제조에서는티타늄 합금 부품, 깊은-구멍 나사 가공은 중요하면서도 매우 어려운 핵심 공정입니다.정의: 깊은 구멍은 구멍 직경의 3배 이상의 깊이를 갖는 구멍으로 정의되며, 깊은-구멍 탭핑은 탭 직경의 1.5배 이상의 깊이로 탭핑하는 것을 의미합니다.

 

 

 

1. 집중된 절삭열과 빠른 공구 마모:

티타늄 합금의 열전도율은 20-30 W/(m·K)에 불과하며 절단 영역의 온도는 800-1000도에 도달할 수 있습니다. 이로 인해 공구가 부드러워질 뿐만 아니라 고온의 화학반응을 통해 접착층이 형성되어 공구 파손이 가속화됩니다.

 

3. 칩 배출이 어렵고 공구 파손 위험이 높습니다.:

티타늄 합금 절삭에서는 리본 칩이 발생하기 쉬우며, 리본 칩은 깊은 홀의 좁은 칩 배출 채널을 쉽게 막아 절삭력이 급격히 증가하고 공구가 파손될 수 있습니다. 막힌 홀 가공에서는 위험이 더욱 높습니다. 또한, 티타늄 합금은 전기 전도도가 낮아 방전가공(EDM)으로 부러진 공구를 제거하기 어려워 부품이 폐기되는 경우가 많습니다.

 

3. 상당한 작업 경화:

절단에 의해 생성된 경화층의 경도는 매트릭스의 경도의 2-3배에 달할 수 있습니다. 저속 절삭은 경화를 더욱 악화시켜 가공 난이도를 높이고 공구 마모를 가속화합니다.

4. 탄성 변형이 크고 정밀 제어가 어렵다.:

티타늄 합금의 탄성 계수는 ​​강철의 절반에 불과합니다. 절삭 중에 공구 편향이 발생하기 쉽기 때문에 나사 치수가 작아지고 가공 후 스프링백이 나사 맞춤 정확도와 연결 강도에 영향을 미칩니다.

 

 

1. 기존 태핑

도구: TiCN/TiAlN 코팅 처리된 코발트 또는 초미립자 초경합금을 사용한-고속강-

매개변수: 절삭속도 9~18m/min, 페킹사이클 채택, 실결합률 65%~75%

구조: 큰 경사각과 여유각, 적은 플루트, 막힌 홀을 위한 48도 나선형 플루트, 교정 섹션의 백 테이퍼

 

2. 쓰레드밀링

3축-CNC 연결 가공에 의존하여 점점 더 널리 사용되고 있습니다.

낮은 공구 파손 위험, 우수한 칩 배출, 높은 정밀도, 강력한 유연성 및 우수한 표면 품질

효율성이 약간 낮고 3{0}}축 머시닝 센터가 필요하며 장비 비용이 높습니다.

 

3. 콜드폼 태핑

칩 배출 문제를 근본적으로 해결하고 강도가 높고 내마모성이 우수한 나사를 생산하는 칩{0}}없는 가공 방법입니다. 그러나 티타늄 합금은 변형 저항이 높고 기존 공정에서는 토크가 커서 공구가 파손되기 쉽습니다. 종방향-비틀림 초음파 진동-지원 기술을 도입한 후 태핑 토크가 20%-37% 감소하고 가공 효과가 크게 향상되었습니다.

 

4. 세 가지 방법의 종합 비교

 

가공방법	공구 파손 위험	칩 배출 효과	정도	표면 품질	능률	장비 요구 사항	적용범위
기존 태핑	높은	가난한	중간	중간	높은	낮은	작은-직경의 얕은 구멍, 큰 배치
스레드 밀링	낮은	훌륭한	높은	높은	중간	높은	대구경-깊은 구멍/막힌 구멍, 소규모 배치
콜드폼 태핑	중간	훌륭한	높은	매우 높음	중간	중간	가소성이 좋은 소재, 고강도-실

 

• 절단 속도: 지나치게 빠른 속도는 온도 상승으로 인한 공구 마모를 촉진시키고, 지나치게 느린 속도는 가공 경화를 악화시킵니다. 기존 태핑: 9-18m/분; 스레드 밀링: 24-37m/min.
• 이송 속도: 이송량이 너무 크면 공구 파손이 발생하기 쉽고, 이송량이 너무 작으면 효율성이 떨어지고 마모가 가속화됩니다. 스레드 밀링: 날당 이송 0.025-0.076 mm.
• 탭 드릴 직경: 권장 나사 체결률 65%-75%는 강도에 영향을 주지 않고 토크를 15%-20%까지 줄일 수 있습니다. 예를 들어 M6×1.0 나사의 경우 티타늄 합금 가공에 표준 5.0mm 대신 5.1mm 탭 드릴을 사용할 수 있습니다.
• 냉각 및 윤활: 기존 태핑에는 황/염소{0}}함유 극압 절삭유를 사용해야 합니다. 5-스레드밀 가공에는 20 MPa 고압 냉각 또는 내부 공구 냉각이 채택됩니다.

 

 

초음파 진동-보조 가공

 

원칙: 공구나 가공물에 20~40kHz의 고주파-초음파 진동이 가해지면 둘 사이가 주기적으로 분리 및 접촉되어 절단 공정의 기계적 특성이 변화됩니다.

 

핵심 장점:

절삭력 및 토크 대폭 감소: 종방향-비틀림 초음파- 보조 냉간 성형 태핑으로 최대 태핑 토크를 20%-37% 줄일 수 있습니다.

 

• 칩 배출 개선: 칩이 쉽게 부서지고 배출되도록 하여 막힘 위험을 줄입니다.
• 표면 품질 향상: 구성인선을 효과적으로 억제하고{0}}가공 부품의 표면 거칠기를 줄입니다.
• 공구 수명 연장: 절삭력과 온도를 낮추고 공구와 가공물 사이의 마찰을 줄입니다.

 

또한, 티타늄 합금 가공 분야에서는 레이저 보조 가공 및 극저온 냉각 가공과 같은 첨단 기술도 연구 및 적용되고 있습니다.

 

Ruihang Group은 주로 제련, 단조, 교정, 압연, 표면 처리, 테스트 공정을 포함한 완전한 산업 체인을 통해 티타늄 제품을 생산합니다. 구매가 필요한 경우 언제든지 이메일로 문의해 주세요.Sam.Rui@bjrh-titanium.com