Miért ritkák a titánból vagy titánötvözetekből készült vágószerszámok?

1. Gyenge teljesítmény az acél vágószerszámokhoz képest
A teljesítmény mérése a szolgáltatási feltételek átfogó mérlegelését igényli. Azok az új rajongók, akik még nem ismerik a vágógyűrűt, gyakran a keménységre/szilárdságra összpontosítanak, miközben figyelmen kívül hagyják az egyéb teljesítménymutatókat. A titánötvözettel, mint szerszámanyaggal kapcsolatos fő probléma a rugalmassági modulusa. A titán rugalmassági modulusa szobahőmérsékleten 106,4 GPa, ami 57%-a az acélénak. A rugalmassági modulus az anyag azon képességét jelenti, hogy ellenáll a rugalmas deformációnak. Ez az alacsony érték azt jelenti, hogy a titánötvözet kések erős rázkódásra hajlamosak a gyártási folyamat során, ami befolyásolja a vágási technika hatékonyságát.
Valójában 2012-ben az amerikai NEMO Arms cég piacra dobott egy teljesen titánötvözetből készült AR10 típusú gépkarabélyt. A titánötvözet feldolgozás okozta magas költségprobléma mellett az alacsony rugalmassági modulus miatti fegyveristen heves remegése is befolyásolja a teljesítményét. Nyilvánvaló, hogy ez a korlátozott teljesítményű és rendkívül magas költségű termék csak olyan csúcskategóriás játékká válhat, mint a Golden AK.
Ezenkívül a titánötvözet keménysége és kopásállósága szempontjából gyengébb, mint a szerkezeti acél. A titánötvözetet nem könnyű csiszolni, ami a kopásállóság illúzióját kelti az emberekben. Valójában a titánötvözetek kopásállósága gyenge, és hajlamosak a ragasztókopásra. Miután egy ideig játszottunk vele, a tükör karcolásai gondot okoztak az OCD-ben szenvedőknek.
A titánötvözet szerszámanyagként való használatának fő akadálya a szilárdság és a szívósság összehangolása.
Az acél vágószerszámok gyártási folyamatában a kézi kovácsolás elterjedt eljárás, amely optimalizálja a szerszám belsejében lévő mikrostruktúrát, és javítja annak szilárdságát és szívósságát. Ennél is fontosabb, hogy az acélnak egyedülálló erősítő és edző tulajdonsága van - martenzites átalakulás. A teljesen ausztenitizált hőmérsékletre való melegítés után az acél gyorsan lehűl szobahőmérsékletre, ami nem egyensúlyi szilárd fázisátalakulást eredményez (a szénatomok nehezen valósíthatók meg hatékonyan, nem diffúz fázisátalakulást hozva létre). Edzés után az acél nagy szilárdsággal és keménységgel rendelkezik, de nem kellően szívós. A temperálási eljárással kombinálva a martenzit edzett martenzitté alakul, jó párosítást biztosítva a szilárdság és a szívósság között. Ezenkívül a martenzites átalakulás folyamata más eszközökkel is szabályozható. Például a japán késeket speciálisan készített agyaggal készítik a kés hátoldalán, mielőtt kioltják. Az oltás során az agyaggal borított terület hűtési sebessége lassabb a kritikus értéknél, aminek következtében martenzit képződik a penge hátoldalán. Ez a penge/hát jó és kemény kombinációját alkotja. Valójában a japán kések egyenesek a kioltás előtt. A kioltás után a martenzites átalakulás térfogatnövekedése a penge területén a penge meggörbülését okozta. Természetesen maga a forgácsolószerszám is bimetál szerkezetet képez a kovácsolás során, ami a titánötvözet vágószerszámok gyártásánál szintén nehezen valósítható meg, ezért itt nem térünk ki rá.
Másrészt a titánötvözetek, jóllehet a típusú és + típusú titánötvözetek allotrópiás átalakulást mutatnak, és megvan az alapja a martenzites átalakulásnak. Azonban az acél szénéhez hasonló migrációs mechanizmus hiánya miatt a szívósság csökken, és a szilárdság nem mutat javulást. Ez tehát korlátozza a titánötvözet vágószerszámok teljesítményét.
2. Feldolgozási nehézségek és magas gyártási költségek
A titán készletei a Földön nem jelentősek, a magas költség pedig a feldolgozási nehézségekből adódik. Maga a titán nagy aktivitású, és szobahőmérsékleten korrózióállósága az oxidfilm képződésének köszönhető. A magas hőmérsékletű feldolgozás során könnyen felszívódik az oxigén és a nitrogén. Általában vákuumberendezésekre vonatkozik. Ezenkívül a titánötvözet köszörülése nehéz. Ez nyilvánvalóan nem kompatibilis a hagyományos szerszámmegmunkálási eljárásokkal (kovácsolás, hőkezelés, köszörülés). Ha titánötvözetet használnak szerszámként, az megnöveli a gyártási költségeket, és rakétákat repít az égbe, és előfordulhat, hogy a teljesítmény nem lesz túl jó. Ha van pénzed és szeszélyes vagy, akkor inkább a drágábbat válassza, mint a jobbat. Miért nem használ aranyat vagy ezüstöt a létrehozásához? A költségek elsősorban a nyersanyagokban tükröződnek, és a feldolgozási veszteség nem magas. Amellett, hogy versenyképes, ellenáll az inflációnak is. Tudjunk meg többet róla?
3. Lehetséges korróziós problémák
Maga a titánötvözet nagyon korrózióálló. De a probléma is ebben rejlik. Mert egyetlen anyagból nehéz tetőtől talpig kést készíteni. Ha a titán más fémekkel, például alumíniummal és acéllal érintkezik, fennáll a galvanikus korrózió veszélye. Egy drága, titánötvözetből készült kardról a rajongók évekig tartó gyűjtése után kiderült, hogy elvesztette nyélét, kézvédőjét és hüvelyét.
A fentiek azok az általános okok, amelyek miatt a titánötvözetből készült vágószerszámok nem váltak általánossá. Természetesen a titánötvözetből készült vágószerszámok olyan jellemzőkkel rendelkeznek, mint a könnyű, paramágneses vagy diamágneses tulajdonságok, valamint gyönyörű oxidfilmek kialakításának képessége, amelyeknek még mindig van gyakorlati jelentősége.