¡Hola! Como proveedor de titanio, he visto una buena cantidad de desafíos cuando se trata de mecanizar este metal sorprendente pero complicado. El titanio es una superestrella en muchas industrias debido a su alta resistencia, baja densidad y excelente resistencia a la corrosión. Pero seamos realistas, puede ser un dolor de cabeza utilizar una máquina. En este blog, compartiré algunos consejos sobre cómo mejorar la maquinabilidad del titanio.
Comprender los desafíos del mecanizado de titanio
Antes de profundizar en las soluciones, es importante comprender por qué el titanio es tan difícil de mecanizar. Uno de los principales problemas es su baja conductividad térmica. Cuando se corta titanio, se genera una tonelada de calor en el filo. Dado que el calor no se disipa rápidamente, puede hacer que la herramienta de corte se desgaste muy rápido.
Otro problema es la alta reactividad química del titanio a altas temperaturas. Tiene tendencia a adherirse a la herramienta de corte, formando bordes acumulados. Estos bordes acumulados pueden estropear el acabado de la superficie de la pieza mecanizada y también provocar un aumento de las fuerzas de corte, lo que es una receta para el desastre.
Elegir las herramientas de corte adecuadas
El primer paso para mejorar la maquinabilidad del titanio es elegir las herramientas de corte adecuadas. Las herramientas de carburo son una opción popular porque son duras y pueden soportar altas temperaturas. Pero no todas las herramientas de carburo son iguales. Querrá buscar grados de carburo que estén diseñados específicamente para el mecanizado de titanio. Estos tipos suelen tener una estructura de grano fino y un recubrimiento especial.
El revestimiento puede marcar una gran diferencia. Por ejemplo, un recubrimiento de nitruro de titanio y aluminio (TiAlN) puede reducir la fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo de titanio. Esto significa que se genera menos calor y la herramienta dura más. Algunos de nuestros clientes que utilizaronObjetivo de farfulla de titanio de alta purezapara sus proyectos descubrieron que el uso de herramientas recubiertas de TiAlN mejoraba significativamente su eficiencia de mecanizado.
Optimización de los parámetros de corte
Los parámetros de corte son como la salsa secreta para un mecanizado exitoso del titanio. Debe obtener la combinación correcta de velocidad de corte, avance y profundidad de corte.
Empecemos por la velocidad de corte. El titanio es un metal que se mueve lentamente cuando se trata de mecanizado. Si va demasiado rápido, el calor generado en el filo se disparará y su herramienta se desgastará en poco tiempo. Una regla general es mantener la velocidad de corte relativamente baja en comparación con otros metales. Para la mayoría de las aleaciones de titanio, una velocidad de corte de alrededor de 30 a 60 pies superficiales por minuto (SFM) es un buen punto de partida.
La velocidad de alimentación también es crucial. No querrás alimentar la herramienta demasiado rápido, o ejercerás demasiada presión sobre la herramienta y provocarás que se rompa. Por otro lado, si el avance es demasiado lento, la herramienta rozará la pieza de trabajo en lugar de cortarla, lo que también genera mucho calor. Una velocidad de avance de aproximadamente 0,002 - 0,005 pulgadas por revolución (IPR) suele ser un buen punto de partida.
Cuando se trata de profundidad de corte, conviene mantenerla moderada. Una pequeña profundidad de corte puede parecer una buena idea para reducir la tensión en la herramienta, pero en realidad puede aumentar la probabilidad de que la herramienta roce contra la pieza de trabajo. A menudo se recomienda una profundidad de corte de entre 0,020 y 0,100 pulgadas.
Uso de refrigerantes y lubricantes
Los refrigerantes y lubricantes son sus mejores amigos al mecanizar titanio. Ayudan a reducir el calor, eliminar las virutas y evitar que el titanio se adhiera a la herramienta de corte.
Hay diferentes tipos de refrigerantes disponibles, como los refrigerantes a base de agua y los a base de aceite. Los refrigerantes a base de agua son excelentes para la disipación de calor porque el agua tiene una alta capacidad calorífica específica. También son más respetuosos con el medio ambiente. Sin embargo, es posible que no sean tan eficaces en la lubricación como los refrigerantes a base de aceite.
