Gia công Titan chính xác tại Hà Nội

Gia công vật liệu Titan là một quy trình đặc biệt, đòi hỏi kỹ thuật và trang thiết bị chuyên biệt do tính chất vật liệu này. Titan là kim loại có độ bền cao, trọng lượng nhẹ, khả năng chống ăn mòn tốt và tính ổn định ở nhiệt độ cao, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hàng không, y tế, quân sự, và chế tạo máy móc chính xác.

Dưới đây là một số phương pháp gia công vật liệu Titan và các lưu ý khi gia công:

Kim loại Titan là gì?

Kim loại titan (Ký hiệu Ti và số hiệu nguyên tử 22) là một kim loại chuyển tiếp bóng, có màu bạc, tỷ trọng thấp và độ bền cao. Nó là một trong những kim loại mạnh nhất được biết đến với khả năng chống ăn mòn tốt, độ bền mỏi tuyệt vời và trọng lượng nhẹ. Nó thường được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ, y tế, quân sự, hạt nhân và dầu mỏ.

Ưu điểm của gia công CNC Titan

Titan là một trong những kim loại phong phú nhất trên lớp vỏ trái đất. Các đặc tính sau của kim loại này làm cho gia công CNC Titan trở nên phổ biến đối với các khách hàng trong ngành của chúng tôi.
 

• Titanium là một kim loại tương thích sinh học và không độc hại và có khả năng chống ăn mòn. Cả hai đặc tính này làm cho nó trở thành một lựa chọn đúng đắn cho ngành y tế.
• Các bộ phận titan không có từ tính và có tỷ lệ cường độ trên trọng lượng cao.
• Kim loại này không có từ tính và đảm bảo khả năng chống oxit cao.
• Titan có thể dễ dàng tạo hợp kim với sắt, vanadi, nhôm, molypden và niken để tạo ra các bộ phận kim loại chắc chắn.
• Kim loại này có thể tái chế 100%, làm cho nó trở thành vật liệu thân thiện với môi trường.
• Do tính bền vững của nó, các bộ phận gia công CNC bằng titan được sử dụng trong các ứng dụng mà chúng có thể tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt.

Sau đây là một vài tính chất vật lý và cơ học đáng chú ý của Titanium.

• Mật độ: 4,50 g/cm3
• Điểm nóng chảy: 1650-1670 ° C
• Điểm sôi: 3287 °C
• Độ bền kéo: 220 MPa
• Mô đun đàn hồi: 116 GPa
• Mô đun cắt: 43.0 GPa
• Độ cứng, Brinell : 70
• Độ cứng, Vickers : 60
• Độ giãn dài khi đứt : 54%

Gia công hợp kim titan cần chú ý các đặc điểm sau:

• Titanium là một chất dẫn nhiệt kém. Nhiệt tạo ra bởi sự tiếp xúc giữa dao cắt và phôi không thoát đi nhanh chóng, nhiệt bị tập trung ở rìa cắt và khuôn công cụ khi gia công.
• Titanium có xu hướng ma sát hợp kim khác hoặc phản ứng hóa học với các vật liệu trong dao cắt ở nhiệt độ cao. Điều này gây ra hiện tượng lẹo dao, hàn dính cùng với sự tàn phá nhanh chóng của dao cắt.
• Titanium có mô đun đàn hồi thấp nghĩa là  “đàn hồi” hơn thép. Điều này khi gia công hợp kim titan làm phoi thoát ra khỏi khu vực gia công tạo thành sợi, phoi không bị bẻ gãy. Phần mảnh phoi làm chệch hướng chịu áp lực dao cắt lên phôi làm sai lệch dung sai cắt.
• Do đó, nếu muốn giảm sự mài mòn dao cắt khi gia công chúng ta phải giảm nhiệt độ ngay bề mặt tiếp xúc giữa dao và phoi bằng các cách sau đây:
• Sử dụng dao phay tốc độ thấp. Nhiệt độ bị ảnh hưởng nhiều hơn bằng cách giảm  tốc cắt chậm hơn.
• Duy trì tỷ lệ lệ ăn phôi. Nhiệt độ không bị ảnh hưởng bởi tỷ lệ phay ăn phôi quá nhanh, nhưng tỷ lệ ăn phoi đồng nghĩa với thời gian gia công vật liệu.
• Bơm nhiều dầu cắt gọt kim loại vào khu vực gia công là cách để loại bỏ nhiệt nhanh chóng.
• Dầu cắt gọt sẽ làm sạch bôi trơn và mang phoi ra khỏi khu vực cắt.
• Sử dụng dao cắt mới, đúng phương pháp và thay thế dao khi có dấu hiệu của sự mài mòn.

