Gia công Titan chính xác và ứng dụng phổ biến các bộ phận bằng Titan

Titanium là vật liệu nhẹ, bền và chắc, được sử dụng trong nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp từ ô tô, hàng không vũ trụ đến hàng hải và quốc phòng. Kim loại này sở hữu sức mạnh và độ cứng chưa từng có, khiến nó trở thành một trong những kim loại được tìm kiếm nhiều nhất trên thế giới.

Ở đây có sự liên quan của gia công CNC, đây là một quy trình chính xác mà titan có thể được cắt thành các hình dạng và kích thước phức tạp trong một dung sai nhất định. Đó là một quá trình cực kỳ chính xác, đòi hỏi sự cẩn thận tuyệt vời để đảm bảo độ chính xác tối ưu.

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%

Những điều cần xem xét khi gia công titan chính xác

Titan là một vật liệu tuyệt vời cho nhiều ứng dụng, nhưng nó có những đặc điểm độc đáo riêng phải được tôn trọng trong quá trình gia công CNC. Những điều cần xem xét khi gia công titan bao gồm:

Tích tụ nhiệt

Hợp kim titan có thể cứng hơn các vật liệu phay và gia công CNC thông thường như hợp kim nhôm. Điều này có thể làm tăng độ mài mòn của dụng cụ và đồng thời làm tăng sự tích tụ nhiệt tại điểm tiếp xúc.

Đối với các hợp kim titan cứng hơn này, có thể cần phải giảm RPM của máy CNC trong khi sử dụng tải phoi lớn hơn. Chất làm mát áp suất cao cũng có thể giảm bớt sự căng thẳng cho dụng cụ cắt của bạn và giúp tạo ra các bộ phận titan chất lượng cao hơn. Một số titan tinh khiết thương mại (Cấp 1–2) có thể ít tạo ra nhiệt dư thừa nhưng vẫn nên thực hiện các biện pháp phòng ngừa.

Độ cứng

Một vấn đề nổi bật hơn với titan tinh khiết thương mại so với hợp kim titan là góc cạnh và độ cứng. Titan loại 1–2 có thể trở nên dẻo trong quá trình gia công và cuối cùng có thể dính vào dụng cụ cắt. Tuy nhiên, điều này có thể được giảm thiểu bằng cách sử dụng chất làm mát áp suất cao và đảm bảo loại bỏ phoi nhanh chóng. Việc không giải quyết vấn đề này cũng có thể làm phức tạp thêm vấn đề tích tụ nhiệt, đẩy nhanh quá trình làm cùn dụng cụ cắt.

Nơi làm việc

Titan và các hợp kim có thể gia công của nó kém cứng hơn so với các kim loại thông thường khác và do đó chúng cần phải có độ bám chặt trong quá trình gia công CNC. Ngoài việc thiết lập máy chắc chắn, có thể hữu ích khi duy trì chuyển động của dụng cụ liên tục mà không làm gián đoạn quá trình cắt.

Bề mặt hoàn thiện cho titan gia công

Các bộ phận titan được gia công bằng máy CNC có thể được cải tiến bằng nhiều phương pháp xử lý hoàn thiện bề mặt cho mục đích chức năng hoặc thẩm mỹ.

Hoàn thiện bề mặt titan bao gồm:

  • Làm mịn
  • Đánh bóng
  • Nổ hạt
  • Mạ crôm
  • Kim loại hóa
  • Lớp phủ PVD
  • Sơn tĩnh điện
  • Điện di

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

Lời kết

Với tỷ lệ cường độ trên trọng lượng tuyệt vời và khả năng chống ăn mòn, titan là một trong những kim loại hữu ích và phổ biến nhất đối với các kỹ sư công nghiệp, kiến trúc sư và nhà thiết kế sản phẩm tiêu dùng. Titan có các đặc tính vật liệu mong muốn và nó cũng tương đối dễ gia công.

Nó có thể hàn được (trong môi trường trơ) và nó có thể được gia công bằng máy CNC như thép không gỉ. Nó cũng có lợi cho hầu như tất cả các quy trình hoàn thiện bề mặt : phun hạt, sơn tĩnh điện và điện di đều cho kết quả tốt khi áp dụng trên titan. Tất nhiên, có những kim loại có mức độ gia công cao hơn titan, nhưng titan mang lại sự kết hợp tốt giữa khả năng định dạng và hiệu suất cơ học

Tags: , , , , , , , ,