Do głównych powodów, dla których stopy tytanu są trudne w obróbce, zalicza się ich niską przewodność cieplną, wysokie temperatury skrawania, szybkie zużycie narzędzi i odkształcenia sprężyste podczas obróbki.
1. Niska przewodność cieplna
Przewodność cieplna stopów tytanu wynosi tylko 1/7 stali i 1/16 aluminium. Oznacza to, że ciepło powstające podczas cięcia nie może szybko się rozproszyć, co powoduje gwałtowny wzrost temperatury w strefie cięcia, potencjalnie przekraczając 1000 stopni. Tak wysokie temperatury mogą prowadzić do szybkiego zużycia i odpryskiwania narzędzia, skracając jego żywotność.
2. Wysoka temperatura cięcia
Ponieważ ciepło koncentruje się w obszarze skrawania, na krawędź narzędzia łatwo wpływają wysokie temperatury, które mogą pogorszyć wydajność materiału narzędzia, wpływając na dokładność obróbki i integralność powierzchni części. Wysokie temperatury mogą również powodować utwardzanie przez zgniot, zmniejszając wytrzymałość zmęczeniową stopów tytanu i wpływając na wydajność komponentów.
3. Szybkie zużycie narzędzia
Stopy tytanu są reaktywne chemicznie i mogą łatwo reagować z materiałami narzędzi, powodując rozwarstwienie powłoki lub przyspieszone zużycie. Dlatego podczas obróbki stopów tytanu zwykle konieczne jest użycie narzędzi z węglików spiekanych lub specjalnych narzędzi ze-ze stali szybkotnącej, które wytrzymują wysokie temperatury i duże obciążenia skrawaniem.
4. Odkształcenie sprężyste
Stopy tytanu mają stosunkowo niski moduł sprężystości, co czyni je podatnymi na odkształcenia sprężyste podczas obróbki skrawaniem, zwłaszcza podczas obróbki części o cienkich-ściennych lub-kształtnych kształtach pierścieniach. To odkształcenie zwiększa wytrzymałość i twardość materiału w punkcie skrawania, co dodatkowo zwiększa nacisk skrawania, tarcie pomiędzy narzędziem a przedmiotem obrabianym i wytwarza więcej ciepła.
Podsumowując, trudności w obróbce stopów tytanu wynikają głównie z ich właściwości fizycznych i chemicznych, które razem stwarzają wyzwania podczas obróbki. Dlatego przy obróbce stopów tytanu należy stosować odpowiednie technologie i narzędzia, aby poprawić wydajność obróbki i jakość detali.
