Sejak penemuan titanium pada tahun 1790, manusia telah mengeksplorasi sifat luar biasa tersebut selama lebih dari satu abad. Pada tahun 1910, logam titanium pertama kali diproduksi, namun perjalanan menuju penggunaan paduan titanium sangatlah panjang dan menantang. Produksi industri baru menjadi kenyataan pada tahun 1951.
Paduan titanium dikenal dengan kekuatan spesifiknya yang tinggi, ketahanan terhadap korosi, ketahanan suhu tinggi, dan ketahanan lelah. Beratnya hanya 60% dari baja pada volume yang sama namun lebih kuat dari baja paduan. Karena sifatnya yang sangat baik ini, paduan titanium semakin banyak digunakan di berbagai bidang, termasuk penerbangan, ruang angkasa, pembangkit listrik, energi nuklir, perkapalan, bahan kimia, dan peralatan medis.
Alasan mengapa paduan titanium sulit untuk diproses
Empat karakteristik utama paduan titanium—konduktivitas termal yang rendah, pengerasan kerja yang signifikan, afinitas yang tinggi terhadap alat pemotong, dan deformasi plastis yang terbatas—adalah alasan utama mengapa material ini sulit untuk diproses. Kinerja pemotongannya hanya sekitar 20% dari baja yang mudah dipotong.
Konduktivitas termal rendah
Paduan titanium memiliki konduktivitas termal hanya sekitar 16% dari baja 45#. Kemampuan terbatas untuk menghantarkan panas selama pemrosesan menyebabkan peningkatan suhu yang signifikan pada ujung tombak; faktanya, suhu ujung selama pemrosesan dapat melebihi 100% baja 45#. Temperatur yang tinggi ini dengan mudah menyebabkan keausan yang menyebar pada alat pemotong.
Pengerasan kerja yang parah
Paduan titanium menunjukkan fenomena pengerasan kerja yang signifikan, menghasilkan lapisan pengerasan permukaan yang lebih nyata dibandingkan baja tahan karat. Hal ini dapat menimbulkan tantangan dalam pemrosesan selanjutnya, seperti peningkatan keausan pada perkakas.
Afinitas tinggi dengan alat pemotong
Daya rekat kuat pada semen karbida yang mengandung titanium.
Deformasi plastis kecil
Modulus elastisitas baja 45 kira-kira setengahnya, sehingga menghasilkan pemulihan elastis yang signifikan dan gesekan yang parah. Selain itu, benda kerja rentan terhadap deformasi penjepitan.
Kiat teknologi untuk pemesinan paduan titanium
Berdasarkan pemahaman kami tentang mekanisme pemesinan paduan titanium dan pengalaman sebelumnya, berikut adalah rekomendasi teknologi utama untuk pemesinan material ini:
- Gunakan bilah dengan geometri sudut positif untuk meminimalkan gaya pemotongan, mengurangi panas pemotongan, dan mengurangi deformasi benda kerja.
- Pertahankan laju pengumpanan yang konstan untuk mencegah pengerasan benda kerja. Alat tersebut harus selalu berada dalam feed selama proses pemotongan. Untuk penggilingan, kedalaman pemotongan radial (ae) harus 30% dari radius pahat.
- Gunakan cairan pemotongan bertekanan tinggi dan aliran tinggi untuk memastikan stabilitas termal selama pemesinan, mencegah degenerasi permukaan dan kerusakan pahat akibat suhu berlebihan.
- Jaga agar ujung pisau tetap tajam. Alat yang tumpul dapat menyebabkan akumulasi panas dan peningkatan keausan, sehingga meningkatkan risiko kegagalan alat secara signifikan.
- Mesin paduan titanium dalam kondisi terlembut bila memungkinkan.Pemrosesan mesin CNCmenjadi lebih sulit setelah pengerasan, karena perlakuan panas meningkatkan kekuatan material dan mempercepat keausan bilah.
- Gunakan radius ujung atau talang yang besar saat memotong untuk memaksimalkan area kontak mata pisau. Strategi ini dapat mengurangi gaya pemotongan dan panas di setiap titik, sehingga membantu mencegah kerusakan lokal. Saat melakukan milling paduan titanium, kecepatan potong memiliki dampak paling signifikan terhadap umur pahat, diikuti oleh kedalaman pemotongan radial.
Selesaikan masalah pemrosesan titanium dengan memulai dari bilahnya.
Keausan alur mata pisau yang terjadi selama pemrosesan paduan titanium merupakan keausan lokal yang terjadi di sepanjang bagian belakang dan depan mata pisau, mengikuti arah kedalaman pemotongan. Keausan ini sering kali disebabkan oleh lapisan mengeras yang tersisa dari proses pemesinan sebelumnya. Selain itu, pada suhu pemrosesan yang melebihi 800°C, reaksi kimia dan difusi antara pahat dan material benda kerja berkontribusi terhadap pembentukan keausan alur.
