Titanyum, yüksek mukavemeti, düşük yoğunluğu ve mükemmel korozyon direnciyle bilinen olağanüstü bir metaldir. Titanyum iş parçası tedarikçisi olarak havacılık, tıp ve otomotiv dahil olmak üzere çeşitli sektörlerde artan titanyum talebine ilk elden tanık oldum. Ancak titanyumun işlenmesi, düşük ısı iletkenliği ve yüksek kimyasal reaktivite gibi benzersiz özelliklerinden dolayı zorlu bir iş olabilir. Titanyum iş parçalarının verimli ve hassas şekilde işlenmesini sağlamak için doğru kesici takımların seçilmesi çok önemlidir. Bu blog yazımda titanyum iş parçalarına uygun kesici takımlardan bahsedeceğim ve sektördeki tecrübelerime dayanarak bazı bilgiler sunacağım.
Titanyum İşlemenin Zorluklarını Anlamak
Uygun kesici takımlara geçmeden önce titanyumun işlenmesiyle ilgili zorlukları anlamak önemlidir. Titanyum nispeten düşük bir ısı iletkenliğine sahiptir; bu, kesme işlemi sırasında üretilen ısının kesici kenarda birikme eğiliminde olduğu anlamına gelir. Bu, hızlı takım aşınmasına, takım ömrünün azalmasına ve kötü yüzey kalitesine neden olabilir. Ek olarak titanyum, özellikle yüksek sıcaklıklarda kimyasal olarak reaktiftir; bu da iş parçası malzemesinin kesici takıma yapışmasına neden olarak talaş birikmesine (BUE) neden olur ve takımın aşınmasını daha da hızlandırır.
Diğer bir zorluk ise titanyumun yüksek mukavemeti ve tokluğudur. Titanyumun işlenmesi sırasında kesme kuvvetleri genellikle diğer metallerle karşılaştırıldığında daha yüksektir; bu durum, yeterli güç ve sağlamlığa sahip kesici takımlar gerektirir. Ayrıca, titanyum işlemede talaş oluşumu genellikle sürekli ve liflidir, bu da talaş boşaltma sorunlarına neden olabilir ve potansiyel olarak kesici takıma veya iş parçasına zarar verebilir.
Titanyum İş Parçaları için Kesici Takım Çeşitleri
Karbür Kesici Takımlar
Karbür kesici takımlar, yüksek sertlikleri, aşınma dirençleri ve termal stabiliteleri nedeniyle titanyumun işlenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Tungsten karbür, kesici takımlarda kullanılan en yaygın karbür türüdür. Yüksek kesme sıcaklıklarına dayanabilir ve aşınma ve krater aşınmasına karşı iyi direnç sağlar.
- Kaplamalı Karbür Takımlar: Kaplamalı karbür takımlar titanyum işleme için mükemmel bir seçimdir. Titanyum nitrür (TiN), titanyum karbonitrit (TiCN) veya alüminyum titanyum nitrür (AlTiN) gibi kaplamalar, aletin performansını çeşitli şekillerde artırabilir. Takım ile iş parçası arasındaki sürtünmeyi azaltarak kesme sıcaklıklarının düşürülmesine ve BUE oluşumunun önlenmesine yardımcı olur. Kaplama ayrıca aşınmaya karşı ek bir koruma katmanı sağlayarak takım ömrünü uzatır. Örneğin, AlTiN kaplı karbür takımlar, yüksek sıcaklıklarda sertliklerini ve oksidasyon dirençlerini koruyabildikleri için titanyumun yüksek hızda işlenmesi için özellikle uygundur.
- Katı Karbür Takımlar: Yekpare karbür kesici takımlar tamamen karbürden yapılmıştır ve yüksek hassasiyet ve sağlamlık sunar. Parmak frezeler, matkaplar ve kesici uçlar gibi çeşitli geometrilerde mevcutturlar ve frezeleme, delme ve tornalama da dahil olmak üzere çok çeşitli titanyum işleme operasyonları için kullanılabilirler. Örneğin yekpare karbür parmak frezeler, titanyum bileşenlerin işlenmesinde mükemmel yüzey kalitesi ve boyutsal doğruluk sağlayabilir.
Seramik Kesme Aletleri
Seramik kesici takımlar, özellikle yüksek hız ve yüksek sıcaklık uygulamaları için titanyumun işlenmesinde başka bir seçenektir. Seramikler son derece yüksek sertliğe ve aşınma direncine sahiptir ve karbür takımlardan çok daha yüksek kesme hızlarında çalışabilirler.
- Alümina Esaslı Seramikler: Alümina-titanyum karbür (Al₂O₃-TiC) kompozitleri gibi alümina bazlı seramikler, titanyumun işlenmesinde yaygın olarak kullanılır. İyi bir kimyasal stabiliteye sahiptirler ve önemli bir aşınma olmadan yüksek kesme sıcaklıklarına dayanabilirler. Bununla birlikte, seramik takımlar nispeten kırılgandır ve takımın kırılmasını önlemek için dikkatli kullanım ve uygun işleme parametreleri gerektirir.
- Silisyum Nitrür (Si₃N₄) Seramikleri: Silisyum nitrür seramikler yüksek mukavemet, tokluk ve termal şok direnci sunar. Kesintili kesme işlemlerine uygundurlar ve titanyumun işlenmesinde uzun takım ömrü sağlayabilirler. Si₃N₄ seramik kesici uçlar genellikle yüksek verimliliğin gerekli olduğu tornalama ve frezeleme uygulamalarında kullanılır.
Kübik Bor Nitrür (CBN) Kesici Takımlar
Kübik bor nitrür, elmastan sonra bilinen en sert malzemelerden biridir. CBN kesici takımlar aşınmaya son derece dayanıklıdır ve titanyumun yüksek hızda işlenmesi için kullanılabilir.
