Titanyum alaşımı neden işlenmesi zor bir malzemedir?

 

1. Titanyum işlemenin fiziksel olguları

Titanyum alaşımı işlemenin kesme kuvveti, aynı sertliğe sahip çeliğinkinden biraz daha yüksektir. Yine de titanyum alaşımını işlemenin fiziksel olgusu çeliğin işlenmesinden çok daha karmaşıktır, bu da titanyum alaşımının işlenmesini çok büyük zorluklarla karşı karşıya bırakır.

Çoğu titanyum alaşımının ısıl iletkenliği çok düşüktür; çeliğin yalnızca 1/7'si ve alüminyumun 1/16'sı. Bu nedenle titanyum alaşımlarını keserken oluşan ısı iş parçasına hızlı bir şekilde aktarılmayacak veya talaşlar tarafından alınamayacaktır. Yine de kesme alanında birikecek ve oluşan sıcaklık 1.000 °C'ye kadar çıkabileceği gibi, takımın kesme kenarının hızla aşınmasına, ufalanmasına ve çatlamasına neden olacaktır. Talaş birikmesi ve aşınmış kenarın hızla ortaya çıkması, kesme alanında daha fazla ısı üreterek aletin ömrünü daha da kısaltır.titanyum işleme

Kesme işlemi sırasında oluşan yüksek sıcaklıklar aynı zamanda titanyum alaşımlı parçaların yüzey bütünlüğünü de bozar, bu da parçaların geometrik doğruluğunun azalmasına ve yorulma mukavemetini ciddi şekilde azaltan iş sertleşmesine neden olur.

Titanyum alaşımlarının esnekliği parça performansı açısından yararlı olabilir ancak kesme sırasında iş parçasının elastik deformasyonu titreşimin önemli bir nedenidir. Kesme basıncı "elastik" iş parçasının takımdan uzaklaşmasına ve sıçramasına neden olur, dolayısıyla takım ile iş parçası arasındaki sürtünme kesme eyleminden daha büyüktür. Sürtünme işlemi aynı zamanda ısı üretir ve titanyum alaşımlarının zayıf ısı iletkenliği sorununu ağırlaştırır.

Bu sorun, ince duvarlı veya halka şeklindeki, kolayca deforme olan parçaların işlenmesi sırasında daha da şiddetlidir. İnce duvarlı titanyum alaşımlı parçaları beklenen boyutsal doğrulukla işlemek kolay değildir. Takım iş parçası malzemesini ittiğinde ince duvarın yerel deformasyonu elastik aralığı aşar; plastik deformasyon meydana gelir ve kesme noktasının malzeme mukavemeti ve sertliği önemli ölçüde artar. Önceden belirlenen kesme hızında işleme çok yüksek olur ve bu durum keskin takım aşınmasına neden olur.

Titanyum alaşımlarının işlenmesini zorlaştıran "suçlu" "sıcak"tır!

 

2. Titanyum CNC işlemeye yönelik teknolojik bilgi birikimi 

Titanyum alaşımlarının işleme mekanizmasının anlaşılmasına ve deneyim eklenmesine dayanarak, titanyum alaşımlarının işlenmesine yönelik temel proses bilgisi aşağıdaki gibidir:

(1) Pozitif geometrili kesici uçlar iş parçasının kesme kuvvetini, kesme ısısını ve deformasyonunu azaltmak için kullanılır.

(2) İş parçasının sertleşmesini önlemek için sabit ilerlemeyi koruyun. Kesme işlemi sırasında takım daima ilerleme durumunda olmalı, frezeleme sırasında radyal kesme miktarı yarıçapın %30'u kadar olmalıdır.

(3) Yüksek basınçlı ve geniş akışlı kesme sıvısı, işleme sürecinin termal stabilitesini sağlamak ve iş parçası yüzeyinin dejenerasyonunu ve aşırı sıcaklık nedeniyle takım hasarını önlemek için kullanılır.

(4) Bıçağın kenarını keskin tutun; Körelmiş takımlar ısı birikmesine ve aşınmaya neden olur ve bu da takımın hızla arızalanmasına yol açar.

(5) Malzemenin sertleştikten sonra işlenmesi daha zor hale geldiğinden ve ısıl işlem malzemenin mukavemetini ve kesici ucun aşınmasını arttırdığından titanyum alaşımının mümkün olduğunca en yumuşak halinde işlenmesi.

(6) Kesme kenarında mümkün olduğu kadar fazla kesim yapmak için geniş bir köşe radyüsü veya pah kullanın. Bu, kesme kuvvetini ve ısıyı her noktada azaltır ve yerel kırılmayı önler. Titanyum alaşımlarını frezelerken, kesme parametreleri arasında kesme hızı, takım ömrü vc üzerinde en önemli etkiye sahiptir ve bunu radyal kavrama (frezeleme derinliği) ae takip eder.

 

3. Titanyum işleme problemini çözmek için bıçakla başlayın

Titanyum alaşımlarının işlenmesi sırasında kesici uç kanalının aşınması, genellikle önceki işlemin bıraktığı sertleşmiş tabakanın neden olduğu, kesme derinliği yönünde arka ve ön kısımdaki lokal aşınmadır. 800 °C'nin üzerindeki işleme sıcaklığında aletin ve iş parçası malzemesinin kimyasal reaksiyonu ve difüzyonu da kanal aşınmasının oluşmasına neden olur. Çünkü işleme prosesi sırasında iş parçasının titanyum molekülleri bıçağın ön kısmında birikir ve yüksek basınç ve yüksek sıcaklık altında bıçak kenarına "kaynatılır" ve bir talaşlı kenar oluşturulur. Birikmiş kenar kesici kenardan sıyrıldığında kesici ucun karbür kaplamasını kaldırır, dolayısıyla titanyum işleme benzersiz kesici uç malzemeleri ve geometrileri gerektirir.cÖzel hassas işleme

 

4. Titanyum işlemeye uygun takım yapısı

Titanyum alaşımı işlemenin odak noktası ısıdır ve ısının hızlı bir şekilde uzaklaştırılması için büyük miktarda yüksek basınçlı kesme sıvısının kesme kenarına derhal ve doğru bir şekilde püskürtülmesi gerekir. Özellikle titanyumun işlenmesi için benzersiz frezeleme takımları konfigürasyonları mevcuttur.