Onko Inconel vaikeampi työstää kuin titaani?
Inconel
Inconel on Specialty Metalsin valmistamien korkean lämpötilan nikkeli-kromimetalliseosten sarjan kauppanimi. Se kestää erittäin äärimmäisiä lämpötiloja ja kestää noin 2,000 astetta F (seoksesta riippuen) lujuuden menettämättä. Toimii hyvin myös alhaisissa lämpötiloissa.
Äärimmäisten lämpöominaisuuksien lisäksi Inconelilla on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet huoneenlämpötilassa. Esimerkiksi Inconel 725:n vetolujuus on jopa 180 ksi, mikä on kaksinkertainen lujuus rakenneteräkseen verrattuna. Jotkut Inconel-seokset, kuten Inconel 718, ovat saostuskarkaistuja, mikä lisää niiden lujuutta entisestään. Inconel kestää myös erittäin hyvin korroosiota, mukaan lukien hapettumista, pistekorroosiota, rakokorroosiota ja korroosiohalkeilua.
Inconelin ominaisuudet tekevät siitä arvokkaan metallin käytettäväksi vaativimmissakin olosuhteissa. Kuitenkin, kuten useimmat superseokset, se on paljon kalliimpaa kuin tavalliset metallit, kuten teräs, alumiini ja titaani.
Koneistus Inconel
Inconelin lujuus tekee siitä arvokkaan materiaalin käytettäväksi äärimmäisissä olosuhteissa, mutta se vaikeuttaa myös koneistamista. Se on erittäin kovaa ja altis kovettumiselle koneistuksen aikana, mikä voi vahingoittaa leikkuutyökaluja ja vääntää työkappaletta.
Jännitystä lieventävä Inconel esityöstöliuoskäsittelyn avulla auttaa vähentämään pinnan kovuutta ja rajoittamaan työstön kovettumista, mikä vähentää työkalun rasitusta ja kulumista. Keraamiset leikkaustyökalut ovat suositeltavia, koska ne pystyvät tekemään nopeita, jatkuvia leikkauksia, jotka minimoivat työstön kovettumisen. On myös tärkeää välttää nokkimista, mikä lisää työn kovettumista.
Hitsaus Inconel
Useimpia Inconel-seoksia on vaikea hitsata, koska hitsit katkeavat helposti. Jotkut Inconel-seokset on kuitenkin suunniteltu hitsattavaksi. Nämä ovat tyypillisesti TIG (tungsten inert gas) hitsattuja ja niissä käytetään Inconel 625:tä (helposti hitsattava Inconel-seos) täytemetallina. Vaikka TIG-hitsaus ei yleensä vaadi täyteainetta, sitä suositellaan Inconel-hitsaukseen, koska kahta osaa on erittäin vaikea sulattaa halkeilematta.
Inconel-sovellukset
Korkean kemikaalien ja korkeiden lämpötilojen kestävyyden ansiosta Inconel soveltuu hyvin erilaisiin ilmailu-, öljy- ja kaasu- sekä merisovelluksiin. Joitakin yleisiä Inconelin käyttötapauksia ovat:
Suihkumoottorin pakokaasu.
Turbiini.
Pakoputken liitin.
Pino soihdut.
Maakaasuputki.
Meripotkurin lavat.
Ilmailu- ja merikiinnikkeet.
Raskaiden koneiden osat.
Inconel on ihanteellinen materiaali, kun vaaditaan äärimmäisiä lämpötiloja ja korroosionkestävyyttä, varsinkin kun korkeat lämpötilat vähentäisivät muiden metallien lujuutta ja hapettumisenkestävyyttä.
titaani
Titaani on alkuainemetalli, jolla on erittäin korkea lujuus-painosuhde, mikä tekee siitä hyödyllisen sovelluksissa, kuten ilmailu- ja avaruusrakennekomponenteissa, joissa painonpudotus on kriittistä. Titaani on suunnilleen yhtä vahvaa kuin teräs, mutta vain puolet painosta. Näillä ominaisuuksilla on kuitenkin korkeampi hinta kuin yleisimmillä metalleilla, kuten alumiinilla ja teräksellä, vaikka se on yleensä paljon halvempaa kuin Inconel.
Titaani ei reagoi hapen ja veden kanssa ympäristön lämpötiloissa. Kuten Inconel, titaani muodostaa pinnalle passivoivan oksidikerroksen materiaalin suojaamiseksi. Tämä tekee titaanista erittäin korroosionkestävää ja kestää jopa vahvoja happoja, kuten rikki- ja kloorivetyhappoa. Lisäksi titaani on bioyhteensopiva ja myrkytön, mikä mahdollistaa sen käytön monissa lääketieteellisissä sovelluksissa.
Titaania on saatavana kahta laatua: kaupallinen puhdas titaani ja seostettu titaani. Yleisin seos on Ti 6Al-4V, joka on seostettu alumiinilla ja vanadiinilla ja sen osuus on noin puolet maailmanlaajuisesti käytetystä titaanista. Tämä ja muut titaaniseokset on suunniteltu kovemmiksi, vahvemmiksi ja/tai helpommin työstettäviksi kuin puhdas titaani. Kaupallisesti puhdas (CP) titaani on pehmeämpää ja sitkeämpää kuin titaaniseokset, mutta sen korroosionkestävyys on erinomainen.
Titaanin käsittely
Ominaisuudet, jotka tekevät titaanista niin hyödyllisen metallin, tekevät myös sen työstämisen vaikeaksi. Kuten Inconel, titaani on herkkä työstökovettumiselle. CP-titaani on myös erittäin tahmeaa koneistettaessa muodostaen pitkiä, jatkuvia lastuja, jotka häiritsevät leikkaustyökaluja. Tämä ominaisuus tekee siitä myös alttiin kulumiselle. Tätä voidaan vähentää käyttämällä runsaasti korkeapaineista jäähdytysnestettä poistamaan lastut mahdollisimman nopeasti ja pitämään työkalun urat puhtaina.
Kun työstät titaaniseoksia, vältä keskeytettyjä leikkauksia ja pidä työkalu aina liikkeessä, kun se koskettaa työkappaletta. Liiallinen kosketus voi aiheuttaa työkalun kitkaa, tuottaa liiallista lämpöä ja johtaa työstön kovettumiseen. Koneistus pienemmillä nopeuksilla ja suuremmilla syöttönopeuksilla voi vähentää merkittävästi lämmöntuotantoa.
Vaikka Inconel on erittäin kova ja jäykkä, titaani on joustavampi, joten työkappale vaatii vahvan otteen ja vahvimman mahdollisen koneen asennuksen. Titaani ja sen seokset ovat erittäin joustavia, mikä voi aiheuttaa takaisinjoustamista ja tärinää koneistuksen aikana ja voi johtaa huonoon pintakäsittelyyn.
