Paduan titanium grade 5, juga dikenal sebagai Ti‑6Al‑4V, dikenal luas sebagai material yang sulit dikerjakan dibandingkan dengan baja karbon konvensional, baja tahan karat, dan paduan aluminium. Meskipun dapat berhasil dipotong, digiling, dibor, dan diputar dengan perkakas dan parameter yang tepat, sifat fisik dan mekaniknya yang unik menyebabkan efisiensi pemesinan yang relatif rendah, keausan pahat yang tinggi, dan persyaratan kondisi pemrosesan yang ketat. Di bawah ini adalah analisis rinci mengenai kemampuan mesin dan tantangan utama selama pemotongan.
Kesulitan utama dalam pemesinan Ti‑6Al‑4V berasal dari konduktivitas termalnya yang rendah.
Paduan titanium menghantarkan panas dengan sangat buruk. Selama pemesinan, sebagian besar panas yang dihasilkan tidak dapat dengan cepat dibuang ke benda kerja atau atmosfer, namun terkonsentrasi pada ujung tombak pahat. Suhu tinggi yang terlokalisasi ini dengan cepat melunakkan atau merusak material perkakas, menyebabkan keausan parah, daya rekat, atau bahkan kegagalan perkakas. Oleh karena itu, kecepatan pemotongan harus dijaga agar tetap jauh lebih rendah dibandingkan kecepatan potong yang digunakan pada baja, biasanya antara 30–80 m/menit untuk pembubutan dan lebih rendah lagi untuk pengeboran dan penggilingan.
Tantangan lainnya adalah kekuatannya yang tinggi pada suhu tinggi. Ti‑6Al‑4V mempertahankan kekuatan dan kekerasan yang signifikan bahkan di bawah suhu tinggi yang dihasilkan selama pemotongan.
Ini berarti material tersebut tahan terhadap deformasi dan pemisahan selama proses pemotongan, sehingga menimbulkan beban mekanis yang berat pada tepi pahat. Kombinasi suhu tinggi dan tekanan tinggi mempercepat keausan alat, yang merupakan salah satu masalah paling menonjol dalam produksi.
Ti‑6Al‑4V juga menunjukkan daya rekat yang kuat dan kecenderungan membentuk tepi bawaan (BUE). Selama pemotongan, atom titanium mudah berdifusi dan berikatan dengan bahan perkakas, terutama perkakas karbida.
Hal ini menyebabkan material benda kerja mengelas pada tepi tajam, membentuk tepi yang terbentuk. Ketika BUE rusak, partikel pahat akan hilang, menyebabkan keausan sayap yang cepat dan penyelesaian permukaan yang buruk. Masalah ini terutama terlihat pada kecepatan pemotongan yang rendah dan pendinginan yang tidak memadai.
Selain itu, paduan titanium memiliki modulus elastisitas yang rendah, yang berarti material tersebut cenderung memantul kembali di bawah tekanan pemotongan.Komponen berdinding tipis atau bagian ramping rentan terhadap getaran, defleksi, dan kesalahan dimensi. Efek pegas kembali ini juga meningkatkan gesekan antara benda kerja dan sisi pahat, sehingga memperburuk keausan pahat dan kekasaran permukaan. Oleh karena itu, peralatan mesin yang kaku, pemasangan yang kuat, dan jalur perkakas yang tepat sangat penting.
Namun, dengan strategi pemesinan yang dioptimalkan, Ti‑6Al‑4V dapat dikerjakan dengan efisiensi dan kualitas yang dapat diterima.
Solusi utama meliputi: penggunaan perkakas semen karbida dengan butiran halus dan stabilitas termal tinggi; menerapkan pelumasan pendingin bertekanan tinggi yang melimpah untuk mengurangi suhu; mengadopsi kecepatan pemotongan sedang, laju pemakanan besar, dan kedalaman pemotongan sedang; memelihara alat tajam; dan meningkatkan kekakuan sistem untuk meminimalkan getaran.
Singkatnya, kemampuan mesin paduan titanium Kelas 5 buruk hingga sedang.Bukan tidak mungkin untuk dikerjakan, tetapi prosesnya ditandai dengan kecepatan potong yang rendah, keausan pahat yang tinggi, konsentrasi panas yang tinggi, dan kepekaan terhadap getaran. Dengan parameter yang benar, peralatan yang kaku, pendinginan yang efektif, dan peralatan yang tepat, pemesinan yang stabil dan presisi dapat dicapai. Karena kesulitan ini, pemesinan Ti‑6Al‑4V biasanya memerlukan pengalaman pemrosesan khusus dan biaya produksi yang lebih tinggi dibandingkan dengan logam biasa.
