Bagaimana Proses Penggilingan Paduan Titanium Gr5?

Paduan titanium Gr5, juga dikenal sebagai Ti-6Al-4V, adalah salah satu paduan titanium paling populer. Sifat fisik dan mekaniknya yang unik membuat proses penggilingan menjadi tantangan teknis dalam industri manufaktur.

 

 

1.Keuntungan Sifat Mekanik

Paduan titanium Gr5 memiliki kekuatan spesifik yang tinggi dengan kepadatan 4,42g/cm³. Kekuatan tariknya pada suhu kamar lebih besar dari atau sama dengan 895MPa, kekuatan luluhnya lebih besar atau sama dengan 830MPa, dan memiliki ketangguhan dan ketahanan lelah yang sangat baik. Ini mempertahankan kinerja yang stabil dalam kisaran suhu -200 derajat hingga 500 derajat. Modulus elastisnya menyulitkan penggilingan presisi. Sangat cocok untuk kondisi kerja yang ekstrim.

 

2. Sifat Kimia dan Fisika

Paduan titanium Gr5 membentuk lapisan oksida padat pada permukaannya untuk ketahanan korosi dan biokompatibilitas yang baik, sehingga cocok untuk implan medis. Namun pada suhu di atas 300 derajat cenderung bereaksi membentuk senyawa yang rapuh. Konduktivitas termalnya menyebabkan akumulasi panas selama penggilingan. Ini non-magnetik, dengan kekerasan Kurang dari atau sama dengan 350HB dalam keadaan anil, memiliki ketahanan deformasi yang tinggi selama pemrosesan dan kesulitan dalam pembentukan chip.

 

 

1. Suhu Penggilingan Terlalu Tinggi Rawan Kerusakan Permukaan

Selama penggilingan paduan titanium Gr5, lebih dari 90% panas terkonsentrasi dalam 0,1 mm dari permukaan, dan suhu di zona penggilingan dapat mencapai 1500 derajat. Hal ini kemungkinan besar akan menyebabkan permukaan terbakar, membentuk lapisan TiO₂/TiN, menyebabkan retakan tegangan termal, dan secara signifikan mengurangi umur kelelahan. Untuk komponen dirgantara, jika terdapat lapisan getas teroksidasi berukuran 5-10μm, umur kelelahan akan berkurang lebih dari 50%.

 

2. Aktivitas Kimia Tinggi Memperburuk Keausan dan Penyumbatan Roda

Pada suhu tinggi, paduan titanium Gr5 bereaksi dengan unsur-unsur seperti Al, Si, dan C dalam butiran abrasif roda gerinda. Hal ini mengakibatkan keausan difusi butiran abrasif. Kepingan gerinda akan menempel dan menyumbat roda, menyebabkan roda kehilangan penajamannya sendiri, sehingga meningkatkan kekuatan gerinda dan mengurangi presisi. Roda korundum putih biasa paling terkena dampaknya, menunjukkan keausan yang cepat dan penurunan rasio penggilingan yang signifikan.

 

3.Deformasi Elastis Mempengaruhi Presisi Pemesinan

Paduan titanium Gr5 memiliki modulus elastisitas yang rendah, sehingga penonjolan elastis dan pegas cenderung terjadi selama penggerindaan, sehingga kedalaman penggerindaan sebenarnya tidak mencukupi. Sementara itu, akan muncul tanda-tanda getaran getaran sehingga mempengaruhi presisi permukaan dan bentuk. Deformasi benda kerja berdinding tipis dan melengkung rumit lebih signifikan, sehingga mudah mengakibatkan penyimpangan dimensi.

 

4. Kesulitan dalam Pembuangan Chip

Keripik penggilingan berbentuk pipih dan diekstrusi-retak, dengan bentuk tidak beraturan dan ukuran besar. Bahan-bahan tersebut kemungkinan besar akan menyumbat roda gerinda, meningkatkan gaya gerinda dan panas gesekan, serta semakin memperparah keausan roda dan kerusakan benda kerja, sehingga membentuk lingkaran setan.

 

 

1. Pemilihan Roda Gerinda

Roda Korundum Mikrokristalin: Memiliki ketahanan suhu tinggi dan ketahanan aus, mempertahankan kinerja stabil pada 1500 derajat. Ini dapat mengurangi keausan bahan kimia, dan masa pakai serta efisiensi penggilingannya jauh lebih baik daripada roda korundum putih.

Roda CBN Berbutir Halus-: Dapat mengurangi gaya pemotongan dan suhu penggilingan. Struktur berpori memfasilitasi pelepasan dan pendinginan chip. Roda harus dilapisi dengan pena berlian setiap 4 jam untuk menghilangkan butiran abrasif kusam dan serpihan yang menempel, sehingga tetap tajam.

 

2. Optimalisasi Parameter Penggilingan

Persyaratan parameter inti: Suhu di zona penggilingan harus<300℃ .

Kecepatan Linier Roda: 18-22m/s. Ini dapat mengurangi panas gesekan lebih dari 50%. Untuk setiap penurunan kecepatan linier sebesar 10%, suhu turun sekitar 20%.

Kedalaman Penggilingan Tunggal: 0,01-0,015mm, mengadopsi pemrosesan multi-lintasan. Tunjangan 5mm dapat dikontrol di bawah 250 derajat dengan 500 kali lintasan.

Kecepatan Umpan: 5-6m/mnt. Kombinasi eksperimental optimal: kecepatan linier 27m/s + 0.01mm kedalaman pemotongan + 12m/mnt kecepatan pengumpanan, mencapai keseimbangan antara efisiensi dan kualitas.

 

3. Peningkatan Sistem Pendingin

Rendah-Suhu Pendinginan Kabut Oli: -10 derajat minyak tanah penerbangan + udara bertekanan . Nosel 2mm menyemprot langsung ke zona penggilingan dari jarak 5-8mm, mengurangi suhu dan menurunkan laju pembakaran alat dari 25% menjadi 8%. Itu juga dapat mengisolasi oksigen untuk melindungi permukaan.

Liquid Nitrogen Auxiliary Cooling: Only suitable for workpieces with a wall thickness >10mm. Nosel 45 derajat menyemprotkan nitrogen cair -196 derajat dengan kecepatan 10L/jam, mengurangi suhu penggilingan dan sepenuhnya mencegah pembakaran alat.

Catatan: Optimalkan posisi nosel untuk pendinginan yang tepat guna menghindari retakan kejutan termal yang disebabkan oleh penyemprotan langsung air dingin pada suhu-tinggi

permukaan.

 

 

 

Ruihang Group mengkhususkan diri dalam memproduksi produk titanium dan titanium bermutu tinggi, yang mencakup berbagai tingkatan, seperti Gr5,Gr7,CP Ti, Gr23, dll. Untuk detail lebih lanjut, silakan hubungi kami di :Sam.Rui@bjrh-titanium.com