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티타늄은 뛰어난 CNC 가공 재료입니다. 고온을 견딜 수 있고 화학적 부식에 강합니다. 게다가 여러 가지 다른 특성과 함께 가벼워서 제조업체에게 독특하고 바람직한 제품입니다.
CNC 가공 티타늄 부품은 내구성이 매우 뛰어나지만 인장 강도가 높기 때문에 티타늄 가공이 어려울 수 있습니다. 이 기사에서는 CNC 가공 티타늄에 대한 유용한 정보, 티타늄 가공에 적합한 절단 도구를 선택하는 방법, 성공적인 가공을 위한 유용한 팁을 제공합니다.
제조 재료로서 CNC 티타늄의 주요 이점은 뛰어난 생체 적합성, 높은 수준의 내식성, 금속 중 가장 높은 중량 대비 강도 비율을 포함합니다. 이 금속은 또한 우수한 연성과 우수한 가공성을 가지고 있습니다. CNC 가공 부품으로 티타늄을 선택하는 다른 이유는 다음과 같습니다:
티타늄의 이러한 품질은 항공우주, 의료, 자동차 산업을 포함한 다양한 산업에 적용됩니다.
CNC 티타늄은 다양한 용도로 사용할 수 있는 훌륭한 소재이지만 제조업체는 이를 가공할 때 어려움을 겪는 경우가 많습니다. 이러한 과제에는 다음이 포함됩니다.
티타늄 합금을 가공할 때 일부 가스가 티타늄 합금과 반응하여 표면 산화 및 취화와 같은 문제를 일으킬 수 있습니다. 부품이 약화되고 내식성이 저하될 수 있습니다.
게다가, 이 금속은 높은 강도에 비해 탄성 계수가 낮기 때문에 결과적으로 기계 가공 시 점착성 재료가 됩니다. 티타늄은 끈적끈적한 성질을 갖고 있어 CNC 절삭 공구에 달라붙어 파손 및 파손의 원인이 될 수 있습니다. 공구 손상 외에도 골링은 티타늄의 표면 마감 품질을 저하시키는 경우가 많습니다.
티타늄을 가공하는 동안 차가운 온도를 유지하는 것은 가장 어려운 과제 중 하나입니다. 그 이유는 티타늄의 열전도율이 낮아서 툴링이 빠른 곳에서 금속 공작물에 열이 쌓이기 때문입니다. 특히 단단한 티타늄 합금을 가공할 때 절단 표면을 처리하지 않으면 더 빨리 마모되고 절단 표면의 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
이러한 견고한 티타늄 합금에는 CNC 기계에서 더 큰 칩 부하와 더 낮은 RPM을 사용하는 것이 필수적입니다. 고압 절삭유는 절삭 공구가 더욱 효율적으로 작동하고 더 높은 품질의 티타늄 조각을 만드는 데도 도움이 됩니다.
또한 티타늄 합금은 높은 절삭력이 필요하기 때문에 절삭이 어렵습니다. 이러한 절삭력은 공구 마모, 부품 결함, 높은 진동을 유발하여 결과적으로 제품 품질과 표면 마감에 영향을 미치는 경우가 많습니다.
결정 구조로 인해 티타늄 합금은 유연성이 매우 뛰어나지 않아 가공 중에 문제가 발생할 수 있습니다. 이들의 결정 구조는 가공 중 절삭력을 증가시켜 가공 용이성을 감소시키고 잔류 장력의 가능성을 증가시킬 수 있습니다. 이러한 긴장으로 인해 위치가 비틀리거나 갈라지거나 지속 시간이 단축될 수 있습니다.
많은 기계 공장에서는 티타늄 가공의 어려움으로 인해 이 최첨단 소재로 작업하는 것을 주저합니다. 그러나 뛰어난 품질로 인해 많은 제조업체에서는 고품질 부품을 생산하기 위해 티타늄을 사용하기로 선택하고 있습니다. 다행스럽게도 숙련된 CNC 기계공과 공구 제조업체가 기계 티타늄에 대한 유용한 팁을 개발했습니다.