Các Lưu ý khi Gia công Titan

Khó khăn trong việc gia công Titan

• Tính cứng và độ bền cao: Titan có độ cứng lớn và khả năng chống ăn mòn tốt, điều này khiến cho việc gia công trở nên khó khăn hơn, vì các dụng cụ cắt phải được chọn lựa kỹ càng để không bị mài mòn quá nhanh.
• Tạo nhiệt cao khi gia công: Titan có xu hướng tạo ra nhiệt cao khi gia công, làm cho dụng cụ cắt nhanh chóng bị mài mòn. Do đó, cần có hệ thống làm mát tốt để kiểm soát nhiệt độ trong quá trình gia công.
• Tính dễ bị oxy hóa: Titan dễ bị oxy hóa ở nhiệt độ cao. Do đó, khi gia công Titan, cần có khí bảo vệ để ngăn chặn phản ứng oxy hóa, đặc biệt là khi hàn hoặc cắt.

Lựa chọn Dụng Cụ Cắt

• Dụng cụ cắt hợp kim cứng: Các dụng cụ cắt Titan thường được làm từ hợp kim cứng như carbide hoặc cắt gọt hợp kim PVD. Đây là các vật liệu chịu nhiệt cao, giúp kéo dài tuổi thọ dụng cụ cắt.
• Tốc độ cắt thấp: Để giảm nhiệt sinh ra trong quá trình gia công và tránh làm hư hỏng dụng cụ cắt, tốc độ cắt khi gia công Titan phải được duy trì ở mức thấp.

Lưu ý đến bước tiến (feed) và tốc độ gia công (speed)

Titanium có dải gia công khá hạn hẹp, với tốc độ cắt được khuyến nghị là 60 m / phút để gia công thô và có thể tăng gấp 3-4 lần khi gia công tinh. Tốc độ gia công hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng thoát phoi và các yếu tố khác, nhưng phải đủ cao. Nếu bước tiến (feed) và vận tốc (speed) chênh lệch đáng kể có thể gây hư, mẻ dao cụ và như bạn cũng biết, chi phí dao cụ gia công Titan không hề thấp. Vì vậy, chúng ta nên luôn tuân theo khuyến nghị của nhà sản xuất dụng cụ cắt khi gia công titan.

Gia tăng nhiệt vào chip, phoi để tăng tuổi thọ dao cụ

Titanium dẫn nhiệt với tốc độ tương thấp, vì vậy trong quá trình gia công, độ dẫn nhiệt kém này giữ nhiệt trong khu vực làm việc, không được tản ra gây hỏng công cụ cắt. Hãy thử thiếp lập tăng bước tiến để đẩy một phần sinh nhiệt vào phoi và để tản nhiệt có thể giúp tăng tuổi thọ dao cụ

Ứng dụng của các bộ phận gia công bằng titan

• Gia công CNC titan đòi hỏi độ chính xác cao và yêu cầu chuyên môn. Các bộ phận máy titan có độ chính xác cao và dung sai cao, được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm sau:
• Bộ phận giả y tế
• Ống cho nhà máy điện
• Mạ giáp, tàu hải quân
• Thay thế hông và đầu gối
• Máy tạo nhịp tim
• Trao đổi nhiệt
• Khung máy

Một trong những tính năng quan trọng của hợp kim titan là khả năng chịu được các điều kiện khắc nghiệt. Do khả năng tồn tại của nó, titan được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp hoạt động trong môi trường khắc nghiệt hoặc đòi hỏi độ bền cao mà không cần kích thước hoặc trọng lượng.

• Hàng không vũ trụ
• Y khoa
• Sản xuất điện
• Dầu khí
• Hóa dầu
• Hàng hải
• Xử lý nước 
• Kiến trúc
• Xây dựng 
• Thiết bị điện tử