Pemrosesan titanium: sifat awal bahan, kesulitan dan jenis pemrosesan, prinsip operasi, teknik, dan rekomendasi spesialis

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-02 13:57

Hari ini ada sekelompok logam yang perlu dibuat kondisi khusus sebelum mulai bekerja dengannya. Mesin titanium termasuk dalam kategori pekerjaan ini. Semua kesulitan dan fitur dari proses ini disebabkan oleh fakta bahwa bahan ini ditandai dengan peningkatan kekerasan.

Deskripsi

Titanium dicirikan dengan sangat kuat, memiliki warna keperakan dan juga sangat tahan terhadap proses karat. Karena fakta bahwa film TiO_{2 terbentuk pada permukaan logam, ia memiliki ketahanan yang baik terhadap semua pengaruh eksternal. Hanya pengaruh zat yang mengandung alkali dalam komposisinya yang dapat mempengaruhi sifat titanium secara negatif. Dalam kontak dengan bahan kimia ini, bahan mentah kehilangan karakteristik kekuatannya.}

Karena kekuatan produk yang tinggi, saat memutar titanium, perlu menggunakan alat paduan ultra-keras dan kondisi khusus lainnya saat mengerjakan mesin bubut CNC.

Apa yang harus saya pertimbangkan saat memproses?

Jika perlu bekerja dengan titanium, properti berikut harus diperhitungkan:

• Yang pertama lengket. Pemesinan titanium menggunakan mesin bubut menghasilkan suhu tinggi, menyebabkan material meleleh dan menempel pada alat pemotong.
• Selama pemrosesan, debu halus yang tersebar juga terjadi. Itu bisa meledak, dan oleh karena itu sangat penting untuk mengikuti semua peraturan keselamatan dengan ketat selama operasi.
• Untuk melakukan proses pemotongan berkualitas tinggi dari logam tugas berat tersebut, diperlukan alat yang dapat memberikan mode yang sesuai.
• Perlu juga memilih alat khusus untuk memotong karena titanium dicirikan oleh konduktivitas termal yang rendah.

Setelah pemrosesan titanium selesai, bagian yang sudah jadi biasanya dipanaskan, setelah itu dibiarkan dingin di udara terbuka. Dengan demikian, lapisan pelindung dibuat pada permukaan bahan, yang dijelaskan di atas.

Klasifikasi metode pemrosesan

Untuk memotong bahan baku tersebut, diperlukan alat khusus, serta mesin bubut CNC. Proses itu sendiri dibagi menjadi beberapa operasi, yang masing-masing dilakukan sesuai dengan teknologinya sendiri.

Adapun operasi itu sendiri, mereka bisa menjadi dasar, menengah atau pendahuluan.

Saat memproses titanium pada mesin, Anda harus ingat bahwa getaran terjadi saat ini. Untuk sebagianUntuk mengatasi masalah ini, Anda dapat mengencangkan benda kerja dengan cara multi-tahap, dan juga melakukannya sedekat mungkin dengan spindel. Untuk mengurangi pengaruh suhu pada proses pemesinan, disarankan untuk menggunakan pemotong karbida berbutir halus yang tidak dilapisi dan sisipan PVD khusus. Di sini perlu memperhatikan fakta bahwa selama pemrosesan titanium dengan pemotongan, 85 hingga 90% dari semua energi akan diubah menjadi panas, yang akan diserap oleh chip, benda kerja yang diproses, pemotong dan cairan yang dimaksudkan untuk pendinginan. Biasanya suhu di area kerja mencapai 1000-1100 derajat Celcius.

Sesuaikan parameter pemrosesan

Saat memproses bahan tugas berat seperti itu, ada tiga parameter utama yang perlu dipertimbangkan:

• memperbaiki sudut alat kerja;
• tingkat umpan;
• kecepatan potong.

Jika Anda menyesuaikan parameter ini, Anda dapat menggunakannya untuk mengubah suhu pemrosesan. Di bawah mode pemrosesan yang berbeda, parameter yang berbeda dari karakteristik ini diamati.

Untuk pra-perawatan dengan pemotongan lapisan atas hingga 10 mm, kelonggaran 1 mm diperbolehkan. Untuk bekerja dalam mode ini, parameter berikut biasanya ditetapkan. Pertama, sudut pemasangan adalah dari 3 hingga 10 mm, dan kedua, laju umpan dari 0,3 hingga 0,8 mm, dan kecepatan potong diatur ke 25 m/mnt.

Versi menengah dari pemrosesan titanium melibatkan pemotongan lapisan atas dari 0,5 menjadi 4 mm, serta pembentukan lapisan yang rata dengan kelonggaran 1 mm. Sudut fiksasi 0,5-4 mm, dimensi umpan 0,2-0,5 mm, kecepatan umpan 40-80 m/mnt.

Opsi pemrosesan utama adalah penghapusan lapisan 0,2-0,5 mm, serta penghapusan tunjangan. Kecepatan kerja 80-120 m/mnt, sudut pemasangan 0,25-0,5 mm, dan laju umpan 0,1-0,4 mm.

Hal ini juga sangat penting untuk dicatat di sini bahwa pemesinan titanium pada peralatan tersebut selalu dilakukan hanya jika emulsi pendingin khusus dipasok. Substansi disuplai di bawah tekanan ke alat kerja. Ini diperlukan untuk membuat mode operasi suhu normal.

