Por que a liga de titânio é um material difícil de usinar?

 

1. Fenômenos físicos da usinagem de titânio

A força de corte do processamento da liga de titânio é ligeiramente superior à do aço com a mesma dureza. Ainda assim, o fenômeno físico do processamento da liga de titânio é muito mais complicado do que o do processamento do aço, o que faz com que o processamento da liga de titânio enfrente enormes dificuldades.

A condutividade térmica da maioria das ligas de titânio é muito baixa, apenas 1/7 do aço e 1/16 do alumínio. Portanto, o calor gerado no corte de ligas de titânio não será transferido rapidamente para a peça ou levado pelos cavacos. Ainda assim, ele se acumulará na área de corte e a temperatura gerada poderá chegar a 1.000 °C ou mais, o que fará com que a aresta de corte da ferramenta se desgaste, lasque e quebre rapidamente. A formação de uma aresta postiça e o rápido aparecimento de uma aresta desgastada geram mais calor na área de corte, encurtando ainda mais a vida útil da ferramenta.usinagem de titânio

As altas temperaturas geradas durante o processo de corte também destroem a integridade superficial das peças de liga de titânio, resultando na diminuição da precisão geométrica das peças e no endurecimento por trabalho que reduz severamente sua resistência à fadiga.

A elasticidade das ligas de titânio pode ser benéfica para o desempenho da peça, mas durante o corte, a deformação elástica da peça é uma causa essencial de vibração. A pressão de corte faz com que a peça "elástica" se afaste da ferramenta e salte, de modo que o atrito entre a ferramenta e a peça é maior do que a ação de corte. O processo de fricção também gera calor, agravando o problema da baixa condutividade térmica das ligas de titânio.

Este problema é ainda mais grave ao usinar peças de paredes finas ou em formato de anel, facilmente deformadas. Não é fácil usinar peças de liga de titânio de paredes finas com a precisão dimensional esperada. Quando a ferramenta empurra o material da peça, a deformação local da parede fina excede a faixa elástica; ocorre deformação plástica e a resistência do material e a dureza da ponta de corte aumentam significativamente. A usinagem na velocidade de corte previamente determinada torna-se muito alta, resultando em desgaste acentuado da ferramenta.

"Quente" é o "culpado" que torna desafiador o processamento de ligas de titânio!

 

2. Know-how tecnológico para usinagem CNC de titânio 

Com base na compreensão do mecanismo de processamento de ligas de titânio e na adição de experiência, o principal conhecimento do processo para processamento de ligas de titânio é o seguinte:

(1) Pastilhas com geometria positiva são usadas para reduzir a força de corte da peça, o calor de corte e a deformação.

(2) Mantenha um avanço constante para evitar o endurecimento da peça. A ferramenta deve estar sempre no estado de avanço durante o processo de corte, e a quantidade de corte radial deve ser 30% do raio durante o fresamento.

(3) Fluido de corte de alta pressão e grande fluxo é usado para garantir a estabilidade térmica do processo de usinagem e evitar a degeneração da superfície da peça e danos à ferramenta devido à temperatura excessiva.

(4) Mantenha o fio da lâmina afiado; ferramentas rombas causam acúmulo de calor e desgaste, levando rapidamente à falha da ferramenta.

(5) Usinagem no estado mais macio da liga de titânio, tanto quanto possível, porque o material se torna mais difícil de usinar após o endurecimento e o tratamento térmico aumenta a resistência do material e o desgaste da pastilha.

(6) Use um raio de ponta grande ou chanfro para cortar o máximo possível na aresta de corte. Isto reduz a força de corte e o calor em todos os pontos e evita quebras locais. No fresamento de ligas de titânio, dentre os parâmetros de corte, a velocidade de corte tem a influência mais significativa na vida útil da ferramenta vc, seguida pelo engate radial (profundidade de fresamento) ae.

 

3. Comece com a lâmina para resolver o problema de processamento de titânio

O desgaste da ranhura da pastilha durante a usinagem de ligas de titânio é o desgaste local posterior e frontal na direção da profundidade de corte, que muitas vezes é causado pela camada endurecida deixada pelo processamento anterior. A reação química e a difusão da ferramenta e do material da peça a uma temperatura de processamento superior a 800 °C também são razões para a formação de desgaste da ranhura. Porque durante o processo de usinagem, as moléculas de titânio da peça se acumulam na frente da lâmina e são "soldadas" ao fio da lâmina sob alta pressão e alta temperatura, formando uma aresta postiça. Quando a aresta postiça se desprende da aresta de corte, ela remove o revestimento de metal duro da pastilha, portanto a usinagem de titânio requer materiais e geometrias de pastilha exclusivas.cUsinagem de precisão personalizada

 

4. Estrutura da ferramenta adequada para usinagem de titânio

O foco do processamento da liga de titânio é o calor, e uma grande quantidade de fluido de corte de alta pressão deve ser pulverizada na aresta de corte com rapidez e precisão para remover o calor rapidamente. Existem configurações exclusivas de fresas específicas para usinagem de titânio.