Los refrigerantes a base de aceite, por otro lado, proporcionan una excelente lubricación, lo que puede reducir la fricción y el desgaste de las herramientas. Pero pueden ser un poco complicados y requerir un manejo más cuidadoso. Algunos de nuestros clientes que trabajan conTi 6AL del alambre de AWS A5.16 TIG - alambre recto del grado 5 del titanio 4VHemos descubierto que una combinación de refrigerante a base de agua para controlar el calor y una pequeña cantidad de lubricante a base de aceite para un mejor flujo de virutas funciona muy bien.
Configuración adecuada de la pieza de trabajo
La forma en que se configura la pieza de trabajo también puede tener un gran impacto en la maquinabilidad. Asegúrese de que la pieza de trabajo esté firmemente sujeta a la mesa de la máquina. Cualquier movimiento o vibración durante el mecanizado puede provocar que la herramienta de corte se rompa o que el acabado superficial sea deficiente.
También desea considerar la orientación de la pieza de trabajo. Si es posible, intente mecanizar el titanio de manera que aproveche su estructura de grano. El mecanizado paralelo a la fibra a veces puede ser más fácil y dar como resultado un mejor acabado superficial.
Gestión de chips
Las virutas son un gran dolor de cabeza al mecanizar titanio. Las virutas tienden a ser largas y fibrosas, lo que puede enrollarse alrededor de la herramienta de corte y causar todo tipo de problemas. Para gestionar las virutas de forma eficaz, puede utilizar rompevirutas en la herramienta de corte. Los rompevirutas están diseñados para romper las virutas largas en trozos más pequeños y manejables.
También debe asegurarse de que las virutas se eliminen rápidamente del área de corte. Aquí es donde el refrigerante juega un papel importante. Un sistema de refrigeración de alta presión puede ayudar a eliminar las virutas del filo, evitando que interfieran con el proceso de mecanizado. Para aquellos que trabajan en proyectos conPlaca porosa sinterizada Placa sinterizada de metal poroso de titanio de 1 mm de espesor, la gestión adecuada de las virutas es especialmente importante para evitar daños a la estructura porosa.
Estrategias de ruta de herramienta
La trayectoria de la herramienta que elija puede afectar la maquinabilidad del titanio. Desea evitar esquinas cerradas y cambios repentinos de dirección. Esto puede hacer que la herramienta de corte experimente cambios repentinos de carga, lo que puede provocar la rotura de la herramienta.
Una trayectoria de herramienta suave y continua suele ser la mejor opción. También puede considerar el uso de una estrategia de fresado trocoidal. El fresado trocoidal implica mover la herramienta en una trayectoria circular y al mismo tiempo hacerla avanzar a lo largo de la pieza de trabajo. Esto ayuda a mantener las fuerzas de corte más consistentes y puede reducir el desgaste de la herramienta.
Tratamiento Post-Mecanizado
Después del mecanizado, es una buena idea realizar algunos tratamientos posteriores al mecanizado en la pieza de titanio. Por ejemplo, puede utilizar un proceso de desbarbado para eliminar los bordes afilados o las rebabas que queden tras el mecanizado. Esto puede mejorar la seguridad en la manipulación de la pieza y también hacerla más adecuada para operaciones posteriores de montaje o acabado.
Es posible que también desee realizar un proceso de limpieza de la superficie para eliminar los residuos de refrigerante o lubricante. Esto puede prevenir la corrosión y también mejorar la apariencia de la pieza.
Conclusión
Mejorar la maquinabilidad del titanio es definitivamente un desafío, pero con el enfoque correcto, es totalmente factible. Al elegir las herramientas de corte adecuadas, optimizar los parámetros de corte, utilizar refrigerantes y lubricantes, configurar la pieza de trabajo correctamente, gestionar las virutas, elegir la trayectoria correcta de la herramienta y realizar tratamientos posteriores al mecanizado, puede hacer que sus operaciones de mecanizado de titanio sean más eficientes y rentables.
Si está buscando productos de titanio de alta calidad o tiene alguna pregunta sobre cómo mejorar la maquinabilidad del titanio, me encantaría conversar con usted. Simplemente comuníquese para iniciar una discusión y ver cómo podemos trabajar juntos para satisfacer sus necesidades.
Referencias
- Utillaje U - Pyme, “Mecanizado de aleaciones de titanio: Mejores prácticas”, Disponible online
- Machining Doctor, "Dominar la maquinabilidad del titanio", disponible en línea
- Revista de ingeniería de herramientas de corte, "Mecanizado de titanio: consejos y técnicas"