Selama pemesinan, molekul titanium dari benda kerja dapat terakumulasi di depan mata pisau karena tekanan dan suhu tinggi, sehingga menyebabkan fenomena yang dikenal sebagai tepian yang menumpuk. Jika tepian yang menempel ini terlepas dari mata pisau, hal ini dapat menghilangkan lapisan karbida pada mata pisau. Akibatnya, pemrosesan paduan titanium memerlukan penggunaan material dan geometri bilah khusus.
Struktur alat cocok untuk pemrosesan titanium
Pemrosesan paduan titanium terutama berkisar pada pengelolaan panas. Untuk menghilangkan panas secara efektif, sejumlah besar cairan pemotongan bertekanan tinggi harus diterapkan secara akurat dan segera pada ujung tombak. Selain itu, tersedia desain pemotong penggilingan khusus yang dirancang khusus untuk pemrosesan paduan titanium.
Mulai dari metode pemesinan tertentu
Berbelok
Produk paduan titanium dapat mencapai kekasaran permukaan yang baik selama pembubutan, dan pengerasan kerja tidak terlalu parah. Namun, suhu pemotongan yang tinggi menyebabkan alat cepat aus. Untuk mengatasi karakteristik ini, kami terutama berfokus pada langkah-langkah berikut mengenai alat dan parameter pemotongan:
Bahan Alat:Berdasarkan kondisi pabrik yang ada, material perkakas YG6, YG8, dan YG10HT dipilih.
Parameter geometri alat:sudut depan dan belakang pahat yang sesuai, pembulatan ujung alat.
Saat memutar lingkaran luar, penting untuk menjaga kecepatan potong yang rendah, laju pengumpanan yang moderat, kedalaman pemotongan yang lebih dalam, dan pendinginan yang memadai. Ujung pahat tidak boleh lebih tinggi dari bagian tengah benda kerja, karena dapat menyebabkan benda kerja tersangkut. Selain itu, saat menyelesaikan dan memutar bagian berdinding tipis, sudut defleksi utama pahat umumnya harus antara 75 dan 90 derajat.
Penggilingan
Penggilingan produk paduan titanium lebih sulit daripada pembubutan, karena penggilingan merupakan pemotongan yang terputus-putus, dan serpihan mudah menempel pada mata pisau. Ketika gigi lengket kembali memotong benda kerja, serpihan lengket tersebut akan terlepas dan sebagian kecil bahan perkakas diambil, mengakibatkan terkelupasnya, yang sangat mengurangi daya tahan pahat.
Metode penggilingan:umumnya menggunakan down milling.
Bahan alat:baja berkecepatan tinggi M42.
Penggilingan bawah biasanya tidak digunakan untuk memproses baja paduan. Hal ini terutama disebabkan oleh pengaruh celah antara sekrup utama peralatan mesin dan mur. Selama down milling, saat pemotong frais terhubung dengan benda kerja, gaya komponen pada arah umpan sejajar dengan arah umpan itu sendiri. Penyelarasan ini dapat menyebabkan pergerakan meja benda kerja yang terputus-putus, sehingga meningkatkan risiko kerusakan pahat.
Selain itu, pada down milling, gigi pemotong menemui lapisan keras pada ujung tombak, yang dapat menyebabkan kerusakan alat. Dalam penggilingan terbalik, chip bertransisi dari tipis ke tebal, membuat fase pemotongan awal rentan terhadap gesekan kering antara pahat dan benda kerja. Hal ini dapat memperburuk daya rekat chip dan chipping pada alat.
Untuk mencapai penggilingan paduan titanium yang lebih halus, beberapa pertimbangan harus dipertimbangkan: mengurangi sudut depan dan meningkatkan sudut belakang dibandingkan dengan pemotong penggilingan standar. Disarankan untuk menggunakan kecepatan penggilingan yang lebih rendah dan memilih pemotong penggilingan bergigi tajam sambil menghindari pemotong penggilingan gigi sekop.
Penyadapan
Saat mengetuk produk paduan titanium, serpihan kecil dapat dengan mudah menempel pada bilah dan benda kerja. Hal ini menyebabkan peningkatan kekasaran permukaan dan torsi. Pemilihan dan penggunaan keran yang tidak tepat dapat menyebabkan pengerasan kerja, mengakibatkan efisiensi pemrosesan yang sangat rendah, dan terkadang menyebabkan kerusakan keran.
Untuk mengoptimalkan penyadapan, disarankan untuk memprioritaskan penggunaan penyadapan yang dilewati satu utas di tempat. Jumlah gigi pada keran harus lebih sedikit dibandingkan dengan keran standar, biasanya sekitar 2 hingga 3 gigi. Sudut lancip pemotongan yang lebih besar lebih disukai, dengan bagian lancip umumnya berukuran 3 hingga 4 panjang benang. Untuk membantu pelepasan serpihan, sudut kemiringan negatif juga dapat digerinda pada lancip pemotongan. Menggunakan ketukan yang lebih pendek dapat meningkatkan kekakuan lancip. Selain itu, lancip terbalik harus sedikit lebih besar dari standar untuk mengurangi gesekan antara lancip dan benda kerja.
