Nhìn chung, những khó khăn trong việc xử lý hợp kim titan có thể là do bốn lý do cốt lõi sau, phối hợp với nhau dẫn đến tuổi thọ dụng cụ ngắn, hiệu quả xử lý thấp và chi phí cao:
Khó khăn cốt lõi 1: Độ dẫn nhiệt kém - 'Nhiệt không thể tản ra, khiến dụng cụ bị cháy'
Mô tả vấn đề: Độ dẫn nhiệt của hợp kim titan rất thấp, chỉ bằng 1/5 so với thép và 1/16 so với nhôm. Điều này có nghĩa là lượng nhiệt lớn sinh ra trong quá trình cắt không thể tiêu tan nhanh chóng qua phoi hoặc phôi.
Hậu quả trực tiếp: Có tới 80% nhiệt cắt tích tụ trên lưỡi cắt hẹp của dụng cụ, gây ra nhiệt độ cục bộ cực cao ở đầu (có thể dễ dàng vượt quá 1000 độ ngay cả ở tốc độ cắt thấp hơn). Nhiệt độ cao nhanh chóng làm mềm vật liệu dụng cụ, dẫn đến mài mòn và sứt mẻ nhanh chóng. Đây là lý do chính hạn chế việc tăng tốc độ cắt.
Thử thách cốt lõi 2: Khả năng phản ứng hóa học cao và ái lực - 'Độ bám dính của dụng cụ, vật liệu dụng cụ bị rách'
Mô tả Sự cố: Titan có khả năng phản ứng hóa học cao ở nhiệt độ cao và dễ dàng phản ứng với hầu hết các vật liệu dụng cụ (đặc biệt là coban trong cacbua xi măng), dẫn đến 'ái lực'.
Hậu quả trực tiếp: Điều này dẫn đến 'mòn{0}} cạnh tích tụ' và 'mòn khuếch tán' nghiêm trọng. Titan nóng chảy dính vào bề mặt dụng cụ giống như 'keo' và dưới tác dụng của phoi, nó xé từng chút một vật liệu dụng cụ. Điều này hạn chế việc tăng tốc độ cắt và gây ra lỗi dụng cụ bất thường.
Thử thách cốt lõi 3: Độ bền cao trong khi vẫn duy trì-độ bền nhiệt độ cao - "Cứng và dai, với lực cắt cực lớn"
Mô tả sự cố: Hợp kim titan có tỷ lệ độ bền-trên-trọng lượng rất cao. Quan trọng hơn, chúng giữ được độ bền và độ cứng rất cao ở nhiệt độ cao (tức là chúng có "độ bền nhiệt độ cao" hoặc "độ bền nhiệt" tốt). Khi gia công thép thông thường, nhiệt sinh ra ở vùng cắt sẽ làm mềm vật liệu, giúp việc cắt dễ dàng hơn; tuy nhiên, hợp kim titan vẫn “chắc chắn” ngay cả ở nhiệt độ cao.
Hậu quả trực tiếp: Cần có lực cắt rất cao, tức bản thân dụng cụ cắt phải có độ bền và độ dẻo dai cực cao, nếu không có thể xảy ra hiện tượng sứt mẻ hoặc gãy. Lực cắt khổng lồ cũng đặt ra yêu cầu cao về công suất của máy công cụ và độ cứng của hệ thống xử lý.
Khó khăn cốt lõi 4: Mô đun đàn hồi thấp - 'Dụng cụ bị lệch, rung, khó đảm bảo độ chính xác gia công'
Mô tả vấn đề: Hợp kim titan có mô đun đàn hồi tương đối thấp, nghĩa là chúng 'mềm hơn' và ít cứng hơn.
Hậu quả trực tiếp:Độ lệch dụng cụ: Dưới lực cắt, phôi gia công (đặc biệt là các bộ phận có thành mỏng) dễ bị biến dạng đàn hồi và đàn hồi trở lại sau khi gia công, khiến độ sâu cắt thực tế nhỏ hơn giá trị đã đặt, ảnh hưởng đến độ chính xác gia công và độ ổn định kích thước. Độ rung và tiếng kêu: Chúng dễ dàng tạo ra các rung động cắt, không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt mà còn khiến dụng cụ chịu ứng suất xen kẽ, dẫn đến sứt mẻ sớm.
Tăng độ mòn mặt sườn: Bề mặt được gia công tạo ra ma sát mạnh với mặt sườn của dụng cụ do khả năng phục hồi đàn hồi, làm tăng tốc độ mòn mặt sườn.
