Dalam bidang pemesinan paduan titanium, pemilihan alat secara langsung mempengaruhi efisiensi produksi, kualitas pemesinan, dan pengendalian biaya secara keseluruhan.Memilih bahan alat yang tidak sesuai dapat menyebabkan cepat usang, peningkatan frekuensi penggantian, dan biaya alat yang jauh lebih tinggi.memilih alat yang tepat untuk menyeimbangkan kinerja dan biaya adalah tantangan penting bagi setiap perusahaan yang terlibat dalam pengolahan paduan titaniumArtikel ini memeriksa bahan alat umum untuk pemesinan titanium dan memberikan panduan praktis untuk pemilihan alat untuk mengoptimalkan proses dan mengurangi biaya.

Bahan-bahan alat utama yang tersedia saat ini terbagi menjadi empat kategori utama: baja berkecepatan tinggi (HSS), paduan berbasis kobalt, karbida, dan keramik.Setiap bahan memiliki karakteristik dan aplikasi yang berbedaMemahami sifat-sifat ini merupakan dasar untuk pemilihan alat yang tepat.

Baja kecepatan tinggi memperoleh namanya dari kemampuannya untuk mempertahankan kinerja pemotongan pada kecepatan rotasi yang tinggi.dengan komposisi yang berbeda menurut pemasokSementara alat HSS dapat mesin paduan titanium,ketahanan haus mereka membuat mereka tidak praktis untuk lingkungan produksi volume tinggi di mana perubahan alat yang sering akan mengurangi efisiensi dan meningkatkan biaya tenaga kerja.

Paduan berbasis kobalt, yang terutama terdiri dari kobalt, kromium, dan wolfram, menawarkan ketahanan haus yang baik.paduan ini berjuang dengan paduan titanium kekerasan tinggiMeskipun cocok untuk logam yang lebih lunak, penerapannya dalam pemesinan titanium tetap terbatas.

Alat karbida saat ini mendominasi pemesinan paduan titanium.Bahan ini mempertahankan kekerasan yang luar biasa pada suhu tinggi sambil menawarkan ketahanan haus yang unggul dan ketahanan terhadap deformasi plastikKeuntungan tambahan termasuk konduktivitas termal yang sangat baik dan modulus elastisitas yang tinggi.Sebagian besar alat karbida memiliki lapisan khusus untuk meningkatkan ketahanan ausKetika dipasangkan dengan pelapis yang tepat, alat karbida memberikan umur alat yang diperpanjang dan kualitas mesin yang unggul.

Alat keramik memiliki keuntungan dari inertitas kimia, yang membuatnya ideal untuk logam reaktif seperti titanium.alat keramik menderita kerapuhan yang signifikan dan kerentanan terhadap kelelahan termal dan mekanisBanyak ahli mencatat kinerja yang tidak dapat diprediksi dalam kondisi mesin yang tidak menguntungkan, yang mengharuskan pertimbangan yang cermat dari parameter operasi ketika memilih alat keramik.

Persamaan umur alat Taylor memberikan kerangka matematika untuk memilih bahan alat yang optimal untuk aplikasi tertentu:

Di mana:

• V = Kecepatan pemotongan (m/menit)
• T = umur alat (menit)
• C = Kecepatan pemotongan pada waktu kerja alat 1 menit (konstan tergantung bahan)
• n = Taylor exponent (biasanya 0,1-0,3), ditentukan oleh bahan alat, benda kerja dan kondisi pemotongan

Persamaan ini menetapkan hubungan antara kecepatan pemotongan dan umur panjang alat, memungkinkan prediksi umur alat dalam berbagai kondisi operasi.

1. Mendefinisikan persyaratan mesin:Mengidentifikasi kelas paduan titanium, spesifikasi presisi, persyaratan permukaan, dan target produksi.

2- Kumpulkan data:Mengumpulkan kecepatan pemotongan (V), alat hidup (T), dan Taylor eksponen (n) nilai untuk bahan alat yang berbeda pengolahan paduan titanium tertentu.literatur penelitian, atau tes pemotongan.

3Lakukan perhitungan:Masukkan data yang dikumpulkan ke dalam persamaan Taylor untuk membandingkan umur alat di seluruh bahan.persamaan menentukan bahan mana yang memenuhi parameter ini.

4Evaluasi pilihan:Pertimbangkan faktor biaya total termasuk harga pembelian, frekuensi penggantian, dan efisiensi pemesinan.Alat yang lebih murah dan membutuhkan perubahan yang sering dapat terbukti lebih mahal daripada alternatif yang lebih mahal dengan masa pakai yang lebih lama.

Lapisan khusus secara signifikan meningkatkan kinerja alat.

• Titanium Nitride (TiN):Lapisan tujuan umum dengan kekerasan tinggi dan ketahanan haus
• Titanium Carbonitride (TiCN):Kekerasan dan ketahanan aus yang ditingkatkan untuk bahan yang sulit dikerjakan
• Titanium Aluminium Nitride (TiAlN):Stabilitas suhu tinggi yang unggul dan ketahanan oksidasi untuk mesin berkecepatan tinggi dan kering
• Karbon seperti berlian (DLC):Pergeseran yang sangat rendah dan kekerasan yang sangat tinggi untuk logam non-ferrous dan komposit

Pemilihan pelapis harus mempertimbangkan sifat material benda kerja, kecepatan pemotongan, penggunaan pendingin, dan persyaratan presisi.

Di luar pemilihan bahan dan pelapis, mengoptimalkan parameter pemotongan meningkatkan efisiensi dan mengurangi biaya.

• Kecepatan pemotongan:Kecepatan yang lebih tinggi meningkatkan produktivitas tetapi mempercepat keausan alat
• Tingkat pakan:Tingkat umpan yang lebih tinggi meningkatkan output tetapi dapat mengorbankan permukaan
• Kedalaman pemotongan:Pemotongan yang lebih dalam meningkatkan tingkat penghapusan bahan tetapi meningkatkan kekuatan pemotongan

Melalui eksperimen dan penyempurnaan, produsen dapat mengidentifikasi kombinasi parameter optimal yang memaksimalkan efisiensi sambil meminimalkan biaya alat.

Sebuah produsen komponen aerospace yang mengolah bagian Ti-6Al-4V memilih alat karbida dengan lapisan TiAlN. Setelah pengoptimalan parameter, operasi mencapai:

• Kecepatan pemotongan: 80 m/menit
• Kecepatan pakan: 0,1 mm/rev
• Kedalaman pemotongan: 0,5 mm

Perbandingan dengan alat HSS sebelumnya, konfigurasi ini tiga kali lipat umur panjang alat, meningkatkan produktivitas sebesar 50%,dan mengurangi biaya alat sebesar 40%.

Pemilihan alat tetap sangat penting dalam pemesinan paduan titanium. Dengan memahami sifat material dan menerapkan persamaan Taylor, produsen dapat mengidentifikasi solusi alat yang optimal.Pemilihan pelapis dan optimasi parameter meningkatkan efisiensi dan efektivitas biayaUntuk sebagian besar aplikasi pemesinan titanium, alat karbida berlapis merupakan keseimbangan ideal antara daya tahan dan kinerja.Perusahaan harus secara hati-hati mengevaluasi persyaratan operasional untuk menerapkan strategi alat yang paling cocok untuk kebutuhan spesifik mereka.