Titanyum Alaşımının İşlenmesi Neden Zor ve Hangi Takımlar Uygun?

Titanyum, allotropik bir maddedir. 882 °C’nin altında sıkı paketlenmiş altıgen alfa yapısına sahipken, 882 °C’nin üzerinde ise gövde merkezli kübik beta yapısına sahiptir. Alaşımlama, dönüşüm sıcaklığını ve faz dengesini değiştirerek alfa, beta ve alfa-beta titanyum alaşımlarının oluşmasını sağlar.

İşlemeye Etki Eden Özellikler

Titanyumun Kesilmesi Neden Zor?

• Kesme deformasyon katsayısı 1’e yakın veya 1’in altındadır; bu durum, kesici kenar boyunca talaşın kaymasını artırır ve aşınmayı hızlandırır.
• Kesme sıcaklığı, ısının kısa bir takım-talaş temas bölgesi civarında yoğunlaşması nedeniyle yüksektir. Benzer koşullar altında, Ti-6Al-4V, 45 kalibreli karbon çeliğinin kesme sıcaklığının iki katından fazla bir sıcaklıkta işlenebilir.
• Ana kesme kuvveti, yapısal çeliğe kıyasla yaklaşık 20% daha düşük olsa da, temas basıncı 45 sınıfı çeliğin basıncının 130–150%’sine ulaşabilir ve bu da gerilimin kenarda yoğunlaşmasına neden olur.
• Gaz birikimi ve reaksiyon ürünleri, yorulma mukavemetini bozan ve çentiklenmeye, ufalanmaya ve pul pul dökülmeye yol açan sert, kırılgan ve düzensiz bir yüzey tabakası oluşturur.
• Yüksek afinite, sıcaklık ve basınç, aletin üzerinde ciddi yapışmaya ve malzeme birikmesine neden olur.
• Düşük sertlik, iş parçasının sapmasına ve geri esnemesine yol açarak, etkin açıklık açısını azaltır ve hassasiyeti olumsuz etkiler.

Alet Malzemelerinin Seçimi

Yaygın olarak tercih edilen malzemeler arasında kobalt, alüminyum veya vanadyum içeren yüksek hız çeliği; bazen diğer karbürlerin az miktarda ilave edildiği tungsten-kobalt sementli karbür; ve seçilmiş PVD/CVD kaplamalı karbürler yer alır. Tungsten-titanyum karbür türleri ve birçok kaplamalı kesici uç, genellikle bu uygulama için uygun değildir.

Elmas ve polikristal kübik bor nitrür takımlar, son işlem ve ultra hassas işlerde iyi performans gösterebilir. Elmas, yaklaşık 10.000 HV’ye kadar sertlik ve mükemmel ısı iletimi sunar; ancak yeterli soğutma ve yağlama ile sıcaklığı kabaca 700–800 °C’nin altında tutulmalıdır. PCBN, daha düşük sertliğe sahip olmakla birlikte 1.200°C'nin üzerinde termal kararlılık ve titanyuma karşı yüksek kimyasal inertlik gösterir; bu özellikleri onu yüksek sıcaklıkta kuru kesim için uygun kılar.