티타늄은 이미 공구 떨림을 발생시키기 쉽기 때문에 진동을 줄이기 위해 할 수 있는 모든 조치를 취하면 티타늄 가공이 더 쉬워집니다. 작업물의 휘어짐을 방지하려면 부품을 단단히 고정하십시오. 또한 매우 견고한 툴링 배열을 갖춘 최고 수준의 CNC 기계를 활용하십시오. 도구 휘어짐을 최소화하려면 더 짧은 절단 도구를 채택하는 것도 고려할 수 있습니다.
티타늄에 대한 수요가 증가함에 따라 공구 제조업체는 티타늄의 가공성을 높이기 위한 새로운 전략을 개발하고 있습니다. 탄질화티탄(TiCN) 또는 내열성 질화티타늄알루미늄(TiAlN)으로 코팅된 절삭 공구는 수명이 더 길어집니다.
전반적으로 기계 기술자는 우수한 품질의 티타늄 전용 공구를 선택하고 낡은 장비를 정기적으로 검사하고 교체해야 합니다. 또한 열 축적을 제한하면서 공작물 제거율을 일정하게 유지하려면 직경이 더 작고 절단 모서리가 더 많은 도구를 사용하는 것이 좋습니다.
티타늄을 가공할 때는 온도 조절을 주의 깊게 사용해야 합니다. 절단 부위에 지속적으로 고압 절삭유를 공급하는 것은 가공물과 툴링을 냉각시키는 가장 간단한 방법 중 하나입니다. 칩을 절단 영역 밖으로 날려 버리면 가공 도구에 칩이 달라붙지 않습니다.
또한 티타늄으로 작업할 때는 이송 속도, 스핀들 속도 및 칩 부하를 고려하는 것이 중요합니다. 이는 도구와 장비에 가해지는 스트레스를 제한하고 한 장소에 너무 오래 머무르는 것을 피하는 것을 의미합니다. 절삭 효율성을 높이고 가공 온도를 낮추기 위해 축 방향 절입 깊이를 늘리고 반경 방향 맞물림을 줄이는 것과 같은 대체 절삭 전략도 조사해 볼 가치가 있습니다.
티타늄 마감은 공구 반경의 아주 작은 비율, 매우 날카롭고 날당 이송이 거의 필요하지 않습니다. 그러나 작업 영역에서 열을 제거하기가 어렵습니다. 그대로 두면 결국 절삭 공구가 망가지고 열 효과로 인해 공차 유지가 어려워집니다. 따라서 티타늄을 절단할 때는 가능한 최상의 절삭유 설정을 사용하십시오.
효과적인 보조 장치는 고압 냉각 시스템입니다. 응용 분야에 따라 스핀들이 필수적일 수도 있습니다. 티타늄 작업 시 냉각수 농도를 높이는 것도 도움이 될 수 있습니다.
다양한 등급의 티타늄과 티타늄 합금 유형이 있으며 각각 이상적인 용도, 장점 및 단점이 있습니다. 이 성적을 자세히 살펴보겠습니다.
가장 자주 사용되는 티타늄 유형 중 가장 부드럽고 가장 연성이 높은 티타늄 합금입니다. 1등급 티타늄은 가공성, 충격인성, 내식성, 성형성이 우수합니다. 단점은 다른 등급의 티타늄에 비해 강도가 낮다는 것입니다. 이 등급은 의료, 자동차, 항공우주 산업에 적용됩니다.
이것은 일꾼 티타늄이라고도 알려져 있습니다. 내식성, 강도, 성형성, 용접성, 연성이 높고 강도가 낮습니다. 2등급 티타늄은 의료 및 항공우주 산업에서 항공기 엔진 생산에 응용됩니다.
비록 1등급과 2등급만큼 상업적으로 인기가 있지는 않지만, 이 티타늄은 우수한 기계적 특성을 가지고 있습니다. 내식성이 높을 뿐만 아니라 가공성과 강도도 높습니다. 이는 의료, 해양, 항공우주 산업에 적용됩니다.
