Titanyum alaşımları son zamanlarda çeşitli endüstriyel uygulamalar için popüler malzemeler haline gelmiştir. Havacılık ve tıp endüstrilerinde, özellikle de en yeni uçak tasarımlarının ve vücut implantlarının yapımında yaygın olarak kullanılmaktadırlar.
Titanyum alaşımları korozyona karşı bağışıklık, yüksek mukavemet/ağırlık oranı ve mükemmel mekanik özelliklere sahiptir. Metal mineral yüzeyi oksijenle reaksiyona girerek 10nm derinliğinde kimyasal olarak stabil katı oksit yüzey tabakası (TiO2) oluşturur ve bu da minerale mükemmel kimyasal ve korozyon direnci kazandırır.
Titanyum alaşımlarının işlenmesi
Titanyum alaşımlarının işlenmesi aşağıdaki süreçleri ve operasyonları içerebilir:
- Konvansiyonel işleme
- Yüzey frezeleme
- Dönüş
- Sondaj
- CNC frezeleme
- Yüksek hızlı kesim
- Şekillendirme işlemleri
- Hidroforming
- Sıcak ve soğuk şekillendirme
- Dövme
- Alternatif işleme operasyonları
- Su jeti ile kesim
- Doğrudan metal lazer sinterleme
- Lazer kesim
Titanyumun kimyasal özellikleri
Titanyum alaşımları arzu edilen özelliklere sahip olmakla birlikte, kolay iş parçası malzemeleri değildir. Bunun nedeni, titanyum mineralinin aşağıdaki doğal kimyasal özelliklere sahip olmasıdır.
Yüksek kimyasal reaktivite
Titanyum işleme sırasında kaynak yaygın bir sorundur; yüksek sıcaklıklarda mineral kesici takıma kaynak yapabilir, bu da talaşlanmaya veya takım ömrünün kısalmasına neden olur
Düşük ısı iletkenliği
Titanyum, kesme yüzeyindeki ısıyı yeterince hızlı emmez ve bu durum takımınızın ömrünü etkileyebilir
Düşük elastik modül
Titanyumun esnekliği, kesici takımlardan uzaklaşmasına neden olarak kenarların kesmek yerine sürtünmesine yol açar ve bu da kesme yüzeyinde ısıyı artıran sürtünmeye neden olur
Titanyum alaşımlarının fiziksel ve kimyasal nitelikleri ve zayıf işlenebilirlikleri göz önüne alındığında, uygun metal işleme sıvısının, takımların ve uygulamaların değerlendirilmesi ve seçilmesi kritik öneme sahiptir. İşte titanyumun işlenmesi için bazı ipuçları ve ekipman önerileri.
Titanyum işlenirken hangi kesme sıvıları kullanılmalı
Titanyumun işlenmesi için en iyi sıvılar, düz yağlar veya klorlu sıvıların aksine su bazlıdır. Su, ısıyı uzaklaştırmada ve malzemeleri soğutmada düz yağlardan daha etkilidir. Öte yandan, klorlu kesme sıvıları titanyumu stres korozyonuna karşı savunmasız hale getirir.
Düşük hızlı ve yüksek yoğunluklu kesme işlemleri için, fosfor EP ve sülfür katkı maddeleri bakımından zengin su bazlı sıvılar takım aşınmasını azaltır ve en iyi performansı sunar.
Titanyum iş parçaları için işleme parametreleri ve uygulamaları
Kesme sıvısı seçiminin yanı sıra, çalışmalar belirli işleme uygulamalarının ve parametrelerinin titanyumun işlenebilirliğini artırdığını da göstermektedir. Su bazlı yağlayıcıların yüksek hacimde, daha düşük kesme hızlarında ve daha yüksek kesme derinliklerinde uygulanması önerilir. Daha yavaş kesme hızı ve yüksek hacimli yağlayıcı uygulamalarının nedeni ısı ve basıncı azaltmaktır.
Ayrıca, kesici takımın titanyumda geçirdiği süreyi azaltan işleme programları edinmek de akıllıca bir fikirdir çünkü temas süresi ne kadar fazla olursa, üretilen ısı da o kadar fazla olur.
Tavsiye edilen kesici takımlar Polikristal Elmas (PCD) ve Kübik Bor Nitrürden (CBN) yapılmış olanlardır. Tavsiye edilen kesme hızı aralığı 12-80 m/dak’dır ve yüksek hız çeliği kesme takımları kullanıldığında yaklaşık %50 daha yavaştır.
Ayrıca, titanyumun düşük elastik modülü, kesme sırasında geri yaylanma veya sapma eğilimi verir ve bu nedenle kesici takımlar için daha büyük boşluklarla daha sert bir düzeneğe yerleştirilmelidir.
Geleneksel işleme operasyonlarının yanı sıra, dövme, su jeti ile kesme, lazer kesim işlemleri ve doğrudan metal lazer sinterleme de yapabilirsiniz. Herhangi bir dövme işleminin 925 santigratın altında gerçekleştirilmesi önerilir. Bu arada, doğrudan metal lazer sinterleme, bilgisayar tomografi modellerine ve daha fazla ayrıntıyla sonuçlanan belirli 3B verilere dayalı katman katman oluşturmayı içeren daha kolay bir tekniktir.
Özet
Titanyum mükemmel fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir ve bu da onu çeşitli endüstriyel uygulamalar için popüler bir seçim haline getirmektedir. Bununla birlikte, işlenebilirliği zayıftır; bu nedenle, daha verimli işlemler için belirli işleme uygulamaları ve parametreleri izlenmelidir. WC-Co bakımından zengin karbürlerin kombinasyonu, daha düşük kesme hızları ve su bazlı yağlayıcıların yüksek hacimli uygulamaları önerilen uygulamalardan sadece birkaçıdır.