Pada 13 September, Apple merilis ponsel seri iPhone 15. Perlu disebutkan bahwa ini adalah pertama kalinya bingkai paduan titanium muncul di ponsel pintar.
Paduan titanium adalah material yang ringan, tahan korosi, dan berkekuatan tinggi. Saat digunakan di ponsel cerdas, ini dapat meningkatkan kekuatan keseluruhan, ketahanan jatuh, dan ketahanan gores pada ponsel. Namun, paduan titanium adalah material yang sulit dikerjakan, dan pengenalan rangka paduan titanium juga merupakan tantangan dalam teknologi CNC.
Mengapa menurut kami paduan titanium merupakan material yang sulit untuk dikerjakan? Mari pelajari tentang karakteristik pemrosesan pemotongan terkait.
01
"Panas" adalah "pelakunya" yang membuat paduan titanium sulit untuk diproses
Gaya potong saat memproses paduan titanium hanya sedikit lebih tinggi dibandingkan baja dengan kekerasan yang sama, namun fenomena fisik pemrosesan paduan titanium jauh lebih kompleks daripada pemrosesan baja, sehingga pemrosesan paduan titanium menghadapi kesulitan yang sangat besar.
Konduktivitas termal sebagian besar paduan titanium sangat rendah, hanya 1/7 baja dan 1/16 aluminium. Oleh karena itu, panas yang dihasilkan selama pemotongan paduan titanium tidak akan dengan cepat dipindahkan ke benda kerja atau diambil oleh serpihan, tetapi akan terkonsentrasi di area pemotongan. Suhu yang dihasilkan bisa mencapai lebih dari 1000 derajat, menyebabkan ujung tombak alat cepat aus, retak, dan terbentuk. Tepi yang tertanam, tepi tajam yang cepat aus, menghasilkan lebih banyak panas di area pemotongan, sehingga semakin memperpendek umur pahat.
Temperatur tinggi yang dihasilkan selama proses pemotongan juga merusak integritas permukaan komponen paduan titanium, yang menyebabkan penurunan akurasi geometrik komponen dan fenomena pengerasan kerja yang secara serius mengurangi kekuatan lelahnya.
Elastisitas paduan titanium mungkin bermanfaat bagi kinerja bagian, tetapi selama proses pemotongan, deformasi elastis benda kerja merupakan penyebab penting getaran. Tekanan pemotongan menyebabkan benda kerja "elastis" menjauh dari pahat dan memantul, menyebabkan gesekan antara pahat dan benda kerja lebih besar daripada aksi pemotongan. Proses gesekan juga menghasilkan panas, yang memperburuk masalah konduktivitas termal yang buruk pada paduan titanium.
Masalah ini menjadi lebih serius ketika memproses bagian berdinding tipis atau berbentuk cincin yang mudah berubah bentuk. Tidak mudah untuk memproses bagian berdinding tipis paduan titanium hingga akurasi dimensi yang diharapkan. Karena ketika material benda kerja didorong oleh pahat, deformasi lokal pada dinding tipis telah melebihi rentang elastis dan menghasilkan deformasi plastis, sehingga kekuatan material dan kekerasan titik potong meningkat secara signifikan. Pada saat ini, kecepatan potong yang ditentukan semula menjadi terlalu tinggi, yang selanjutnya menyebabkan keausan pahat dengan cepat.
02
Pengetahuan proses untuk memproses paduan titanium
Berdasarkan pemahaman mekanisme pemrosesan paduan titanium dan penambahan pengalaman masa lalu, pengetahuan proses utama untuk pemrosesan paduan titanium adalah sebagai berikut:
(1) Gunakan sisipan dengan geometri sudut positif untuk mengurangi gaya pemotongan, panas pemotongan, dan deformasi benda kerja.
(2) Pertahankan pengumpanan yang konstan untuk menghindari pengerasan benda kerja. Alat harus selalu dalam kondisi umpan selama proses pemotongan. Jumlah pemotongan radial ae harus 30% dari radius selama penggilingan.
(3) Gunakan cairan pemotongan bertekanan tinggi dan aliran tinggi untuk memastikan stabilitas termal proses pemesinan dan mencegah degenerasi permukaan benda kerja dan kerusakan pahat yang disebabkan oleh suhu berlebihan.
(4) Jaga agar ujung pisau tetap tajam. Perkakas tumpul merupakan penyebab penumpukan panas dan keausan, yang dapat dengan mudah menyebabkan kegagalan perkakas.
(5) Proses paduan titanium dalam kondisi selembut mungkin, karena material menjadi lebih sulit untuk diproses setelah pendinginan, dan perlakuan panas meningkatkan kekuatan material dan meningkatkan keausan bilah.
(6) Gunakan radius busur ujung pahat yang besar atau talang untuk memasukkan sebanyak mungkin tepi pahat ke dalam pemotongan. Hal ini mengurangi gaya pemotongan dan panas di setiap titik serta mencegah kerusakan lokal. Saat melakukan milling paduan titanium, di antara parameter pemotongan, kecepatan potong memiliki pengaruh terbesar terhadap umur pahat vc, diikuti dengan pengikatan pahat radial (kedalaman milling) ae.
03
Mulailah dengan bilah untuk mengatasi masalah pemrosesan titanium
Keausan alur bilah yang terjadi saat pemesinan paduan titanium adalah keausan lokal pada bagian belakang dan depan sepanjang arah kedalaman pemotongan. Hal ini sering kali disebabkan oleh lapisan mengeras yang tersisa dari pemrosesan sebelumnya. Reaksi kimia dan difusi antara pahat dan material benda kerja pada suhu pemrosesan melebihi 800 derajat juga merupakan salah satu penyebab keausan alur.
Karena selama proses pemesinan, molekul titanium pada benda kerja terakumulasi di depan mata pisau dan "dilas" ke mata pisau di bawah tekanan tinggi dan suhu tinggi, membentuk tepi yang terbentuk. Jika tepi yang terpasang terkelupas dari tepi tajam, lapisan karbida sisipan akan ikut terkelupas, sehingga pemesinan titanium memerlukan material dan geometri sisipan khusus.
04
Struktur alat cocok untuk pemesinan titanium
Fokus pemrosesan paduan titanium adalah panas. Cairan pemotongan bertekanan tinggi dalam jumlah besar harus disemprotkan pada ujung tombak dengan segera dan akurat untuk menghilangkan panas dengan cepat. Ada struktur unik pemotong penggilingan di pasaran khusus untuk pemrosesan paduan titanium.
