Per què l'aliatge de titani és difícil de tallar

Els aliatges de titani s'utilitzen àmpliament en diverses indústries a causa de la seva excel·lent resistència, resistència a la corrosió i biocompatibilitat. No obstant això, un gran repte amb el processament del titani és la seva poca mecanització, el que significa que és difícil de tallar i donar forma. Veurem en detall per què el titani és un material difícil de mecanitzar i els factors clau que contribueixen a aquesta dificultat.

Els aliatges de titani també són molt reactius químicament quan s'exposen a l'oxigen, la qual cosa dóna lloc a la formació d'una capa d'òxid dura i resistent al desgast a la seva superfície. Aquesta capa pot danyar les eines de tall i fer que es desgastin ràpidament, donant lloc a canvis freqüents d'eines. A més, quan s'utilitzen eines de tall d'aliatge de titani d'alta velocitat, la calor generada reacciona amb l'oxigen i crea una reacció química, fent que la temperatura augmenti, fent que l'eina es deformi, donant lloc a un acabat superficial deficient.
Alta resistència i resistència: l'aliatge de titani té una gran resistència i resistència, la qual cosa fa que requereixi una major força de tall i eines de tall més fortes per tallar materials durant el procés de tall. Normalment, els ganivets o eines d'acer normals no poden tallar el titani fàcilment perquè el titani és molt més fort.

Fàcil de generar encenalls: en tallar l'aliatge de titani, es generaran petites estelles, que poden provocar fàcilment espurnes i combustió. Per tant, es requereixen mètodes i equips de tall especials per controlar el procés de tall per reduir el risc d'incendi.

Punt de fusió elevat: el punt de fusió del titani és relativament alt, arribant a uns 1.668, el que significa que calen eines de tall a alta temperatura, com ara el tall per plasma o el tall per làser, per escalfar l'aliatge de titani a una temperatura suficient per tallar-lo.

Els aliatges de titani també tenen propietats pobres d'evacuació d'encenalls. El tall produeix grans quantitats d'encenalls altament abrasius amb vores afilades, que es poden deformar ràpidament a causa de les condicions de parell elevat del mecanitzat. A causa de la seva alta reactivitat i baixa conductivitat tèrmica, tendeixen a acumular-se a les superfícies de l'eina de tall i de la peça de treball, provocant un desgast i danys addicionals a l'eina de tall.
A causa de les seves propietats úniques, els aliatges de titani s'utilitzen sovint en aplicacions crítiques i d'alt rendiment que requereixen toleràncies extremadament altes. No obstant això, aquests requisits de tolerància estricta dificulten el mecanitzat i requereixen un control precís de les forces de tall, velocitats i avanços.

Baixa conductivitat tèrmica: la conductivitat tèrmica dels aliatges de titani és molt baixa, la qual cosa significa que la calor augmentarà ràpidament i de manera espectacular durant el tall, cosa que pot provocar un augment del desgast de l'eina. Per tant, quan es talla, la temperatura del material augmentarà i s'estovarà ràpidament, provocant la fallada de l'eina i la deformació de la peça. Això es tradueix en una reducció de la vida útil de l'eina i la precisió de mecanitzat, el que resulta en un augment dels costos de fabricació.

Per tal de tallar aliatges de titani, normalment es requereixen eines i tecnologies de tall especials, com ara tall d'alta velocitat, tall d'ions o tall per làser, etc., per complir els requisits del material i garantir la seguretat. A més, el tall d'aliatges de titani requereix estrictes procediments operatius i mesures de seguretat per evitar la generació de residus i residus perillosos.

La mala maquinabilitat dels aliatges de titani es deu a les seves propietats úniques, com ara la baixa conductivitat tèrmica, l'alta reactivitat química, l'evacuació deficient d'encenalls i els requisits d'alta tolerància. Entendre aquestes propietats i els reptes que plantegen és fonamental per desenvolupar estratègies de mecanitzat efectives per superar aquests reptes per aconseguir un mecanitzat precís i eficient dels aliatges de titani.