Titanium itu fungsinya apa?

Industri otomotif hingga elektronik rumah tangga memiliki berbagai macam part dan komponen beragam paduan sifat dan fungsi. Komponen mesin maupun desain teknik tentu diolah dan dibentuk melalui proses pembuatan yang berbeda pula. Dari membuat cetakan mould dan dies pada mesin extrusion plastik hingga pembuatan komponen baja piston yang tahan gesek akan melalui tahapan kerja yang sangat berbeda dari pembuatan satu material ke material berikutnya. Logam Titanium terkenal di industri metalworking ini sebagai logam dengan keunggulan tinggi dan berharga mahal. Dalam artikel ini, kami akan membahas tantangan dalam bekerja dengan titanium dan pengetahuan sederhana untuk mengatasinya.

TITANIUM ITU APA?

Titanium merupakan logam transisi berkilau dengan warna perak, massa jenis rendah, dan kekuatan tinggi. Titanium memang logam yang sangat spesial, selain karena harganya yang tinggi sebagai perhiasan dan peralatan medis, logam ini juga tahan terhadap korosi pada air laut, aqua regia, dan bahan kimia klorin. Titanium merupakan senyawa logam unsur kimia dengan lambang Ti dan nomor atom 22.

Gergaji dengan mata gigi tajam berlapis Titanium akan sangat cocok digunakan untuk memotong logam yang bisa panas saat dipotong seperti besi, seng dan besi alloy.

Secara alami Titainum tidak ditemukan dalam bentuk gumpalan atau ketulan batu layaknya nikel dan batu bara. Material Titanium awalnya ditemukan di Cornwall, Inggris Raya, oleh William Gregor pada tahun 1791 dan dinamai oleh Martin Heinrich Klaproth setelah para Titan dari mitologi Yunani. Unsur logam ini terdapat dalam sejumlah deposit mineral, terutama rutil dan ilmenit, yang tersebar luas di kerak bumi dan litosfer; yang juga ditemukan di hampir semua makhluk hidup, serta permukaan air, batu, dan tanah.

Logam Titanium juga bisa dimanufaktur dengan cara diekstraksi dari bijih mineral utamanya dengan proses Kroll dan Hunter. Senyawa yang paling umum, titanium dioksida, adalah fotokatalis yang populer dan digunakan dalam pembuatan pigmen putih. Senyawa lain termasuk titanium tetraklorida (TiCl4), komponen penyaring asap dan katalis; dan titanium triklorida (TiCl3), yang digunakan sebagai katalis dalam produksi polipropilena.

Titanium dapat dicampur dengan besi, aluminium, vanadium, dan molibdenum, antara lain, untuk menghasilkan paduan yang kuat dan ringan untuk dirgantara (mesin jet, rudal, dan pesawat ruang angkasa), militer, proses industri (bahan kimia dan petrokimia, pabrik desalinasi, pulp, dan kertas), otomotif, pertanian (pertanian), prostesis medis, implan ortopedi, instrumen dan file gigi dan endodontik, implan gigi, peralatan olahraga, perhiasan, ponsel, dan aplikasi lainnya.

Dua sifat logam yang paling berguna adalah ketahanan korosi dan rasio kekuatan-terhadap-massa jenis, yang tertinggi dari semua elemen logam. Dalam kondisi unalloyed, titanium sekuat beberapa baja, tetapi kurang padat. Ada dua bentuk alotropik dan lima isotop alami dari unsur ini, 46Ti hingga 50Ti, dengan 48Ti menjadi yang paling melimpah (73,8%). Meskipun mereka memiliki jumlah elektron valensi yang sama dan berada dalam kelompok yang sama dalam tabel periodik, titanium dan zirkonium berbeda dalam banyak sifat kimia dan fisika.

Batang kristal titanium, kemurnian tinggi 99.995%, dibuat dengan proses iodida di URALREDMET di era Soviet.

MENGAPA TITANIUM MENJADI SEMAKIN POPULER?

  • Titanium adalah komoditas panas karena kepadatannya yang rendah, kekuatannya yang tinggi, dan ketahanan terhadap korosi.

