티타늄 태클:티타늄 및 그 합금 가공 가이드

오늘날의 제조 산업에서 티타늄과 그 합금은 항공우주, 의료, 자동차 및 총기 응용 분야의 필수품이 되었습니다. 이 인기 있는 금속은 녹과 화학 물질에 강하고 재활용이 가능하며 무게에 비해 매우 강합니다. 그러나 티타늄을 가공하고 작업에 적합한 도구와 매개변수를 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 문제가 있습니다.

티타늄 품종

티타늄은 거의 40가지에 달하는 ASTM 등급과 몇 가지 추가 합금을 포함하여 다양한 종류로 제공됩니다. 등급 1~4는 극한 인장 강도에 대한 다양한 요구 사항이 있는 상업적으로 순수한 티타늄으로 간주됩니다. 5등급(Ti6Al4V 또는 Ti 6-4)은 6%의 알루미늄과 4%의 바나듐으로 합금된 가장 일반적인 조합입니다. 티타늄과 그 합금은 종종 함께 그룹화되지만 이상적인 가공 접근 방식을 결정하기 전에 주목해야 하는 몇 가지 주요 차이점이 있습니다.

Helical Solutions의 HVTI 엔드밀은 티타늄 소재의 고효율 공구 경로에 탁월한 선택입니다.

티타늄 문제

워크홀딩

티타늄은 일반 강철보다 더 바람직한 재료 특성을 가질 수 있지만 더 유연하게 거동하며 종종 다른 금속만큼 단단하지 않습니다. 이를 위해서는 티타늄 공작물을 단단히 잡고 가능한 한 견고한 기계 설정이 필요합니다. 다른 고려 사항에는 중단된 절단을 피하고 공구가 공작물과 항상 접촉하는 상태를 유지하는 것이 포함됩니다. 뚫린 구멍에 들어가거나 프로파일이 있는 벽 옆에 도구를 멈추면 도구가 마찰되어 과도한 열이 발생하고 재료가 경화되며 조기 마모가 발생합니다.

열 발생

열은 강력한 적이며 속도와 이송을 선택할 때 열 발생을 고려해야 합니다. 상업적으로 순수한 티타늄 등급은 대부분의 합금보다 더 부드럽고 끈적거리지만 합금 원소를 추가하면 일반적으로 티타늄의 경도가 높아집니다. 이로 인해 발생하는 열 및 공구 마모에 대한 우려가 증가합니다. 더 큰 칩로드를 유지하고 더 단단한 티타늄 합금의 공구 성능으로 불필요한 마찰을 방지하고 가공 경화의 양을 최소화합니다. 더 큰 칩로드와 함께 더 낮은 RPM을 선택하면 더 높은 속도 옵션과 비교할 때 온도를 크게 낮출 수 있습니다. 낮은 전도 특성으로 인해 온도를 최소로 유지하면 공구에 가해지는 스트레스가 줄어들고 마모가 줄어듭니다. 고압 절삭유를 사용하는 것도 티타늄 가공 시 발열을 줄이는 효과적인 방법입니다.

이 캠축 커버는 Mitsubishi Evos를 위해 티타늄으로 맞춤 제작되었습니다.
사진 제공:@RebootEng(Instagram)

갤링 및 빌트업 엣지

고려해야 할 다음 장애물은 티타늄이 절삭 공구에 강한 경향이 있어 구성인선이 생성된다는 것입니다. 이것은 절단 표면을 직접 겨냥한 다량의 고압 냉각수를 사용하여 줄일 수 있는 까다로운 문제입니다. 목표는 칩 재절단을 방지하기 위해 가능한 한 빨리 칩을 제거하고 플루트를 깨끗하고 이물질이 없도록 유지하는 것입니다. 골링은 "거미 같은" 성질로 인해 상업적으로 순수한 티타늄 등급에서 큰 문제입니다. 이는 공작물이 접촉할 때 항상 공급을 계속하고 고압 냉각수를 충분히 사용하는 것과 같이 앞서 언급한 전략을 사용하여 해결할 수 있습니다.

티타늄 솔루션

티타늄과 그 합금을 가공할 때 주요 관심사가 바뀔 수 있지만 완화 방법은 어느 정도 일정하게 유지됩니다. 주요 아이디어는 골링, 열 발생, 가공 경화 및 공작물 또는 도구 편향을 방지하는 것입니다. 고압에서 많은 냉각수를 사용하고 속도를 낮추고 피드를 높이고 공작물과 접촉할 때 도구가 움직이도록 유지하고 가능한 한 단단한 설정을 사용하십시오.

또한 적절한 도구 코팅을 선택하면 작업을 성공적으로 수행하는 데 도움이 될 수 있습니다. 티타늄 가공 작업 중 높은 열이 발생하므로 온도에 적절하게 대처할 수 있는 코팅을 갖는 것이 작업을 통해 성능을 유지하는 열쇠입니다. 적절한 코팅은 또한 골링을 방지하고 칩을 효과적으로 배출하는 데 도움이 됩니다. Harvey Tool의 알루미늄 질화 티타늄(AlTiN Nano)과 같은 코팅은 고온에서 산화물 층을 생성하고 도구의 윤활성을 증가시킵니다.

도구 솔루션

Helical Solutions는 티타늄 및 그 합금의 고효율 밀링(HEM)에 최적화된 HVTI-6 툴링 라인을 제공합니다. Helical의 HVTI-6은 향상된 윤활성 및 고온 저항성을 제공하여 공구 수명을 개선하고 속도와 이송을 더 빠르게 하는 Aplus 코팅이 특징입니다.

티타늄과 티타늄의 많은 합금이 다양한 산업 분야에서 계속 사용됨에 따라 더 많은 기계공이 이 어려운 재료를 절단하는 작업을 맡게 될 것입니다. 그러나 올바른 코팅과 함께 열 관리와 적절한 칩 배출을 통해 성공적인 작업을 수행할 수 있습니다.