티타늄을 CNC 가공 하고 싶다면 , 사람들은 종종 티타늄 합금을 가공하는 방법을 생각하는 데 더 많은 시간이 필요합니다. 와이어 커팅 으로 티타늄 합금을 가공하는 것은 항상 어려웠기 때문에 와이어 커팅이 최고의 가공 방법입니다. 그렇다면 와이어 커팅으로 티타늄 합금을 가공하는 것이 어려운 이유는 무엇일까요?
이 문제를 해결하려면 먼저 티타늄 합금의 몇 가지 일반적인 금속 특성을 이해해야 합니다.
티타늄 합금이란?
티타늄은 새로운 유형의 금속입니다. 티타늄의 성능은 탄소, 질소, 수소 및 산소와 같은 불순물의 함량과 관련이 있습니다. 가장 순수한 티타늄 요오드화물은 불순물 함량이 0.1% 이하이지만 강도는 낮고 가소성은 높습니다. 99.5% 산업용 순수 티타늄의 특성은 밀도 ρ=4.5g/cm 3 , 녹는점 1725℃, 열전도도 λ=15.24W/(m. K), 인장 강도 σb=539MPa, 신장 δ=25%, 단면 수축률 ψ=25%, 탄성 계수 E=1.078×105MPa, 경도 HB195입니다.
티타늄 합금의 특성은 무엇입니까?
- 높은 비강도
티타늄 합금의 밀도는 일반적으로 약 4.51g/cm3 로 강철의 60%에 불과합니다. 순수 티타늄의 밀도는 일반 강철의 밀도와 비슷하며 일부 고강도 티타늄 합금은 많은 합금 구조용 강철 시트의 강도를 초과합니다. 따라서 티타늄 합금의 비강도(강도/밀도)는 다른 금속 구조 재료보다 훨씬 크고 단위 강도가 높고 강성이 좋으며 무게가 가벼운 부품을 생산할 수 있습니다. 티타늄 합금은 항공기 엔진 구성 요소, 골격, 스킨, 패스너 및 랜딩 기어뿐만 아니라 일부 항공 우주 구성 요소에 사용됩니다.
- 높은 열 강도
작동 온도는 알루미늄 합금보다 수백도 더 높고, 필요한 강도는 적당한 온도에서도 유지될 수 있습니다. 450~500℃의 온도에서 장시간 작동할 수 있는 반면, 알루미늄 합금의 비강도는 150℃에서 크게 감소합니다. 티타늄 합금의 작동 온도는 500℃에 도달할 수 있고, 알루미늄 합금의 작동 온도는 200℃ 이하입니다.
- 내식성이 우수하다
티타늄 합금은 습한 분위기와 해수 매체에서 작동하며, 스테인리스 스틸보다 내식성이 훨씬 우수합니다. 특히 침식 부식, 산 부식 및 응력 부식에 대한 저항성이 강합니다. 제품, 질산, 황산 등은 내식성이 우수합니다. 그러나 티타늄은 산소와 크롬 염을 환원시키는 매체에 대한 내식성이 낮습니다.
- 우수한 저온 성능
티타늄 합금은 저온 및 초저온에서도 기계적 특성을 유지할 수 있습니다. 극히 낮은 온도에서 TA7과 같이 극히 낮은 간극 원소를 갖는 티타늄 합금은 -253°C에서도 여전히 일정한 가소성을 유지할 수 있습니다. 따라서 티타늄 합금은 또한 중요한 저온 구조 재료입니다.
- 높은 화학 활성
티타늄은 높은 화학적 활성을 가지고 있으며 대기 중의 O, N, H, CO, CO 2 , 수증기, 암모니아 등과 강한 화학 반응을 일으킵니다. 탄소 함량이 0.2%보다 클 때 티타늄 합금에 단단한 TiC가 형성되고 온도가 높을 때 N과 상호 작용할 때 TiN의 단단한 표면 층도 형성됩니다. 온도가 600℃ 이상일 때 티타늄은 산소를 흡수하여 고경도의 경화 층을 형성합니다. 수소 함량이 증가하면 취성 층도 형성됩니다. 가스를 흡수하여 생성되는 단단하고 취성적인 표면 층의 깊이는 0.1~0.15mm에 도달할 수 있으며 경화 정도는 20%~30%입니다. 티타늄의 화학적 친화력도 크고 마찰 표면에 부착되기 쉽습니다.
- 작은 열전도도
티타늄의 열전도도 λ=15.24W/(m. K)는 니켈의 약 1/4, 철의 1/5, 알루미늄의 1/14이며, 다양한 티타늄 합금의 열전도도는 티타늄의 약 1/4로 50% 감소합니다. 티타늄 합금의 탄성 계수는 강철의 약 1/2이므로 강성이 약하고 변형되기 쉽기 때문에 가느다란 막대와 얇은 벽의 부품을 만드는 데 적합하지 않습니다.
요약하다
따라서 티타늄 합금의 상기 금속 특성에 따르면 티타늄은 고강도, 고경도, 고내열성, 저열전도도를 갖는 금속임을 알 수 있다. 그런 다음 와이어 절단 공정은 전기 부식 현상, 몰리브덴 와이어와 작업물 사이의 고주파 방전, 순간 고온이 금속을 녹여 절단하는 것을 통해 이루어진다.
티타늄 금속은 실온에서 공기 중에서 매우 안정적입니다. 고온에서 얼마 동안 가열해야만 색이 변하고, 가장 중요한 것은 파랗게 변하는 것입니다. 이는 주로 금속 티타늄이 공기 중에서 가열되면 산소와 산화되어 치밀한 산화막을 형성하기 때문입니다.
이 산화막 층은 티타늄 금속의 표면을 보호할 뿐만 아니라 티타늄 색상 변화의 근본적인 원천이기도 합니다. 티타늄 산화의 반응 방정식은 Ti+O2 ==TiO2이고 , 반응 조건 은 고온 가열(즉, 와이어 절단 슬릿 양쪽의 열 영향층)입니다. 가열 온도가 낮을 때 티타늄 표면의 산화막은 거의 투명하여 사람이 육안으로 인식하기 어렵지만 온도가 상승하면 냄비 안의 산화막이 점차 두꺼워져 빛을 방해합니다. 인간의 눈에는 다른 색상이 나타납니다. 따라서 산화막의 두께에 따라 티타늄 표면이 어떤 색상으로 변할지가 결정됩니다.
