Apa saja sifat titanium yang memengaruhi kemampuan mesin?
Titanium terkenal dengan karakteristiknya yang tidak biasa, yang memiliki dampak yang cukup besar pada kemampuan mesin. Memahami fitur-fitur ini sangat penting untuk operasi pemesinan yang efektif. Berikut ini adalah ikhtisar pemesinan titanium, yang mencakup masalah dan praktik yang direkomendasikan.
Konduktivitas Termal Rendah
Titanium memiliki konduktivitas termal yang sangat rendah, yang berarti bahwa panas yang dihasilkan selama pemotongan tidak menghilang secara efisien. Sebaliknya, panas tersebut terkonsentrasi di dekat mata potong, sehingga menghasilkan temperatur pemesinan lebih dari 2.000°F (1.093°C), panas ini dapat mempercepat keausan pahat dan mungkin mendistorsi mata potong.
Reaktivitas Kimia Tinggi
Titanium bersifat reaktif secara kimiawi, terutama pada temperatur tinggi, yang dapat menyebabkan rasa perih dan pengelasan antara material dan alat potong. Kontak ini dapat menyebabkan kegagalan pahat yang terlalu dini dan chipping.
Kekerasan Tinggi
Banyak paduan titanium, seperti Ti-6Al-4V, memiliki tingkat kekerasan yang tinggi (hingga 40 HRC), sehingga lebih sulit untuk diproses daripada titanium murni, kekerasan meningkat dengan pengerasan kerja selama pemesinan, sehingga mempersulit proses pemotongan.
Modulus Elastisitas Rendah
Modulus elastisitas titanium yang lebih rendah berkontribusi pada fleksibilitasnya, atau “kelenturan”, yang menyebabkannya membelok di bawah tekanan pemotongan. Jika dukungan dan kekakuan yang memadai tidak disediakan, perilaku ini dapat menyebabkan getaran dan kesalahan dalam pemesinan.
Apa saja metode yang berbeda dalam memotong titanium?
Memotong titanium, yang dikenal dengan rasio kekuatan-terhadap-beratnya yang tinggi dan ketahanan terhadap korosi, memiliki tantangan tersendiri karena kekerasan dan konduktivitas termalnya yang rendah. Memilih prosedur pemotongan yang tepat sangat penting untuk mencapai presisi dan menjaga integritas material. Di bawah ini adalah berbagai proses pemotongan titanium yang berhasil.
Pemotongan Manual
Gergaji besi, gunting, dan alat genggam lainnya dapat berguna untuk pekerjaan kecil. Karena titanium sangat keras, metode ini tidak bagus untuk pekerjaan yang lebih besar karena membutuhkan banyak pekerjaan dan waktu. Saat memotong dengan tangan, menggunakan perkakas dengan ujung karbida dapat membuat pekerjaan lebih cepat.
Pemotongan Gergaji
Menggunakan gergaji pita dengan mata pisau berujung karbida memungkinkan pemotongan yang akurat. Untuk menghindari panas berlebih dan keausan pahat, jaga kecepatan potong tetap moderat dan gunakan cairan pendingin yang memadai.
Pemotongan Laser
Pemotongan laser memberikan akurasi yang sangat baik dan sempurna untuk bentuk yang rumit. Proses ini menciptakan sedikit zona yang terpengaruh panas sekaligus menjaga karakteristik material. Namun, mungkin tidak sesuai untuk memotong potongan titanium yang lebih besar.
Pemotongan Plasma.
Proses ini melelehkan dan menghilangkan material dengan menggunakan semburan plasma terionisasi berkecepatan tinggi. Proses ini berguna untuk memotong lembaran titanium yang lebih tebal, tetapi dapat menghasilkan zona yang terpengaruh panas yang lebih besar daripada pemotongan laser.
Pemotongan Waterjet
Pemotongan waterjet, yang menggunakan aliran air bertekanan tinggi yang dikombinasikan dengan partikel abrasif, adalah prosedur dingin yang menghilangkan zona yang terpengaruh oleh panas. Ini cocok untuk memotong bagian titanium yang besar sekaligus menjaga integritas struktural material.
