เหตุใดเครื่องมือตัดที่ทำจากไทเทเนียมหรือโลหะผสมไทเทเนียมจึงหายาก

1. ประสิทธิภาพต่ำเมื่อเทียบกับเครื่องมือตัดเหล็ก
การวัดประสิทธิภาพจำเป็นต้องพิจารณาเงื่อนไขการบริการอย่างครอบคลุม ผู้ชื่นชอบหน้าใหม่ที่เพิ่งเริ่มใช้วงแหวนเจียระไนมักจะเน้นไปที่ความแข็ง/ความแข็งแกร่ง โดยไม่สนใจตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพอื่นๆ ปัญหาสำคัญในการใช้ไททาเนียมอัลลอยด์เป็นวัสดุเครื่องมือมาจากโมดูลัสยืดหยุ่น โมดูลัสยืดหยุ่นของไทเทเนียมคือ 106.4 GPa ที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งคิดเป็น 57% ของเหล็ก โมดูลัสยืดหยุ่นแสดงถึงความสามารถของวัสดุในการต้านทานการเสียรูปแบบยืดหยุ่น ค่าที่ต่ำนี้หมายความว่ามีดโลหะผสมไทเทเนียมมีแนวโน้มที่จะเกิดการสั่นอย่างรุนแรงในระหว่างกระบวนการผลิต ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของเทคนิคการตัด
ในความเป็นจริงในปี 2012 บริษัท NEMO Arms ของอเมริกาได้เปิดตัวปืนไรเฟิลจู่โจม AR10 โลหะผสมไทเทเนียมทั้งหมด นอกจากปัญหาค่าใช้จ่ายสูงที่เกิดจากการประมวลผลโลหะผสมไทเทเนียมแล้ว การสั่นอย่างรุนแรงของ Gun God เนื่องจากโมดูลัสยืดหยุ่นต่ำยังส่งผลต่อประสิทธิภาพของมันอีกด้วย เห็นได้ชัดว่าผลิตภัณฑ์นี้มีประสิทธิภาพที่จำกัดและมีต้นทุนที่สูงมากสามารถกลายเป็นของเล่นระดับไฮเอนด์เช่น Golden AK ได้เท่านั้น
นอกจากนี้ โลหะผสมไททาเนียมยังอ่อนกว่าเหล็กโครงสร้างในแง่ของความแข็งและความต้านทานการสึกหรอ โลหะผสมไททาเนียมไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะบด ซึ่งทำให้ผู้คนมองเห็นถึงความทนทานต่อการสึกหรอ ในความเป็นจริง โลหะผสมไททาเนียมมีความต้านทานการสึกหรอต่ำและมีแนวโน้มที่จะสึกหรอแบบยึดเกาะ หลังจากเล่นกับมันมาสักระยะหนึ่ง รอยขีดข่วนบนกระจกทำให้เกิดปัญหากับผู้ที่ชื่นชอบเครื่องมือเกี่ยวกับ OCD
อุปสรรคสำคัญของการใช้ไททาเนียมอัลลอยด์เป็นวัสดุเครื่องมืออยู่ที่เรื่องของความแข็งแรงและความเหนียวที่เข้ากัน
ในกระบวนการผลิตเครื่องมือตัดเหล็ก การตีด้วยมือเป็นกระบวนการทั่วไป ซึ่งจะปรับโครงสร้างจุลภาคภายในเครื่องมือให้เหมาะสม และปรับปรุงความแข็งแรงและความเหนียว ที่สำคัญกว่านั้น เหล็กมีคุณสมบัติในการเสริมความแข็งแกร่งและความแข็งแกร่งที่เป็นเอกลักษณ์ - การเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนซิติก หลังจากให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิออสเทนไนซ์เต็มที่ เหล็กจะถูกทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วจนถึงอุณหภูมิห้อง ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนสถานะของแข็งที่ไม่สมดุล (อะตอมของคาร์บอนเป็นเรื่องยากที่จะบรรลุการโยกย้ายที่มีประสิทธิภาพ ทำให้เกิดการเปลี่ยนสถานะแบบไม่แพร่กระจาย) หลังจากการชุบแข็งแล้วเหล็กจะมีความแข็งแรงและความแข็งสูงแต่มีความเหนียวไม่เพียงพอ เมื่อรวมกับกระบวนการแบ่งเบาบรรเทา มาร์เทนไซต์จะถูกเปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์ที่มีอุณหภูมิคงที่ ซึ่งเข้ากันได้ดีระหว่างความแข็งแกร่งและความเหนียว นอกจากนี้ สามารถควบคุมกระบวนการเปลี่ยนรูปมาร์เทนซิติกด้วยวิธีอื่นได้ ตัวอย่างเช่น