De belangrijkste redenen waarom titaniumlegeringen moeilijk te bewerken zijn, zijn hun lage thermische geleidbaarheid, hoge snijtemperaturen, snelle gereedschapsslijtage en elastische vervorming tijdens de bewerking.
1. Lage thermische geleidbaarheid
De thermische geleidbaarheid van titaniumlegeringen is slechts 1/7 van die van staal en 1/16 van die van aluminium. Dit betekent dat de tijdens het snijden gegenereerde warmte niet snel kan verdwijnen, waardoor de temperatuur in de snijzone snel stijgt, mogelijk tot boven de 1000 graden. Dergelijke hoge temperaturen kunnen leiden tot snelle slijtage en afbrokkeling van het gereedschap, waardoor de levensduur van het gereedschap wordt verkort.
2. Hoge snijtemperatuur
Omdat de warmte geconcentreerd is in het snijgebied, wordt de snijkant gemakkelijk aangetast door hoge temperaturen, wat de prestaties van het gereedschapsmateriaal kan verslechteren, waardoor de bewerkingsnauwkeurigheid en de oppervlakte-integriteit van het onderdeel worden aangetast. Hoge temperaturen kunnen ook leiden tot verharding, waardoor de vermoeiingssterkte van titaniumlegeringen afneemt en de prestaties van de componenten worden beïnvloed.
3. Snelle slijtage van het gereedschap
Titaniumlegeringen zijn chemisch reactief en kunnen gemakkelijk reageren met gereedschapsmaterialen, waardoor delaminatie van de coating of versnelde slijtage ontstaat. Daarom is het bij het bewerken van titaniumlegeringen meestal nodig om hardmetalen gereedschappen of specifieke gereedschappen van hoog-staal te gebruiken om hoge temperaturen en zware snijbelastingen aan te kunnen.
4. Elastische vervorming
Titaniumlegeringen hebben een relatief lage elasticiteitsmodulus, waardoor ze gevoelig zijn voor elastische vervorming tijdens het bewerken, vooral bij het verwerken van dun-wandige of ring-vormige onderdelen. Deze vervorming verhoogt de sterkte en hardheid van het materiaal op het snijpunt, waardoor de snijdruk, de wrijving tussen het gereedschap en het werkstuk verder toeneemt en er meer warmte ontstaat.
Samenvattend komt de moeilijkheid bij het verwerken van titaniumlegeringen voornamelijk voort uit hun fysische en chemische eigenschappen, die samen voor uitdagingen zorgen tijdens de bewerking. Daarom moeten geschikte technologieën en gereedschappen worden gebruikt bij de verwerking van titaniumlegeringen om de bewerkingsefficiëntie en de kwaliteit van de onderdelen te verbeteren.
