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CNC 가공 티타늄:견고한 금속을 위한 합금 및 팁

다음 디자인의 기본 재료로 티타늄을 고려하고 있습니까? 또는 티타늄 부품 가공의 어려움에 대해 들어본 적이 있지만 어떤 티타늄 재종을 CNC 가공에 사용할 수 있는지 확실하지 않습니까? 이 질문 중 하나라도 예라고 답했다면 제대로 찾아오신 것입니다.

티타늄은 뛰어난 특성과 높은 생체 적합성으로 인해 항공 우주 및 생물 의학 산업에서 널리 사용되는 훌륭한 소재입니다. 그러나 물리적 특성이 티타늄을 훌륭하게 만드는 것과 마찬가지로 CNC 가공 공정에도 영향을 미칩니다. 다른 재료 및 금속에 비해 티타늄은 잘 계획된 전용 제조 절차가 필요합니다.

이 기사는 티타늄 가공 공정을 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 여기에는 이 금속의 특성, 고려해야 할 티타늄 등급, 취급 팁까지 포함됩니다.

티타늄 부품 가공 시 고려사항

티타늄은 가벼우면서도 강도가 높으며 내부식성이 뛰어난 제품을 만드는 귀중한 능력으로 인해 최근 몇 년 동안 인기를 얻었습니다. 티타늄으로 제작된 부품은 다른 재료보다 더 나은 성능을 유지하면서 더 오래 지속되는 경향이 있습니다. 또한 티타늄은 독성이 없습니다.

그러나 티타늄도 완벽하지는 않습니다. 열전도율이 낮고 표면이 제대로 처리되지 않으면 쉽게 손상될 수 있습니다. 또한, 가공 공정은 일반적으로 채터 마크를 남깁니다.

이 모든 것이 티타늄의 열악한 가공성에 기여합니다. 그래도 다행스럽게도 전 세계의 기계공들은 다른 금속에 비해 티타늄의 특성을 연구하고 제조 공정을 개선할 방법을 찾았습니다.

예를 들어, 티타늄 가공에는 신중한 방열 전략이 필요합니다. 이 문제를 해결하기 위해 CNC 가공 전문가는 티타늄 부품을 가공할 때 절삭 공구의 플루트 수를 늘리는 것이 효과적이라는 사실을 확인했습니다. 다른 금속에는 4~6개의 플루트가 사용되지만 티타늄은 종종 10개 이상의 플루트가 필요합니다.

또한 티타늄의 고강도 및 열악한 냉각 문제를 해결하기 위해 기계 기술자는 특수 티타늄 알루미늄 질화물(TiAlN) 또는 티타늄 탄질화물(TiCN) 코팅 공구를 사용합니다.

요약하면 전문가들은 티타늄 가공의 기본 열쇠는 인내라고 조언합니다. 열 축적을 제어하고, 표면 종단에서 떨림을 줄이고, 조각의 손상을 방지하고, 가공 공정을 안전하게 유지하려면 안전한 속도로 감속하는 것이 좋습니다.

CNC 가공을 위한 가장 일반적인 10가지 티타늄 재종

티타늄에 대한 수요 증가로 인해 업계에서 여러 가공 가능한 재종이 개발되었습니다. 순 티타늄과 산소, 팔라듐, 니켈 또는 몰리브덴과 같은 기타 원소를 함유하고 있는지에 따라 구별됩니다.

합금 원소가 다르면 티타늄 등급마다 기계적 특성이 다르기 때문에 응용 분야에 적합한 티타늄 등급을 선택할 수 있습니다. 티타늄 가공성에 대해 자세히 알아보고 이해하려면 다음 표를 확인하십시오!