이 등급의 티타늄은 강도와 내식성이 높습니다. 그러나 가공이 쉽지 않고 많은 양의 절삭유와 이송 속도가 필요한 경우가 많습니다. 4등급 티타늄은 극저온 용기, CPI 장비, 기체 부품, 열 교환기 등에 적용됩니다.
위의 1~4등급은 모두 순수 티타늄이며, 다음 섹션은 다양한 등급의 티타늄 합금에 관한 것입니다.
5등급 티타늄 합금에는 바나듐 4%와 알루미늄 6%가 포함되어 있습니다. 다른 합금만큼 강하지는 않지만 내식성과 성형성이 우수합니다. 이는 발전, 해양 및 해양 응용 분야, 중요한 기체 구조에 이상적입니다.
이 티타늄 등급은 특히 고온에서 우수한 안정성, 강도 및 용접성을 갖고 있어 기체 및 제트 엔진 생산에 적용할 수 있습니다.
이 등급의 티타늄은 등급 2와 유사하지만 유일한 차이점은 내식성을 향상시키기 위해 첨가된 팔라듐 함량입니다. 7등급 티타늄 합금은 성형성과 용접성이 우수합니다. 화학 처리 장비 생산에 사용하기에 이상적입니다.
11등급 티타늄은 7등급과 매우 유사합니다. 그러나 연성이 더 높고 다른 불순물에 대한 내성이 낮습니다. 7등급보다 강도가 낮으며 해양 및 염소산염 제조 산업에 적용됩니다.
12등급 티타늄은 상당히 고가이며 니켈 0.8%와 몰리브덴 0.3%를 함유하고 있어 용접성, 고온 강도, 내식성이 뛰어납니다. 이는 쉘 및 열 교환기, 해양 및 항공기 부품 등에 적용됩니다.
초저격형 티타늄 또는 TAV-EIL로도 알려진 23등급 티타늄은 5등급 티타늄과 유사한 특성을 공유하지만 더 순수합니다. 파괴인성이 좋고, 생체적합성이 좋으며, 상대가공성이 좋지 않습니다. 이는 정형외과용 핀, 나사, 수술용 스테이플 및 치아교정 장치 생산에 사용됩니다.
티타늄을 CNC 가공할 때 절삭 공구를 사용하는 것은 일반적으로 좋지 않습니다. 티타늄 밀링이나 기타 CNC 가공 기술을 사용할 때 적합한 절단 도구를 선택하는 방법은 다음과 같습니다.
제품 사이클 시간을 얻으려면 엔드밀 플루트 수를 늘려야 합니다. 티타늄의 경우 톱니가 많을수록 떨림이 줄어듭니다. 예를 들어, 10개 플루트 엔드밀은 대부분의 소재에 이상적인 칩 부하에 적합하지만 티타늄과 함께 사용하기에 적합합니다. 이는 주로 방사형 맞물림을 줄여야 하기 때문입니다.
영률이 낮기 때문에 티타늄은 강하고 탄력적입니다. 즉, 효율적으로 문지르지 않고 표면에서 칩을 제거하려면 날카로운 도구가 필요합니다.
단속 절삭은 날카로운 모서리의 공구에 칩을 박아 조기 공구 파손으로 이어질 수 있으므로 가능한 한 피하세요.
코팅은 티타늄에서 발생하는 열을 견딜 수 있는 툴링의 능력을 크게 향상시킬 수 있습니다. TiAlN(티타늄 알루미늄 질화물)은 고려해야 할 적합한 코팅입니다. 이는 구성인선, 흠집 및 칩 용접을 방지하기 위해 윤활성을 부여하며 특히 기계 가공 온도에 매우 적합합니다.
고이송 밀은 축방향 및 반경방향 티타늄을 가공할 때 맞물림을 낮게 유지하는 데 적합합니다. 이러한 도구는 해당 작업을 효과적으로 수행하기 위해 특별히 제작되었습니다.
티타늄 연마를 포함한 다양한 표면 마감 기술은 기능적, 미적 이유로 CNC 가공 티타늄 제품을 향상시킬 수 있습니다. 이러한 표면 마감에는 다음이 포함됩니다.