Reaming
Saat reaming paduan titanium, keausan pahat umumnya tidak parah, sehingga memungkinkan penggunaan reamer karbida dan baja kecepatan tinggi. Saat menggunakan alat untuk membesarkan lubang karbida, penting untuk memastikan kekakuan sistem proses, serupa dengan yang digunakan dalam pengeboran, untuk mencegah alat untuk membesarkan lubang terkelupas.
Tantangan utama dalam reaming lubang paduan titanium adalah mencapai hasil akhir yang halus. Untuk menghindari mata pisau menempel pada dinding lubang, lebar mata pisau untuk membesarkan lubang harus dipersempit secara hati-hati menggunakan batu minyak sambil tetap memastikan kekuatan yang cukup. Biasanya, lebar bilah harus antara 0,1 mm dan 0,15 mm.
Transisi antara ujung tombak dan bagian kalibrasi harus memiliki lengkungan yang halus. Perawatan rutin diperlukan setelah terjadi keausan, untuk memastikan ukuran busur setiap gigi tetap konsisten. Jika diperlukan, bagian kalibrasi dapat diperbesar untuk kinerja yang lebih baik.
Pengeboran
Pengeboran paduan titanium menghadirkan tantangan yang signifikan, sering kali menyebabkan mata bor terbakar atau pecah selama pemrosesan. Hal ini terutama diakibatkan oleh masalah seperti penggilingan mata bor yang tidak tepat, pelepasan chip yang tidak memadai, pendinginan yang tidak memadai, dan kekakuan sistem yang buruk.
Untuk mengebor paduan titanium secara efektif, penting untuk berfokus pada faktor-faktor berikut: memastikan penggilingan mata bor yang tepat, menggunakan sudut atas yang lebih besar, mengurangi sudut depan tepi luar, meningkatkan sudut belakang tepi luar, dan menyesuaikan lancip belakang menjadi 2 hingga 3 kali lipat dari mata bor standar. Penting untuk sering menarik kembali alat untuk segera mengeluarkan serpihan, sekaligus memantau bentuk dan warna keripik. Jika serpihan tampak berbulu atau warnanya berubah selama pengeboran, ini menunjukkan bahwa mata bor menjadi tumpul dan harus diganti atau diasah.
Selain itu, jig bor harus terpasang erat pada meja kerja, dengan bilah pemandu dekat dengan permukaan pemrosesan. Dianjurkan untuk menggunakan mata bor pendek bila memungkinkan. Saat pengumpanan manual digunakan, berhati-hatilah agar mata bor tidak maju atau mundur ke dalam lubang. Hal ini dapat menyebabkan bilah bor bergesekan dengan permukaan pemrosesan, sehingga menyebabkan pengerasan dan menumpulkan mata bor.
Menggiling
Masalah umum yang dihadapi saat menggilingBagian paduan titanium CNCantara lain tersumbatnya roda gerinda karena serpihan yang tersangkut dan permukaan yang terbakar pada bagian-bagiannya. Hal ini terjadi karena paduan titanium memiliki konduktivitas termal yang buruk, yang menyebabkan suhu tinggi di zona penggilingan. Hal ini, pada gilirannya, menyebabkan ikatan, difusi, dan reaksi kimia yang kuat antara paduan titanium dan bahan abrasif.
Kehadiran serpihan lengket dan roda gerinda yang tersumbat secara signifikan mengurangi rasio penggilingan. Selain itu, difusi dan reaksi kimia dapat mengakibatkan permukaan benda kerja terbakar, yang pada akhirnya mengurangi kekuatan lelah komponen tersebut. Masalah ini terutama terlihat ketika menggiling coran paduan titanium.
Untuk mengatasi permasalahan tersebut maka upaya yang dilakukan adalah:
Pilih bahan roda gerinda yang sesuai: silikon karbida hijau TL. Kekerasan roda gerinda sedikit lebih rendah: ZR1.
Pemotongan material paduan titanium harus dikontrol melalui material perkakas, cairan pemotongan, dan parameter pemrosesan untuk meningkatkan efisiensi pemrosesan secara keseluruhan.
Jika Anda ingin tahu lebih banyak atau bertanya, jangan ragu untuk menghubungiinfo@anebon.com
Penjualan Panas: Pabrik di China MemproduksiKomponen pembubutan CNCdan CNC KecilKomponen penggilingan.
Anebon berfokus pada perluasan di pasar internasional dan telah membangun basis pelanggan yang kuat di negara-negara Eropa, Amerika Serikat, Timur Tengah, dan Afrika. Perusahaan mengutamakan kualitas sebagai landasannya dan menjamin pelayanan prima untuk memenuhi kebutuhan seluruh pelanggan.
Waktu posting: 29 Oktober 2024