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May 25, 2023

WFL supera los desafíos del mecanizado de titanio

La industria de la aviación representa un segmento de mercado importante para WFL Millturn Technologies GmbH & Co. KG. Este sector industrial requiere cada vez más materiales que se consideran

La industria de la aviación representa un segmento de mercado importante para WFL Millturn Technologies GmbH & Co. KG. Este sector industrial requiere cada vez más materiales que se consideran difíciles de mecanizar. En particular, el mecanizado de titanio es un campo en el que WFL brilla por su gran experiencia.

Material con propiedades particularesEl titanio siempre ha planteado exigencias especiales a las herramientas y máquinas durante el proceso de corte.

En los últimos años, el titanio 3.7165 se ha convertido en un material con propiedades excepcionales entre los materiales ligeros, especialmente en la industria aeronáutica y espacial, así como en el sector médico. Es una de las aleaciones de titanio más utilizadas y contiene un 6% de aluminio y un 4% de vanadio.

Esta aleación, normalmente denominada Ti6Al4V, presenta una muy buena combinación de solidez, resistencia a la corrosión y capacidad para soportar tensiones. Aunque este material tiene buenos valores empíricos y datos de corte, su procesamiento sigue siendo una de las disciplinas supremas del mecanizado.

El titán de todos los metales. Constantemente se desarrollan nuevas aleaciones de titanio para aplicaciones especiales y, a menudo, se basan en requisitos específicos del cliente. Varios clientes de WFL requieren Titanio 5553 (Ti5Al5V5Mo3Cr) para la producción de trenes de aterrizaje en la industria de la aviación.

Este material destaca por sus propiedades mejoradas de resistencia y tenacidad. También es menos sensible a los cambios estructurales durante el calentamiento. Este material es, de hecho, uno de los verdaderos titanes en el campo del mecanizado y toma su nombre de la mitología griega.

Ti5553 es actualmente uno de los materiales más difíciles de mecanizar del mercado. No se debe exceder una velocidad de corte de 45 m/min cuando se procesa, ya que a velocidades de corte tan bajas como 60 m/min pueden desarrollarse tensiones de corte de hasta 2780 N/mm².

Desafíos en el mecanizado de titanio

Problemas como el calor puntual debido a una mala conducción del calor y los cambios químicos asociados en el material (fragilización a temperaturas más altas) y la formación de bordes recrecidos ocurren en mayor medida con este material que con otras aleaciones de titanio.

Por lo tanto, es importante que la velocidad de corte, el avance y la profundidad de penetración coincidan exactamente cuando se trabaja con Ti 5553. El uso de lubricantes refrigerantes adecuados es tan importante como la estrategia de enfriamiento correcta. Debe garantizarse una eliminación rápida y continua de las virutas; la disipación de calor se produce en mayor medida a través de la herramienta.

La eliminación de la piel forjada, denominada por los expertos "piel de elefante", supone un reto adicional en este material. El proceso de forjado previo y las influencias térmicas y metalúrgicas resultantes confieren a esta piel una dureza superficial muy alta.

El bajo módulo de elasticidad significa que el titanio tiende a evadir la presión de la herramienta y fusionarse con el filo. Por lo tanto, como ya se ha mencionado, el mecanizado debería realizarse a una velocidad de corte baja pero con un avance relativamente alto y uniforme. En cualquier caso se deben garantizar herramientas afiladas, sujetas y sin vibraciones. Como materiales de corte se utilizan aceros rápidos con un alto contenido de cobalto, carburo o estelita.

La experiencia es el factor decisivo.Todo esto demuestra que el titanio requiere mucha experiencia en la selección y uso de las herramientas así como en las estrategias de mecanizado.

La capacidad de atender aspectos críticos del mecanizado durante la fabricación debe demostrarse ya en la fase de diseño. Por ejemplo, es necesario tener en cuenta el hecho de que diferentes espesores de material en la pieza en bruto requieren estrategias de mecanizado modificadas. También se deben tener en cuenta las zonas afectadas por el calor y las fuerzas de corte que se producen.

Los materiales difíciles de cortar como el titanio han influido en el desarrollo de las máquinas WFL. WFL ofrece soluciones individuales exactamente para este tipo de aplicaciones exigentes. Estos también cubren aspectos como la refrigeración y la estrategia de producción, así como la propia máquina.

"Para poder ofrecer a los clientes de WFL soluciones fiables, WFL ha desarrollado componentes que nos permiten adaptar el diseño de la máquina exactamente al caso de aplicación correspondiente", afirma Reinhard Koll, jefe de ingeniería de aplicaciones de WFL.

Sustancias que tienen propiedades metálicas y están compuestas por dos o más elementos químicos de los cuales al menos uno es un metal.

Capacidad de una aleación o material para resistir el óxido y la corrosión. Estas son propiedades que favorecen el níquel y el cromo en aleaciones como el acero inoxidable.

Velocidad tangencial en la superficie de la herramienta o pieza de trabajo en la interfaz de corte. La fórmula para la velocidad de corte (sfm) es diámetro de la herramienta 5 0,26 5 velocidad del husillo (rpm). La fórmula para el avance por diente (fpt) es el avance de la mesa (ipm)/número de ranuras/velocidad del husillo (rpm). La fórmula para la velocidad del husillo (rpm) es velocidad de corte (sfm) = 3,82/diámetro de la herramienta. La fórmula para el avance de la mesa (ipm) es avance por diente (ftp) 5 número de canales de herramienta 5 velocidad del husillo (rpm).

Tasa de cambio de posición de la herramienta en su conjunto, en relación con la pieza de trabajo durante el corte.

La dureza es una medida de la resistencia de un material a las indentaciones o abrasión de la superficie. No existe una escala absoluta para la dureza. Para expresar cuantitativamente la dureza, cada tipo de prueba tiene su propia escala, que define la dureza. La dureza de indentación obtenida mediante métodos estáticos se mide mediante las pruebas Brinell, Rockwell, Vickers y Knoop. La dureza sin indentaciones se mide mediante un método dinámico, conocido como prueba del Escleroscopio.

Disponible en dos tipos principales: aceros rápidos de tungsteno (designados con la letra T que tienen tungsteno como principal elemento de aleación) y aceros rápidos de molibdeno (designados con la letra M que tienen molibdeno como principal elemento de aleación). Los aceros rápidos tipo T que contienen cobalto tienen mayor resistencia al desgaste y mayor dureza al rojo (caliente), soportando temperaturas de corte de hasta 1,100º F (590º C). Los aceros tipo T se utilizan para fabricar herramientas de corte de metales (fresas, taladros, escariadores y machos de roscar), herramientas para trabajar la madera, diversos tipos de punzones y matrices, rodamientos de bolas y de rodillos. Los aceros tipo M se utilizan para herramientas de corte y diversos tipos de troqueles.

Medida de rigidez o rigidez de un metal, definida como la relación entre la tensión, por debajo del límite proporcional, y la deformación correspondiente. También conocido como módulo de Young.

Finos metálicos y partículas de muelas abrasivas generadas durante el rectificado.