Secara keseluruhan, kesulitan dalam pemrosesan paduan titanium dapat dikaitkan dengan empat alasan utama berikut, yang secara bersamaan mengakibatkan umur alat yang pendek, efisiensi pemrosesan yang rendah, dan biaya tinggi:
Kesulitan Inti 1: Konduktivitas Termal Buruk - 'Panas tidak dapat hilang, menyebabkan alat terbakar'
Uraian Masalah: Konduktivitas termal paduan titanium sangat rendah, kira-kira hanya 1/5 dari baja dan 1/16 dari aluminium. Artinya, sejumlah besar panas yang dihasilkan selama proses pemotongan tidak dapat dengan cepat dibuang melalui serpihan atau benda kerja.
Konsekuensi langsung: Hingga 80% panas pemotongan terakumulasi pada ujung tajam pahat, menyebabkan suhu lokal yang sangat tinggi pada ujung (yang dapat dengan mudah melebihi 1000 derajat bahkan pada kecepatan pemotongan yang lebih rendah). Temperatur yang tinggi dengan cepat melunakkan material perkakas, sehingga cepat aus dan terkelupas. Inilah alasan utama yang membatasi peningkatan kecepatan potong.
Tantangan Inti 2: Reaktivitas dan Afinitas Kimia Tinggi - 'Adhesi Alat, Merobek Bahan Alat'
Uraian Masalah: Titanium sangat reaktif secara kimia pada suhu tinggi dan mudah bereaksi dengan sebagian besar bahan perkakas (terutama kobalt dalam semen karbida), sehingga menghasilkan 'afinitas'.
Konsekuensi Langsung: Hal ini menyebabkan 'keausan tepian bawaan' dan 'keausan difusi' yang parah. Titanium cair menempel pada permukaan perkakas seperti 'lem', dan ketika serpihan disikat, material perkakas tersebut terkoyak sedikit demi sedikit. Hal ini membatasi peningkatan kecepatan potong dan menyebabkan kegagalan pahat yang tidak normal.
Tantangan Inti 3: Kekuatan tinggi sambil mempertahankan-kekuatan suhu tinggi - "Keras dan tangguh, dengan gaya pemotongan yang sangat besar"
Uraian Masalah: Paduan titanium memiliki rasio kekuatan-terhadap-berat yang sangat tinggi. Lebih penting lagi, bahan tersebut mempertahankan kekuatan dan kekerasan yang sangat tinggi pada suhu tinggi (yaitu, bahan tersebut memiliki "kekuatan-suhu tinggi" atau "kekuatan termal" yang baik). Saat mengerjakan baja biasa, panas yang dihasilkan di zona pemotongan melunakkan material, sehingga pemotongan menjadi lebih mudah; namun, paduan titanium tetap "kokoh" bahkan pada suhu tinggi.
Konsekuensi Langsung: Diperlukan gaya potong yang sangat tinggi, sehingga alat pemotong itu sendiri harus mempunyai kekuatan dan ketangguhan yang sangat tinggi, jika tidak maka dapat terjadi chipping atau kerusakan. Gaya pemotongan yang sangat besar juga memberikan tuntutan yang tinggi pada kekuatan peralatan mesin dan kekakuan sistem proses.
Kesulitan Inti 4: Modulus Elastisitas Rendah - 'Defleksi pahat, getaran, sulit memastikan akurasi pemesinan'
Uraian Masalah: Paduan titanium memiliki modulus elastisitas yang relatif rendah, artinya paduan tersebut 'lebih lembut' dan tidak terlalu kaku.
Konsekuensi Langsung: Lendutan pahat: Di bawah gaya pemotongan, benda kerja (terutama bagian-berdinding tipis) rentan terhadap deformasi elastis, dan benda kerja tersebut akan muncul kembali setelah pemesinan, menyebabkan kedalaman pemotongan aktual menjadi kurang dari nilai yang ditetapkan, sehingga memengaruhi akurasi pemesinan dan stabilitas dimensi. Getaran dan Obrolan: Benda-benda tersebut dengan mudah menyebabkan getaran pemotongan, yang tidak hanya memengaruhi kualitas permukaan tetapi juga membuat pahat mengalami tegangan bolak-balik, sehingga menyebabkan chipping dini.
Peningkatan Keausan Sisi: Permukaan mesin menghasilkan gesekan yang kuat dengan sisi pahat karena pemulihan elastis, sehingga mempercepat keausan sisi.
