Na indústria de manufatura atual, o titânio e suas ligas se tornaram produtos básicos em aplicações aeroespaciais, médicas, automotivas e de armas de fogo. Este metal popular é resistente à ferrugem e aos produtos químicos, é reciclável e é extremamente forte pelo seu peso. No entanto, há vários desafios que devem ser considerados ao usinar o titânio e selecionar as ferramentas e parâmetros apropriados para o trabalho.
Titanium Varieties
Titanium está disponível em muitas variedades, incluindo quase 40 graus ASTM, bem como várias ligas adicionais. Os graus 1 a 4 são considerados comercialmente titânio puro com requisitos variáveis de resistência à tração final. O Grau 5 (Ti6Al4V ou Ti 6-4) é a combinação mais comum, ligado com 6% de alumínio e 4% de vanádio. Embora o titânio e suas ligas sejam frequentemente agrupados, existem algumas diferenças chave entre eles que devem ser notadas antes de determinar a abordagem ideal de usinagem.
Helical Solutions’ HVTI End Mill é uma ótima escolha para caminhos de ferramentas de alta eficiência em Titânio.
Preocupações com o titânio
Posição de trabalho
Apesar de o titânio poder ter propriedades materiais mais desejáveis do que o seu aço médio, também se comporta de forma mais flexível, e muitas vezes não é tão rígido como outros metais. Isto requer um aperto seguro nas peças de titânio, e uma configuração de máquina tão rígida quanto possível. Outras considerações incluem evitar cortes interrompidos, e manter a ferramenta em movimento em todos os momentos de contato com a peça de trabalho. A perfuração de um furo ou a paragem de uma ferramenta junto a uma parede perfilada fará com que a ferramenta esfregue – criando um excesso de calor, endurecendo o material e causando um desgaste prematuro da ferramenta.
Geração de calor
Calor é um inimigo formidável, e a geração de calor deve ser considerada ao seleccionar velocidades e avanços. Enquanto as qualidades comercialmente puras de titânio são mais macias e gomíferas que a maioria de suas ligas, a adição de elementos de liga tipicamente aumenta a dureza do titânio. Isto aumenta a preocupação com o calor gerado e o desgaste das ferramentas. Mantendo uma carga de chipload maior e evitando a fricção desnecessária com o desempenho da ferramenta nas ligas mais duras de titânio, e minimizará a quantidade de trabalho de endurecimento produzido. Escolhendo uma RPM mais baixa, emparelhada com um chipload maior, pode proporcionar uma redução significativa na temperatura quando comparado com as opções de velocidade mais alta. Devido às suas baixas propriedades de condução, manter as temperaturas a um mínimo colocará menos stress na ferramenta e reduzirá o desgaste. O uso de refrigerante de alta pressão também é um método eficaz para reduzir a geração de calor ao usinar titânio.
Estas capas de eixo de comando de válvulas foram feitas sob medida em titânio para a Mitsubishi Evos.
Foto cortesia da @RebootEng (Instagram)
Cortesia da @RebootEng (Instagram)
O próximo obstáculo a considerar é que o titânio tem uma forte tendência a aderir a uma ferramenta de corte, criando uma aresta construída. Esta é uma questão complicada que pode ser reduzida usando quantidades copiosas de refrigerante de alta pressão direcionado diretamente para a superfície de corte. O objetivo é remover cavacos o mais rápido possível para evitar o re-corte de cavacos e manter as flautas limpas e livres de detritos. A goma é uma grande preocupação nas qualidades comercialmente puras de titânio devido à sua natureza “gomosa”. Isso pode ser tratado usando as estratégias mencionadas anteriormente, tais como a alimentação contínua em todos os momentos de contato da peça e o uso de bastante líquido refrigerante de alta pressão.
Soluções de titânio
Embora as principais preocupações ao usinar titânio e suas ligas possam mudar, os métodos para mitigá-las permanecem um pouco constantes. As principais idéias são evitar galling, geração de calor, endurecimento do trabalho e deflexão da peça ou da ferramenta. Use muito líquido refrigerante a alta pressão, mantenha as velocidades baixas e os avanços, mantenha a ferramenta em movimento quando em contato com a peça e use o mais rígido possível de uma configuração.
Além disso, a seleção de um revestimento de ferramenta adequado pode ajudar a tornar o seu trabalho um trabalho bem sucedido. Com o alto calor sendo gerado durante operações de usinagem de titânio, ter um revestimento que possa lidar adequadamente com a temperatura é fundamental para manter o desempenho através de uma operação. O revestimento adequado também ajudará a evitar a gripagem e a evacuação eficaz de cavacos. Revestimentos como o Nitreto de Alumínio e Titânio da Harvey Tool (AlTiN Nano) produzem uma camada de óxido a altas temperaturas, e irá aumentar a lubricidade da ferramenta.
Como o titânio e suas muitas ligas continuam a crescer em uso em várias indústrias, mais maquinistas serão encarregados de cortar este material difícil. No entanto, a gestão do calor e a evacuação apropriada das aparas, quando emparelhado com o revestimento correcto, permitirá uma execução bem sucedida.