  • Titanium 2x sekuat aluminium: Untuk aplikasi dengan tekanan tinggi yang membutuhkan logam kuat, titanium menjawab kebutuhan tersebut. Meskipun sering dibandingkan dengan baja, titanium 30% lebih kuat dan hampir 50% lebih ringan.

  • Tahan secara alami terhadap korosi: Ketika titanium terkena oksigen, ia mengembangkan lapisan pelindung oksida yang bekerja melawan korosi.

  • Titik leleh tinggi: Titanium harus mencapai 3,034 derajat Fahrenheit untuk meleleh. Sebagai referensi, aluminium meleleh pada 1.221 derajat Fahrenheit dan titik leleh Tungsten berada pada 6.192 derajat Fahrenheit.

  • Terhubung dengan baik dengan tulang: Kualitas utama yang membuat logam ini sangat bagus untuk implan medis.

INDUSTRI PENGGUNA TITANIUM

  • Aerospace: Pasar # 1 untuk suku cadang dirgantara tentunya dibuat dari material titanium. Mesin jet, komponen badan pesawat, dan pesawat ruang angkasa dan satelit kualitasnya tergantung pada komponen titanium. Ketahanan terhadap korosi, kemampuan untuk menahan suhu tinggi dan bobotnya yang ringan menjadikan titanium logam yang sempurna untuk manufaktur dirgantara.

  • Otomotif: Banyak digunakan untuk komponen mesin performa tinggi yang membutuhkan pemuaian rendah dan ketahanan terhadap gesekan. Komponen seperti valve katup mesin, sistem pembuangan dan pegas suspensi umumnya menggunakan Titanium.

  • Mesin bakar: Menggunakan komponen titanium dalam aplikasi otomotif dapat meningkatkan tenaga mesin dan torsi serta meningkatkan penghematan bahan bakar. Logam titanium juga digunakan sebagai komponen balap karena mampu mengurangi berat material secara signifikan sehingga pasar industri benar-benar dapat membuat kemajuan dalam teknologi produksi dengan pengurangan biaya yang drastis.

  • Medis: Seperti yang disebutkan di atas, titanium memiliki kemampuan unik untuk mengikat tidak hanya dengan tulang tetapi juga dengan jaringan hidup. Titanium juga dikenal bukan merupakan logam yang menyebabkan alergi maupun reaksi dari tubuh manusia. Kemampuannya inilah yang menjadikannya bahan yang ideal untuk implan ortopedi maupun pin pengikat tulang.

  • Pembuatan Kapal: Baru pada tahun 1960-an – ketika harga logam titanium turun mulai secara signifikan – paduan dan campuran Titanium dengan logam lain tersebut menjadi pilihan untuk pembuatan rangka kapal cepat dan kapal selam yang awet. Titanium juga mampu menahan korosi bahkan dari air laut.

FAKTA MENARIK TENTANG MATERIAL TITANIUM

  • Material industri ini tidak muncul secara alami: Titanium ditemukan dalam mineral. Setelah mineralnya ditambang, barulah titanium bisa diekstraksi.

  • Sebagai logam, titanium dikenal karena rasio kekuatan-terhadap-beratnya yang tinggi. Ini adalah logam kuat dengan kepadatan rendah yang cukup ulet (terutama di lingkungan bebas oksigen), berkilau, dan berwarna putih metalik. Titik leleh yang relatif tinggi (lebih dari 1.650 ° C) membuatnya berguna sebagai logam tahan api. Ini paramagnetik dan memiliki konduktivitas listrik dan termal yang cukup rendah dibandingkan dengan logam lain. Titanium mengalami superkonduktor ketika didinginkan di bawah suhu kritisnya 0,49 K.

  • Kadar titanium murni komersial (99,2% murni) memiliki kekuatan tarik ultimat sekitar 434 MPa (63.000 psi), sama dengan paduan baja umum bermutu rendah, tetapi kurang padat. Titanium 60% lebih padat dari aluminium, tetapi lebih dari dua kali lebih kuat dari paduan aluminium 6061-T6 yang paling umum digunakan. Paduan titanium tertentu (misalnya Beta C) mencapai kekuatan tarik lebih dari 1.400 MPa (200.000 psi). Namun, titanium kehilangan kekuatannya saat dipanaskan di atas 430 ° C.

