A mai gyártóiparban a titán és ötvözetei a repülőgépipar, az orvostechnika, az autóipar és a lőfegyverek alapanyagává váltak. Ez a népszerű fém ellenáll a rozsdának és a vegyi anyagoknak, újrahasznosítható, és súlyához képest rendkívül erős. A titán megmunkálásakor azonban számos kihívást kell figyelembe venni, és a munkához megfelelő szerszámokat és paramétereket kell kiválasztani.
Titánfajták
A titán számos fajtában kapható, köztük közel 40 ASTM minőségben, valamint számos további ötvözetben. Az 1-től 4-ig terjedő fokozatokat kereskedelmi szempontból tiszta titánnak tekintik, a szakítószilárdságra vonatkozó különböző követelményekkel. Az 5. osztály (Ti6Al4V vagy Ti 6-4) a leggyakoribb kombináció, 6 százalék alumíniummal és 4 százalék vanádiummal ötvözve. Bár a titánt és ötvözeteit gyakran csoportosítják, van közöttük néhány alapvető különbség, amelyeket az ideális megmunkálási megközelítés meghatározása előtt figyelembe kell venni.
A Helical Solutions HVTI végmarója kiváló választás a titán nagy hatékonyságú szerszámpályáihoz.
Titán aggályok
Megmunkálás
Bár a titán kívánatosabb anyagtulajdonságokkal rendelkezik, mint az átlagos acél, rugalmasabban is viselkedik, és gyakran nem olyan merev, mint más fémek. Ez a titán munkadarabok biztonságos megfogását és a lehető legmerevebb gépbeállítást igényli. További szempontok közé tartozik a megszakított vágások elkerülése és a szerszám mozgásban tartása a munkadarabbal való érintkezés minden pillanatában. A fúrt lyukban való megrekedés vagy a szerszám megállítása egy profilozott fal mellett a szerszám dörzsölését okozza – ami túlzott hőt termel, megmunkálja az anyagot, és idő előtti szerszámkopást okoz.
Hőtermelés
A hő félelmetes ellenség, és a hőtermelést figyelembe kell venni a sebességek és előtétek kiválasztásakor. Míg a kereskedelmi forgalomban kapható tiszta titánminőségek lágyabbak és gumiszerűbbek, mint a legtöbb ötvözetük, az ötvözőelemek hozzáadása általában növeli a titán keménységét. Ez növeli a keletkező hővel és a szerszámkopással kapcsolatos aggodalmakat. A nagyobb forgásterhelés fenntartása és a szükségtelen dörzsölés elkerülése segíti a szerszám teljesítményét a keményebb titánötvözeteknél, és minimalizálja a keletkező munkakeményedés mértékét. Az alacsonyabb fordulatszám választása nagyobb forgásterheléssel párosulva jelentősen csökkentheti a hőmérsékletet a magasabb fordulatszámú lehetőségekhez képest. Az alacsony vezetési tulajdonságok miatt a hőmérséklet minimálisan tartása kisebb igénybevételnek teszi ki a szerszámot, és csökkenti a kopást. A nagynyomású hűtőfolyadék használata szintén hatékony módszer a hőtermelés csökkentésére a titán megmunkálásakor.
Ezek a vezérműtengelyfedelek titánból készültek egyedi megrendelésre a Mitsubishi Evos számára.
A fotó a @RebootEng (Instagram)
Marás és felépített él
A következő akadály, amit figyelembe kell venni, hogy a titán erősen hajlamos a vágószerszámhoz tapadni, felépített éleket létrehozva. Ez egy trükkös probléma, amely csökkenthető bőséges mennyiségű, közvetlenül a vágási felületre irányuló nagynyomású hűtőközeg alkalmazásával. A cél az, hogy a forgácsot a lehető leghamarabb eltávolítsuk, hogy megelőzzük a forgács újravágását, és a furatokat tisztán és törmelékmentesen tartsuk. A titán kereskedelmi forgalomban kapható tiszta minőségű titánoknál a “gumiszerű” jellegük miatt nagy aggodalomra ad okot a csiszolódás. Ez a korábban említett stratégiákkal kezelhető, például a munkadarabbal való érintkezés minden pillanatában folyamatos előtolással és nagy mennyiségű nagynyomású hűtőfolyadék használatával.
Titán megoldások
Míg a titán és ötvözeteinek megmunkálásakor az elsődleges problémák változhatnak, a csökkentésükre szolgáló módszerek némileg állandóak maradnak. A fő gondolatok a következők: a marás, a hőtermelés, a munkakeményedés és a munkadarab vagy a szerszám elhajlásának elkerülése. Használjon sok hűtőfolyadékot nagy nyomáson, tartsa alacsonyan a fordulatszámot és magasan az előtolást, tartsa a szerszámot mozgásban, amikor érintkezik a munkadarabbal, és használjon minél merevebb beállításokat.
Ezenkívül a megfelelő szerszámbevonat kiválasztása segíthet abban, hogy a munka sikeres legyen. Mivel a titán megmunkálási műveletek során nagy hő keletkezik, egy olyan bevonat, amely megfelelően képes kezelni a hőmérsékletet, kulcsfontosságú a teljesítmény fenntartásához a művelet során. A megfelelő bevonat segít elkerülni a csiszolódást és hatékonyan eltávolítani a forgácsot. Az olyan bevonatok, mint a Harvey Tool alumínium-titán-nitrid (AlTiN Nano), magas hőmérsékleten oxidréteget hoznak létre, és növelik a szerszám kenőképességét.
Mivel a titán és számos ötvözetének felhasználása tovább növekszik a különböző iparágakban, egyre több gépkezelőt bíznak meg e nehéz anyag megmunkálásával. A hőkezelés és a megfelelő forgácselszívás azonban a megfelelő bevonattal párosítva lehetővé teszi a sikeres munkát.