표 1

합금/등급 설명 장점 단점 응용 프로그램
1등급
산소 함량이 낮은 상업용 순수 티타늄
가장 일반적으로 사용되는 티타늄 등급 중 하나입니다. 가장 연성이며 가장 부드러운 티타늄 합금입니다. 상대 성형성 및 기계 가공성, 내식성 및 충격 인성이 우수합니다. 다른 티타늄 등급에 비해 강도가 낮습니다. 화학 처리, 담수화, 의료 산업, 자동차 부품, 기체 구조.
2등급
표준 산소 함량을 가진 상업용 순수 티타늄
티타늄 산업의 핵심으로 알려진 순수 티타늄. 높은 내식성, 우수한 용접성, 강도, 연성 및 성형성. 높은 상대 가공성. 다른 티타늄 등급만큼 강하지는 않지만 1등급보다 강함 항공기 엔진, 탄화수소 처리, 염소산염 제조, 의료 산업.
3등급
중간 수준의 산소 함량을 지닌 상업용 순수 티타늄
3등급은 상업적으로 가장 적게 사용되지만 우수한 기계적 특성을 가지고 있습니다. 고강도 및 내식성. 우수한 상대 가공성. 1등급과 2등급보다 성형성이 떨어짐. 의료 산업, 해양 산업, 항공우주 구조물.
4등급
산소 함량이 높은 상업용 순수 티타늄
상업적으로 순수한 4가지 등급 중 가장 강한 것으로 알려져 있습니다. 매우 높은 강도와 ​​내식성. 좋습니다. 상대 가공성입니다. 가공하기 어렵고 느린 속도, 높은 냉각수 흐름 및 높은 이송 속도가 필요합니다. 극저온 용기, 열교환기, CPI 장비, 수술용 하드웨어, 기체 부품.
5등급
티타늄 합금 – Ti6Al4V
이것은 티타늄의 가장 일반적으로 사용되는 합금입니다. 알루미늄 6%와 바나듐 4%를 함유하고 있습니다. 높은 내식성 및 높은 성형성. 상대적 가공성이 낮습니다. 다른 합금보다 강도가 약합니다. 중요 기체 구조, 발전, 해양 및 해양 애플리케이션.
6등급
티타늄 합금 – Ti5Al-2.5Sn
기체 및 제트 엔진 응용 분야에 가장 일반적으로 사용됩니다. 높은 온도에서 우수한 용접성, 안정성 및 강도. 티타늄 합금 표준에 대한 중간 강도. 기체 및 제트 엔진 응용 분야, 로켓 및 우주선용 액체 가스 및 추진제 격납.
7등급
때때로 "순수한" 것으로 간주되는 티타늄 합금 – Ti-0.15Pd
2등급과 유사하지만 소량의 팔라듐을 함유하여 내식성을 향상시킵니다. 매우 우수한 내식성, 우수한 용접성 및 성형성. 다른 티타늄 합금만큼 강하지 않습니다. 화학 처리 및 생산 장비 구성요소.
11등급
때때로 "순수한" 것으로 간주되는 티타늄 합금 – Ti-0.15Pd
7등급과 유사하지만 다른 불순물에 대한 내성이 낮습니다. 우수한 내식성, 최적의 연성 및 성형성. 7등급에 비해 강도가 훨씬 낮습니다. 해양 응용, 염소산염 제조, 담수화.
12등급
티타늄 합금 – Ti0.3Mo0.8Ni
이 고내구성 합금은 0.3%의 몰리브덴과 0.8%의 니켈을 함유합니다. 우수한 용접성, 고온에서의 우수한 강도, 우수한 내식성. 다른 합금보다 비용이 많이 듭니다. 쉘 및 열 교환기, 습식 제련 애플리케이션, 항공기 및 해양 부품.
23등급
티타늄 합금 – T6Al4V-ELI
시장에서 TAV-EIL이라고도 하며 Extra Low Interstitial의 약자입니다. 5등급과 비슷하지만 순도가 높습니다. 연성 및 성형성, 파괴 인성이 우수합니다. 최적의 생체 적합성. 상대적 가공성이 낮습니다. 다른 티타늄 합금보다 강도가 낮습니다. 정형외과용 핀 및 나사, 정형외과용 케이블, 수술용 스테이플, 치열 교정 장치.

올바른 등급의 티타늄 선택 및 작업

눈치채셨겠지만, 제품에 가장 적합한 티타늄을 선택하는 것은 원하는 특성과 용도에 따라 다릅니다. 의료용 제품을 개발하려는 경우 23등급 티타늄을 선택하는 것이 좋습니다. 또는 고온에서 뛰어난 성능을 발휘하는 제품을 찾고 있다면 6등급 티타늄으로 작업하는 것이 좋습니다.

티타늄 합금은 숙련된 전문가가 수행해야 하는 세심한 가공이 필요하다는 점을 기억하십시오. Brass C360 또는 Steel SS416과 같은 자유 가공 금속과 달리 티타늄으로 작업하려면 전문 지식, 인내심, 올바른 도구가 필요합니다.

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