  • Titanium murni secara alami tidak sekeras beberapa jenis baja yang diberi perlakuan panas heat-treated. Titanium juga bersifat non-magnetis dan konduktor panas maupun listrik yang buruk. Pemesinan memerlukan tindakan pencegahan, karena bahan dapat melepuh kecuali jika alat tajam dan metode pendinginan yang tepat digunakan. Seperti struktur baja, struktur yang terbuat dari titanium memiliki batas kelelahan yang menjamin umur panjang dalam beberapa aplikasi.

  • Logam ini adalah alotrop dimorfik dari bentuk α heksagonal yang berubah menjadi bentuk kubik berpusat tubuh (kisi) pada 882 ° C. Panas jenis dari bentuk α meningkat secara dramatis saat dipanaskan sampai suhu transisi ini tetapi kemudian turun dan tetap konstan untuk bentuk β terlepas dari suhunya.

  • Hanya 0,57% kerak bumi diketahui mengandung titanium: Meskipun Titanium itu adalah unsur paling melimpah kesembilan di kerak bumi, logam titanium masih cukup langka dipasaran. Itulah mengapa sangat mahal harganya dibandingkan dengan logam keras lain.

Karena sifat Titanium yang sangat ulet, cutting tool seperti mata pisau endmill dan beragam pisau frais bubut perlu menggunakan metode permesinan yang dikenal dengan nama Trochoidal milling. Oleh sebab itulah jika dikerjakan dengan mesin berkecepatan standar, diperlukan beberapa kali pass yang membentuk pola seperti lingkaran angka 8 secara perlahan.

TANTANGAN MENGERJAKAN MATERIAL TITANIUM

Terlepas dari manfaat titanium, ada beberapa alasan mengapa pabrikan menolak bekerja dengan menggunakan material titanium. Misalnya, Titanium adalah konduktor panas yang buruk. Artinya, logam ini menghasilkan lebih banyak panas daripada logam lain selama aplikasi pemesinan. Berikut beberapa hal yang dapat terjadi:

  • Dengan titanium, sangat sedikit panas yang dihasilkan yang dapat dikeluarkan dengan chip. Sebaliknya, panas itu masuk ke alat pemotong. Mengekspos tepi tajam pisau frais ke suhu tinggi dalam kombinasi dengan pemotongan bertekanan tinggi dapat menyebabkan titanium kotor (mengelas sendiri dan menempel ke mata pisau insert sisipan). Hal ini menyebabkan keausan mata pisau frais secara prematur.

  • Karena sifat lengket dan bersuhu tinggi saat dipotong, serpihan panjang biasanya terbentuk selama aplikasi pembubutan dan pengeboran. Serpihan chip tersebut mudah terjerat, sehingga menghalangi aplikasi dan merusak permukaan komponen atau dalam skenario terburuk, menghentikan mesin sama sekali.

  • Beberapa sifat yang membuat titanium menjadi logam yang menantang untuk dikerjakan adalah alasan yang sama mengapa bahan tersebut sangat diinginkan.

Trochoidal milling a full slot requires a tool that has a diameter (D) approximately 70 percent of the width of the slot (b) being cut, where (F) is direction and the WOC (ae) is approximately 5 to 15 percent of the tool diameter, depending on the material and its hardness. Illustration courtesy WIDIA Products Group.

KESIMPULAN

Jika Anda bekerja dengan titanium atau tertarik untuk melakukannya, buat hidup Anda lebih mudah dan biasakan diri Anda dengan karakteristik material dan parameter cutting tool pisau frais dari material ini. Setiap elemen dari proses pemesinan harus dianalisis dan dioptimalkan saat bekerja dengan titanium, atau hasil akhirnya dapat dikompromikan.

Jika Anda berminat untuk membeli alat kerja perbengkelan profesional ataupun beragam alat ukur dimensi metric lainnya silahkan hubungi kami melalui chat online yang ada di pojok kanan bawah website ini atau melalui email : [email protected] Semoga bermanfaat. Wassalam!


Sumber: Tim Kreatif Metalextra.com, Tulisan ini merupakan opini Pribadi di media milik sendiri.

Originally posted on Januari 11, 2020 @ 10:32 pm

Tinggalkan Balasan

error: Alert: Content is protected!