Mengapa paduan titanium merupakan material yang sulit untuk dikerjakan?

 

1. Fenomena fisik pemesinan titanium

Kekuatan potong pemrosesan paduan titanium sedikit lebih tinggi dibandingkan baja dengan kekerasan yang sama. Namun, fenomena fisik pemrosesan paduan titanium jauh lebih rumit dibandingkan dengan pemrosesan baja, sehingga pemrosesan paduan titanium menghadapi kesulitan yang sangat besar.

Konduktivitas termal sebagian besar paduan titanium sangat rendah, hanya 1/7 baja dan 1/16 aluminium. Oleh karena itu, panas yang dihasilkan saat memotong paduan titanium tidak akan cepat berpindah ke benda kerja atau hilang oleh serpihan. Namun, ia akan terakumulasi di area pemotongan, dan suhu yang dihasilkan bisa mencapai 1.000 °C atau lebih, yang akan menyebabkan ujung tombak alat menjadi aus, terkelupas, dan retak dengan cepat. Pembentukan tepi yang menumpuk dan munculnya tepi yang aus dengan cepat menghasilkan lebih banyak panas di area pemotongan, sehingga semakin memperpendek umur pahat.permesinan titanium

Temperatur tinggi yang dihasilkan selama proses pemotongan juga merusak integritas permukaan bagian paduan titanium, mengakibatkan penurunan akurasi geometrik bagian dan pengerasan kerja yang sangat mengurangi kekuatan lelahnya.

Elastisitas paduan titanium mungkin bermanfaat untuk kinerja bagian, namun selama pemotongan, deformasi elastis benda kerja merupakan penyebab penting getaran. Tekanan pemotongan menyebabkan benda kerja “elastis” menjauhi pahat dan memantul, sehingga gesekan antara pahat dengan benda kerja lebih besar dibandingkan dengan aksi pemotongan. Proses gesekan juga menghasilkan panas, sehingga memperburuk masalah konduktivitas termal yang buruk pada paduan titanium.

Masalah ini menjadi lebih parah ketika mengerjakan bagian yang berdinding tipis atau berbentuk cincin dan mudah berubah bentuk. Tidak mudah untuk mengerjakan bagian paduan titanium berdinding tipis dengan akurasi dimensi yang diharapkan. Saat pahat mendorong material benda kerja menjauh, deformasi lokal dinding tipis melebihi rentang elastis; terjadi deformasi plastis, dan kekuatan material serta kekerasan titik potong meningkat secara signifikan. Pemesinan pada kecepatan potong yang telah ditentukan sebelumnya menjadi terlalu tinggi, sehingga mengakibatkan keausan pahat yang tajam.

"Panas" adalah "pelakunya" yang mempersulit pemrosesan paduan titanium!

 

2. Pengetahuan teknologi untuk pemesinan titanium CNC 

Berdasarkan pemahaman mekanisme pemrosesan paduan titanium dan penambahan pengalaman, pengetahuan proses utama untuk pemrosesan paduan titanium adalah sebagai berikut:

(1) Sisipan dengan geometri positif digunakan untuk mengurangi gaya potong benda kerja, panas pemotongan, dan deformasi.

(2) Pertahankan pengumpanan yang konstan untuk menghindari pengerasan benda kerja. Pahat harus selalu dalam kondisi umpan selama proses pemotongan, dan jumlah pemotongan radial harus 30% dari radius selama penggilingan.

(3) Cairan pemotongan bertekanan tinggi dan aliran besar digunakan untuk memastikan stabilitas termal proses pemesinan dan mencegah degenerasi permukaan benda kerja dan kerusakan pahat akibat suhu yang berlebihan.

(4) Jaga agar ujung pisau tetap tajam; perkakas tumpul menyebabkan penumpukan panas dan keausan, yang dengan cepat menyebabkan kegagalan perkakas.

(5) Pemesinan paduan titanium dalam keadaan paling lembut sebisa mungkin karena material menjadi lebih sulit untuk dikerjakan setelah pengerasan, dan perlakuan panas meningkatkan kekuatan material dan keausan sisipan.

(6) Gunakan radius hidung yang besar atau talang untuk memotong sebanyak mungkin pada ujung tombak. Hal ini mengurangi gaya pemotongan dan panas di setiap titik serta mencegah kerusakan lokal. Saat melakukan milling paduan titanium, di antara parameter pemotongan, kecepatan potong memiliki pengaruh paling signifikan terhadap umur pahat vc, diikuti oleh keterlibatan radial (kedalaman milling) ae.

 

3. Mulailah dengan bilahnya untuk menyelesaikan masalah pemrosesan titanium

Keausan alur sisipan selama pemesinan paduan titanium adalah keausan lokal pada bagian belakang dan depan searah dengan kedalaman pemotongan, yang sering kali disebabkan oleh lapisan mengeras yang ditinggalkan oleh pemrosesan sebelumnya. Reaksi kimia dan difusi pahat dan material benda kerja pada suhu pemrosesan lebih dari 800 °C juga menjadi penyebab terbentuknya keausan alur. Karena selama proses pemesinan, molekul titanium pada benda kerja terakumulasi di bagian depan mata pisau dan "dilas" ke tepi mata pisau di bawah tekanan tinggi dan suhu tinggi, membentuk tepi yang terbentuk. Jika tepi bawaan terkelupas dari tepi tajam, lapisan karbida pada sisipan akan hilang, sehingga pemesinan titanium memerlukan material dan geometri sisipan yang unik.cPemesinan presisi khusus

 

4. Struktur alat cocok untuk pemesinan titanium

Fokus pemrosesan paduan titanium adalah panas, dan sejumlah besar cairan pemotongan bertekanan tinggi harus disemprotkan ke ujung tombak dengan segera dan akurat untuk menghilangkan panas dengan cepat. Terdapat konfigurasi unik pemotong frais khusus untuk pemesinan titanium.