- CBN Ekleri: CBN kesici uçlar genellikle titanyum alaşımlarının hassas tornalanması ve sert işlenmesi için kullanılır. Mükemmel yüzey kalitesi ve boyutsal doğruluk sağlayabilirler ve yüksek aşınma dirençleri uzun takım ömrü sağlar. Ancak CBN takımları nispeten pahalıdır ve uygulamaları belirli işleme operasyonları ve titanyum kaliteleriyle sınırlıdır.
Takım Geometrisi ve Tasarım Konuları
Takım malzemesine ek olarak kesici takımın geometrisi ve tasarımı da titanyum işlemede çok önemli bir rol oynar. İşte bazı önemli hususlar:
- Eğim Açısı: Pozitif talaş açısı kesme kuvvetlerini azaltabilir ve talaş akışını iyileştirebilir ancak aynı zamanda takımın gücünü de azaltabilir. Titanyum işleme için, kesme kuvvetlerini ve takım mukavemetini dengelemek amacıyla genellikle küçük bir pozitif veya sıfır eğim açısı önerilir.
- Rölyef Açısı: Aletin iş parçasına sürtünmesini önlemek için yeterli bir serbest bırakma açısı gereklidir, bu da ısı üretebilir ve aletin aşınmasını hızlandırabilir. Daha büyük bir boşaltma açısı sürtünmeyi azaltmaya ve aletin performansını artırmaya yardımcı olabilir.
- Kesme Kenarı Yarıçapı: Keskin bir kesme kenarı, kesme kuvvetlerini azaltabilir ve yüzey kalitesini iyileştirebilir. Ancak çok keskin bir kenar kırılmaya yatkın olabilir. Hafifçe yuvarlatılmış kesme kenarı yarıçapı, iyi kesme performansını korurken daha iyi kenar mukavemeti sağlayabilir.
- Talaş Kırıcı Tasarımı: Etkili talaş kırıcı tasarımı, titanyum işlemede talaş oluşumunu kontrol etmek ve talaş tahliyesini kolaylaştırmak için gereklidir. İyi tasarlanmış bir talaş kırıcı, sürekli ve lifli talaşları daha küçük, daha yönetilebilir parçalara ayırabilir, talaş tıkanmasını önleyebilir ve takımın hasar görmesi riskini azaltabilir.
Uygulama Örnekleri
Titanyum iş parçaları için yukarıdaki kesici takımların kullanımına ilişkin bazı özel uygulama örneklerine göz atalım.
- Frezeleme GR2 Korozyona Dirençli Titanyum Oluk: Frezeleme yaparkenGR2 Korozyona Dirençli Titanyum Olukuygun geometriye sahip kaplamalı karbür parmak freze kullanılabilir. Kaplama, sürtünmeyi ve ısı oluşumunu azaltmaya yardımcı olurken parmak frezenin geometrisi verimli talaş tahliyesini sağlar. Kesme kuvvetlerini dengelemek ve takım aşınmasını önlemek için küçük bir pozitif talaş açısı ve yeterli bir boşaltma açısı önerilir.
- Gr1 Titanyum Flanş Delme: Sondaj içinGr1 Titanyum Flanşözel nokta geometrisine sahip bir yekpare karbür matkap kullanılabilir. Yekpare karbür malzeme yüksek mukavemet ve aşınma direnci sağlar ve uç geometrisi talaş oluşumunu ve delme verimliliğini artıracak şekilde tasarlanmıştır. Aşırı ısı oluşumunu ve takımın kırılmasını önlemek için genellikle yavaş bir ilerleme hızı ve orta düzeyde bir iş mili hızı gerekir.
- Gr5 Titanyum Flanşın Tornalanması: DönerkenGr5 Titanyum Flanşözel gereksinimlere bağlı olarak bir CBN kesici uç veya kaplamalı karbür kesici uç kullanılabilir. CBN kesici uçlar yüksek hızlı ince talaş işleme operasyonları için uygundur, kaplamalı karbür uçlar ise daha çok yönlüdür ve hem kaba işleme hem de ince talaş işleme için kullanılabilir. Kesme performansını optimize etmek için talaş açısı, boşaltma açısı ve talaş kırıcı tasarımı gibi kesici ucun geometrisi dikkatli bir şekilde seçilmelidir.
Çözüm
Titanyum iş parçalarının işlenmesi, bu benzersiz metalle ilgili zorlukların üstesinden gelmek için kesici takımların dikkatli seçilmesini gerektirir. Karbür kesici takımlar, seramik kesici takımlar ve CBN kesici takımların her birinin kendine göre avantajları vardır ve farklı titanyum işleme uygulamaları için uygundurlar. Takım malzemesi, geometri ve tasarımın yanı sıra işleme operasyonunun özel gereklilikleri de dikkate alındığında, titanyum iş parçalarının verimli ve hassas şekilde işlenmesini sağlamak mümkündür.
Yüksek kaliteli titanyum iş parçaları pazarındaysanız veya titanyum işleme projeleriniz için en iyi kesici takımlar konusunda tavsiyeye ihtiyacınız varsa lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin. Sektörde geniş deneyime sahip profesyonel bir titanyum iş parçası tedarikçisiyiz ve müşterilerimize en iyi ürün ve hizmetleri sunmaya kararlıyız.
Referanslar
- Astakhov, Başkan Yardımcısı (2010). Metal Kesme Mekaniği. Elsevier.
- Shaw, MC (2005). Metal Kesme Prensipleri. Oxford Üniversitesi Yayınları.
- Trent, EM ve Wright, PK (2000). Metal Kesim. Butterworth-Heinemann.