มีดญี่ปุ่นจะทำด้วยดินเหนียวที่ทำขึ้นเป็นพิเศษที่ด้านหลังของมีดก่อนจะดับ ในระหว่างการดับ อัตราการเย็นตัวของพื้นที่ที่ถูกปกคลุมไปด้วยดินเหนียวจะช้ากว่าค่าวิกฤต ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของมาร์เทนไซต์ที่ด้านหลังของใบมีด นี่เป็นการผสมผสานระหว่างใบมีดและหลังที่ดีและแข็งแกร่ง จริงๆแล้วมีดญี่ปุ่นจะตรงก่อนดับ หลังจากการดับ การขยายตัวของปริมาตรของการเปลี่ยนแปลงมาร์เทนซิติกที่บริเวณใบมีดทำให้ใบมีดงอ แน่นอนว่าเครื่องมือตัดนั้นจะสร้างโครงสร้างโลหะคู่ในระหว่างกระบวนการตีขึ้นรูป ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะบรรลุผลสำเร็จในการผลิตเครื่องมือตัดโลหะผสมไททาเนียม ดังนั้นจึงไม่มีการอธิบายรายละเอียดในที่นี้
ในทางกลับกัน โลหะผสมไทเทเนียม แม้ว่าโลหะผสมไทเทเนียมประเภทและ + จะแสดงการเปลี่ยนแปลงแบบจัดสรรและมีพื้นฐานสำหรับการเปลี่ยนแปลงมาร์เทนซิติก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากไม่มีกลไกการเคลื่อนตัวที่คล้ายกับคาร์บอนในเหล็กกล้า ความเหนียวจึงลดลงและความแข็งแกร่งจึงไม่แสดงการปรับปรุงใดๆ ดังนั้นจึงจำกัดประสิทธิภาพของเครื่องมือตัดโลหะผสมไทเทเนียม
2. ความยากในการประมวลผลและต้นทุนการผลิตสูง
ปริมาณสำรองของไทเทเนียมบนโลกไม่มีนัยสำคัญ และต้นทุนที่สูงนั้นเกิดจากปัญหาในการประมวลผล ไทเทเนียมนั้นมีกิจกรรมสูงและความต้านทานการกัดกร่อนที่อุณหภูมิห้องนั้นเกิดจากการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์ ง่ายต่อการดูดซับออกซิเจนและไนโตรเจนในระหว่างการประมวลผลที่อุณหภูมิสูง โดยทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์สุญญากาศ นอกจากนี้การเจียรโลหะผสมไททาเนียมยังทำได้ยาก เห็นได้ชัดว่าไม่เข้ากันกับกระบวนการแปรรูปเครื่องมือแบบดั้งเดิม (การตี การอบชุบ การเจียร) หากใช้ไททาเนียมอัลลอยด์เป็นเครื่องมือจะทำให้ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้นและทำให้จรวดบินขึ้นไปบนท้องฟ้าและประสิทธิภาพอาจไม่ดีนัก หากคุณมีเงินและไม่แน่นอน คุณควรเลือกอันที่แพงกว่ามากกว่าอันที่ดีกว่า ทำไมไม่ใช้ทองคำหรือเงินเพื่อสร้างมันขึ้นมาล่ะ? ต้นทุนส่วนใหญ่สะท้อนอยู่ในวัตถุดิบ และการสูญเสียการประมวลผลไม่สูง นอกจากความสามารถในการแข่งขันแล้วยังสามารถต้านทานภาวะเงินเฟ้อได้อีกด้วย มาเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้กัน?
3. ปัญหาการกัดกร่อนที่อาจเกิดขึ้น
โลหะผสมไทเทเนียมนั้นมีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีมาก แต่ปัญหาก็อยู่ในนี้เช่นกัน เพราะการทำมีดตั้งแต่หัวจรดเท้าด้วยวัสดุชนิดเดียวเป็นเรื่องยาก เมื่อไททาเนียมสัมผัสกับโลหะอื่นๆ เช่น อลูมิเนียมและเหล็กกล้า จะมีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนของกัลวานิก ดาบโลหะผสมไทเทเนียมราคาสูงหลังจากสะสมโดยผู้ที่ชื่นชอบมานานหลายปี พบว่าด้ามจับ ปลอกแฮนด์ และฝักหายไป
สาเหตุข้างต้นคือสาเหตุทั่วไปที่ทำให้เครื่องมือตัดโลหะผสมไทเทเนียมไม่กลายเป็นกระแสหลัก แน่นอนว่าเครื่องมือตัดโลหะผสมไทเทเนียมมีลักษณะเฉพาะ เช่น น้ำหนักเบา คุณสมบัติพาราแมกเนติกหรือไดแมกเนติก และความสามารถในการสร้างฟิล์มออกไซด์ที่สวยงาม ซึ่งยังคงมีความสำคัญในทางปฏิบัติ