Mae aloi titaniwm Gradd 5, a elwir hefyd yn Ti-6Al-4V, yn cael ei gydnabod yn eang fel deunydd anodd ei beiriant o'i gymharu â dur carbon confensiynol, dur di-staen, ac aloion alwminiwm. Er y gellir ei dorri, ei falu, ei ddrilio a'i droi'n llwyddiannus gydag offer a pharamedrau priodol, mae ei briodweddau ffisegol a mecanyddol unigryw yn arwain at effeithlonrwydd peiriannu cymharol isel, gwisgo offer uchel, a gofynion llym ar gyfer amodau prosesu. Isod mae dadansoddiad manwl o'i machinability a'r prif heriau yn ystod torri.
Daw'r prif anhawster wrth beiriannu Ti-6Al-4V o'i ddargludedd thermol isel.
Mae aloion titaniwm yn dargludo gwres yn wael iawn. Yn ystod y peiriannu, ni ellir afradu'r rhan fwyaf o'r gwres a gynhyrchir yn gyflym i'r gweithle neu'r atmosffer ond mae'n canolbwyntio ar flaen y gad yr offeryn. Mae'r tymheredd uchel lleol hwn yn meddalu neu'n niweidio'r deunydd offeryn yn gyflym, gan achosi traul difrifol, adlyniad, neu hyd yn oed fethiant offer. O ganlyniad, rhaid cadw cyflymder torri yn llawer is na'r rhai a ddefnyddir ar gyfer dur, fel arfer rhwng 30-80 m/munud ar gyfer troi ac yn is ar gyfer drilio a melino.
Her arall yw ei gryfder uchel ar dymheredd uchel. Mae Ti-6Al-4V yn cynnal cryfder a chaledwch sylweddol hyd yn oed o dan y tymereddau uchel a gynhyrchir wrth dorri.
Mae hyn yn golygu bod y deunydd yn gwrthsefyll anffurfiad a gwahanu trwy gydol y broses dorri, gan osod llwythi mecanyddol trwm ar ymyl yr offeryn. Mae'r cyfuniad o dymheredd uchel a straen uchel yn cyflymu gwisgo offer, sef un o'r materion mwyaf amlwg wrth gynhyrchu.
Mae Ti-6Al-4V hefyd yn arddangos adlyniad cryf a thueddiad i ffurfio ymyl adeiledig (BUE). Wrth dorri, mae atomau titaniwm yn ymledu ac yn bondio'n hawdd â deunyddiau offer, yn enwedig offer carbid.
Mae hyn yn achosi deunydd workpiece i weldio ar flaen y gad, gan ffurfio ymyl adeiledig. Pan fydd BUE yn torri i ffwrdd, mae'n tynnu gronynnau offer i ffwrdd, gan arwain at draul cyflym ar ystlys a gorffeniad arwyneb gwael. Mae'r mater hwn yn arbennig o amlwg ar gyflymder torri isel ac oeri annigonol.
Yn ogystal, mae gan aloion titaniwm fodwlws elastig isel, sy'n golygu bod y deunydd yn tueddu i ddod yn ôl o dan bwysau torri.Mae cydrannau waliau tenau neu rannau main yn dueddol o ddioddef dirgrynu, gwyro a gwallau dimensiwn. Mae'r effaith gwanwyn-gefn hon hefyd yn cynyddu'r ffrithiant rhwng y darn gwaith a'r ochr offer, gan waethygu traul offer a garwder arwyneb. Felly, mae offer peiriant anhyblyg, gosodiadau cryf, a llwybrau offer priodol yn hanfodol.
Fodd bynnag, gyda strategaethau peiriannu optimaidd, gellir peiriannu Ti-6Al-4V gydag effeithlonrwydd ac ansawdd derbyniol.
Mae atebion allweddol yn cynnwys: defnyddio offer carbid sment gyda grawn mân a sefydlogrwydd thermol uchel; cymhwyso iro oeri pwysedd uchel helaeth i ostwng tymheredd; mabwysiadu cyflymder torri cymedrol, cyfraddau porthiant mawr, a dyfnder toriad cymedrol; cynnal offer miniog; a gwella anhyblygedd system i leihau dirgryniad.
I grynhoi, mae machinability aloi titaniwm Gradd 5 yn wael i gymedrol.Nid yw'n amhosibl peiriannu, ond nodweddir y broses gan gyflymder torri isel, gwisgo offer uchel, crynodiad gwres uchel, a sensitifrwydd i ddirgryniad. Gyda pharamedrau cywir, offer anhyblyg, oeri effeithiol, ac offer priodol, gellir cyflawni peiriannu sefydlog a manwl gywir. Oherwydd yr anawsterau hyn, mae peiriannu Ti-6Al-4V fel arfer yn gofyn am brofiad prosesu arbenigol a chostau gweithgynhyrchu uwch o gymharu â metelau cyffredin.