Penggilingan dan Pembubutan
Titanium dapat dipotong menggunakan peralatan penggilingan dan pembubutan CNC, yang sangat berguna untuk bentuk-bentuk yang rumit. Menggunakan alat karbida dengan pelapis yang sesuai, seperti titanium aluminium nitrida (TiAlN), dapat meningkatkan usia pakai dan kinerja alat. Untuk mengurangi akumulasi panas, jaga kecepatan potong tetap rendah dan laju pemakanan tetap tinggi.
Penggergajian Dingin
Gergaji dingin memotong logam menggunakan mata gergaji melingkar, memindahkan panas yang dihasilkan oleh potongan ke serpihan yang dihasilkan oleh mata gergaji, menjaga agar mata gergaji dan bahan yang dipotong tetap dingin. Pendekatan ini bagus untuk memotong titanium sekaligus mengurangi deformasi yang disebabkan oleh panas.（Wikipedia）
Pemesinan Ultrasonik
Untuk memotong titanium, teknik baru ini menggunakan getaran ultrasonik dan bubur abrasif. Teknik ini sesuai untuk memotong bentuk yang rumit dan paduan titanium yang sulit dikerjakan dengan mesin.
Pemotongan EDM Kawat
Wire Electrical Discharge Machining (EDM) adalah teknik untuk memotong titanium dengan menggunakan kawat tipis yang menghantarkan listrik. Teknik ini sangat presisi dan mampu mempertahankan toleransi yang ketat, sehingga sangat cocok untuk produk yang kompleks.
Tips untuk Pemotongan Titanium yang Berhasil
Saat memotong titanium, fokus pada empat praktik utama berikut ini sangat penting untuk mendapatkan hasil yang optimal.
Pilih Alat Pemotong yang Sesuai
Gunakan perkakas khusus titanium, seperti yang terbuat dari karbida atau baja berkecepatan tinggi yang dilapisi dengan Titanium Aluminium Nitrida (TiAlN). Bahan-bahan ini dapat menahan suhu tinggi dan tekanan yang terlibat dalam pemotongan titanium.
Optimalkan Parameter Pemotongan
Pertahankan kecepatan potong moderat dan laju pemakanan tinggi untuk mengurangi akumulasi panas dan pengerasan kerja. Untuk operasi pengasaran, disarankan kecepatan potong 60 m/menit.
Pastikan Pendinginan yang Memadai
Gunakan cairan pendingin bertekanan tinggi untuk menyebarkan panas secara efektif dan memungkinkan evakuasi chip. Metode ini menurunkan bahaya keausan alat dan kerusakan material.
Mempertahankan Kekakuan dan Stabilitas
Kencangkan benda kerja dengan erat dan gunakan konfigurasi mesin yang kokoh untuk mengurangi getaran, yang dapat menyebabkan suara berisik pada pahat dan kehalusan permukaan yang buruk. Alat potong yang lebih pendek juga dapat membantu mengurangi defleksi.
PERTANYAAN YANG SERING DIAJUKAN
Apakah titanium sulit dipotong?
Ya, titanium sering dianggap sulit untuk dipotong karena berbagai kualitas intrinsik dan masalah yang terkait dengan bahannya. Namun, dengan peralatan mesin dan pendekatan pemesinan yang tepat, titanium dapat dengan mudah dipotong.
Peralatan material apa yang terbaik untuk memotong titanium?
Perkakas berujung karbida sangat ideal untuk pemotongan titanium karena kekerasan dan ketahanan panasnya. Perkakas yang dilapisi berlian sangat berguna, khususnya untuk pemotongan yang presisi.
Bisakah titanium dipotong secara manual?
Pemotongan secara manual dapat dilakukan, tetapi memakan waktu karena kekerasan titanium. Mata pisau berujung karbida dan pendingin dapat membantu meningkatkan efisiensi.
Apakah pemotongan titanium memengaruhi sifat-sifatnya?
Memotong sesuatu yang salah dapat menyebabkan pengerasan kerja dan tegangan sisa, yang dapat melemahkan kualitas mekanisnya. Menggunakan metode dan pengaturan pemotongan yang tepat membantu menjaga kemurnian bahan.
Kesimpulan
Untuk menjadi ahli dalam memotong titanium, Anda perlu mengetahui cara kerjanya dan cara menggunakan alat yang tepat. Anda dapat mengatasi masalah dan memastikan proyek titanium Anda berkualitas tinggi dengan memilih alat yang tepat, menyempurnakan pengaturan pemotongan, dan memastikan alat tersebut mendingin dengan benar.