Alat pemroses

Persyaratan untuk alat pengolah material cukup tinggi. Paling sering, pemrosesan titanium dan paduan dilakukan menggunakan pemotong yang memiliki kepala yang dapat dilepas, dan dipasang pada mesin CNC. Selama operasi, alat kerja mengalami keausan abrasif, perekat, dan difus. Perhatian khusus harus diberikan pada keausan difus, karena pada saat ini proses pelarutan bahan pemotong dan blanko titanium terjadi. Proses-proses ini paling aktif jika suhunya berkisar antara 900 hingga 1200 derajat Celcius.

Persyaratan alat

Fitur pemrosesan titanium juga adalah perlunya memilih alat kerja tergantung pada mode operasi yang dipilih.

Untuk bekerja dalam mode pendahuluan, insert yang paling umum digunakan adalah IC19 bulat atau persegi. Pelat ini terbuat dari paduan khusus, yang ditandai sebagai H13A dan tidak memiliki lapisan.

Agar berhasil memproses titanium dengan cara antara, Anda hanya perlu menggunakan sisipan bundar dari paduan H13A yang sama atau dari paduan GC1155 dengan lapisan PDV.

Untuk metode pemrosesan dasar yang paling bertanggung jawab, digunakan nozel bundar dengan tepi tajam gerinda, yang terbuat dari paduan H13A, GC 1105, CD 10.

Penting untuk ditambahkan bahwa saat pemesinan pada mesin bubut CNC, penyimpangan terkecil dari bentuk bagian yang ditentukan dalam kerangka acuan diperbolehkan. Paling sering, elemen yang terbuat dari paduan semacam itu tidak memiliki penyimpangan dari norma sama sekali.

Masalah pemrosesan utama

Masalah utama yang dihadapi dalam pengolahan bahan baku ini adalah lengket dan lecet pada alat. Karena itu, perlakuan panas terhadap titanium sangat sulit. Selain itu, banyak masalah disebabkan oleh fakta bahwa logam memiliki konduktivitas termal yang sangat rendah. Karena fakta bahwa logam lain menahan panas jauh lebih lemah, ketika bersentuhan dengan titanium, mereka paling sering membentuk paduan. Ini adalah alasan utama keausan alat yang cepat. Untuk mengurangi lecet dan lengket, serta mengalihkan sebagian panas yang dihasilkan, para ahli menyarankan untuk melakukan hal berikut:

• Pertama, Anda harus menggunakan pendingin;
• kedua, saat mengasahbenda kerja, misalnya, alat dari bahan tugas berat yang sama harus digunakan;
• ketiga, saat memproses bahan mentah dengan pemotong, kecepatannya dikurangi secara signifikan untuk mengurangi panas.

Oksidasi dan nitridasi titanium

Sebaiknya dimulai dengan titanium nitriding, karena jenis perawatan ini jauh lebih sulit daripada oksidasi. Proses teknologinya adalah sebagai berikut. Produk titanium dipanaskan hingga 850-950 derajat Celcius, setelah itu bagian tersebut harus ditempatkan di lingkungan dengan gas nitrogen murni selama beberapa hari. Setelah itu, lapisan titanium nitrida terbentuk di permukaan elemen, karena reaksi kimia yang akan berlangsung selama hari-hari ini. Jika semuanya berjalan dengan baik, maka film berwarna emas akan muncul di titanium, yang akan dibedakan dengan peningkatan kekuatan dan ketahanan abrasi.

Mengenai oksidasi titanium, metode ini sangat umum dan termasuk, seperti yang sebelumnya, pada perlakuan panas titanium. Proses awal tidak berbeda dengan nitriding, bagian tersebut harus dipanaskan hingga suhu 850 derajat Celcius. Namun proses pendinginan tidak terjadi secara bertahap dan dalam medium gas, melainkan tiba-tiba dan dengan menggunakan cairan. Dengan demikian, dimungkinkan untuk mendapatkan film pada permukaan titanium, yang akan terikat kuat padanya. Kehadiran film jenis ini di permukaan menyebabkan peningkatan kekuatan dan ketahanan abrasi 15-100 kali lipat.

Menghubungkan bagian

Dalam beberapa kasus, produk titanium adalah bagian dari perusahaan besardesain. Ini menunjukkan bahwa ada kebutuhan untuk menghubungkan material yang berbeda.

Untuk menghubungkan produk dari bahan baku ini, empat metode utama digunakan. Yang utama adalah pengelasan, mematri juga digunakan, metode sambungan mekanis yang melibatkan penggunaan paku keling dan sambungan baut. Sampai saat ini, metode pemrosesan utama untuk menghubungkan produk ke dalam satu struktur adalah pengelasan di lingkungan gas inert atau fluks khusus bebas oksigen.

Untuk menyolder, metode ini hanya digunakan jika pengelasan tidak memungkinkan atau tidak praktis. Proses ini diperumit oleh beberapa reaksi kimia yang terjadi sebagai akibat dari penyolderan. Untuk membuat sambungan mekanis dengan baut atau paku keling, Anda juga perlu menggunakan bahan khusus.