دلایل اصلی سختی ماشین آلیاژهای تیتانیوم عبارتند از: هدایت حرارتی کم، دمای برش بالا، سایش سریع ابزار و تغییر شکل الاستیک در حین ماشینکاری.
1. هدایت حرارتی پایین
رسانایی حرارتی آلیاژهای تیتانیوم تنها 7/1 فولاد و 16/1 آلومینیوم است. این بدان معناست که گرمای تولید شده در حین برش نمی تواند به سرعت از بین برود و باعث می شود دمای منطقه برش به سرعت افزایش یابد و به طور بالقوه بیش از 1000 درجه باشد. چنین دماهای بالایی می تواند منجر به سایش و خرد شدن سریع ابزار شود و عمر مفید ابزار را کوتاه کند.
2. دمای برش بالا
از آنجایی که گرما در ناحیه برش متمرکز می شود، لبه ابزار به راحتی تحت تأثیر دماهای بالا قرار می گیرد که می تواند عملکرد مواد ابزار را کاهش دهد و بر دقت ماشینکاری و یکپارچگی سطح قطعه تأثیر بگذارد. دمای بالا همچنین می تواند باعث سخت شدن کار شود، استحکام خستگی آلیاژهای تیتانیوم را کاهش دهد و بر عملکرد اجزا تأثیر بگذارد.
3. سایش سریع ابزار
آلیاژهای تیتانیوم از نظر شیمیایی واکنش پذیر هستند و می توانند به راحتی با مواد ابزار واکنش دهند و باعث لایه لایه شدن پوشش یا سایش تسریع شوند. بنابراین، هنگام ماشینکاری آلیاژهای تیتانیوم، معمولاً لازم است از ابزارهای کاربید یا ابزارهای فولادی با سرعت بالا برای تحمل دماهای بالا و بارهای برش سنگین استفاده شود.
4. تغییر شکل الاستیک
آلیاژهای تیتانیوم مدول الاستیسیته نسبتاً کمی دارند، که آنها را مستعد تغییر شکل الاستیک در حین ماشینکاری میکند، مخصوصاً هنگام پردازش قطعات نازک-دیواره یا حلقه{1}}. این تغییر شکل باعث افزایش استحکام و سختی مواد در نقطه برش، افزایش بیشتر فشار برش، اصطکاک بین ابزار و قطعه کار و تولید گرمای بیشتر می شود.
به طور خلاصه، دشواری در پردازش آلیاژهای تیتانیوم عمدتاً از خواص فیزیکی و شیمیایی آنها ناشی می شود که با هم چالش هایی را در طول ماشین کاری ایجاد می کنند. بنابراین، برای بهبود راندمان ماشینکاری و کیفیت قطعات، باید از فناوریها و ابزارهای مناسب در فرآوری آلیاژهای تیتانیوم استفاده شود.