티타늄으로 가공된 부품은 내구성이 뛰어나고 부식에 강하며 심미적입니다. 이러한 특성 덕분에 다양한 산업 분야에 응용할 수 있습니다.
대부분의 자연 발생 금속에 비해 티타늄은 내식성이 더 높습니다. 이러한 저항 덕분에 프로펠러 샤프트, 수중 로봇 공학, 리깅 장비, 볼 밸브, 해양 열 교환기, 소방 시스템 배관, 펌프, 배기 스택 라이너 및 온보딩 냉각 시스템을 생산하는 데 이상적입니다.
수많은 바람직한 품질로 인해 티타늄은 항공우주 산업에서 인기 있는 소재입니다. 이러한 품질에는 높은 중량 대비 강도 비율, 탁월한 부식 저항성, 매우 뜨거운 환경에서의 성능이 포함됩니다. 항공우주 산업의 티타늄 부품에는 시트 부품, 터빈 부품, 샤프트, 밸브, 하우징, 필터 부품은 물론 산소 발생 시스템용 부품이 포함됩니다.
자동차 부문에서는 티타늄 대 알루미늄이 끊임없이 논쟁을 벌이고 있으며, 알루미늄은 가용성과 비용 효율성으로 인해 우위를 점하고 있습니다. 그럼에도 불구하고 티타늄은 여전히 자동차 부품 생산에 사용됩니다. 티타늄 및 그 합금의 주요 자동차 용도는 밸브, 밸브 스프링, 리테이너, 자동차 정지 브래킷, 걸이형 이어 너트, 엔진 피스톤 핀, 서스펜션 스프링, 브레이크 캘리퍼 피스톤, 엔진 로커 및 내연 기관의 커넥팅 로드 생산입니다.
의료 산업에서는 높은 내식성, 낮은 전기 전도도 및 생리학적 pH 값으로 인해 티타늄을 여러 용도로 사용합니다. 의료 산업에 사용되는 티타늄으로 만든 부품에는 테이퍼형, 직선형 또는 셀프 태핑 뼈 나사, 치과용 임플란트 나사, 두개골 고정 시스템용 두개골 나사, 척추 고정 막대, 커넥터 및 플레이트, 정형외과용 핀 등이 포함됩니다.
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티타늄과 그 합금은 최적의 부품 생산을 위해 세심한 가공이 필요합니다. 그것은 강철이나 황동과 같은 금속과는 매우 다른 금속입니다. 이를 위해서는 올바른 도구, 전문 지식 및 인내심이 필요합니다. 이것이 바로 티타늄 CNC 가공 프로젝트를 정밀하게 고품질 부품을 보장하는 WayKen과 같은 전문가에게 아웃소싱하는 것이 가장 좋은 이유입니다.
티타늄은 녹는점이 높기 때문에 강철보다 가공하기가 더 어렵습니다. 또한 매우 가단성이 있고 부러지기 전에 늘어나는 경우가 많아 가공하기가 더 어렵습니다.
티타늄으로 작업할 때 이 인서트는 날당 0.03~0.15mm의 이송 속도로 40~150m/분의 속도로 절삭해야 합니다.
응력 완화 기술은 연성과 강도를 손상시키지 않고 티타늄 합금에 사용할 수 있습니다. 단조품은 금속을 595~705°C(1100~1300°F)의 온도로 1~2시간 동안 가열한 후 공랭식으로 생산합니다.
장비 유지 보수 및 수리
재가열로의 연소 시스템 재가열로의 주요 기능은 반제품 강철(빌렛, 블룸, 슬래브 또는 원형)의 온도를 일반적으로 1000°C에서 1250°C 사이의 온도로 올리는 것입니다. 열간 압연기의 단면, 크기 또는 모양. 재가열로는 야금 및 생산성상의 이유로 가열 속도 측면에서 특정 요구 사항과 목표를 충족해야 합니다. 재가열 퍼니스에는 퍼니스를 통과할 때 원하는 온도로 가열되는 재료의 연속적인 흐름이 있습니다. 열간 압연 작업에는 가능한 한 가장 낮은 비용과 최적의 압연기 생산 속도로 고품질의 반제품을 재가열해야 합니다. 열간 압연기
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