pada pembentukan keausan alur. Selama proses pemesinan, molekul titanium dari benda kerja menumpuk di bagian depan sisipan dan "dilas" ke ujung pemotong pada tekanan dan suhu tinggi, membentuk tumor serpihan. Ketika tumor dihilangkan dari ujung pemotong, ia membawa lapisan karbida dari sisipan bersamanya, sehingga pemesinan titanium memerlukan material dan geometri sisipan khusus.

4. Struktur alat yang cocok untuk pemesinan titanium

Fokus utama dalam pemesinan titanium adalah panas, dan sejumlah besar cairan pemotong bertekanan tinggi harus disuntikkan ke ujung pemotong secara tepat waktu dan akurat untuk menghilangkan panas dengan cepat. Ada konfigurasi unik dari pemotong penggilingan di pasaran yang dirancang khusus untuk pemesinan titanium.