¿Cuál es la mejor herramienta para cortar titanio?

La selección de herramientas para cortar titanio y aleaciones de titanio depende del método de procesamiento específico (como fresado, torneado, taladrado, etc.) y tiene en cuenta las características del titanio: alta actividad química, baja conductividad térmica y fácil endurecimiento por trabajo. El objetivo es reducir el desgaste de las herramientas y controlar las temperaturas de corte. Las siguientes son las mejores herramientas para diferentes escenarios de procesamiento.:

El fresado es el método principal para mecanizar contornos complejos en aleaciones de titanio. Herramienta de carburo de grano ultrafino Son la opción preferida, ya que ofrecen un equilibrio óptimo entre dureza, resistencia al desgaste y resistencia al impacto.

Material base :Elija una aleación WC-Co con un contenido de cobalto del 8% al 12%. (Un contenido demasiado alto de cobalto puede provocar fácilmente desgaste adhesivo debido a la afinidad química del titanio, mientras que un contenido demasiado bajo de cobalto puede resultar en una resistencia al impacto insuficiente).

Optimización del recubrimiento: Se prefiere el recubrimiento de AlCrN (nitruro de cromo y aluminio), ya que tiene una temperatura de resistencia a la oxidación de más de 1100 °C y reduce las reacciones químicas a altas temperaturas. El recubrimiento de TiAlN (nitruro de aluminio y titanio) es una opción para velocidades de corte medias y ofrece una resistencia al desgaste superior en el rango de 600 a 800 °C.

Diseño de vanguardia: Se recomienda un ángulo de ataque positivo y agudo (5°-10°) y un radio de filo pequeño (≤0,02 mm) para minimizar la compresión en el material de titanio y reducir el endurecimiento por trabajo. Para el fresado de desbaste, se puede utilizar un borde corrugado o un divisor de viruta para mejorar la eficiencia de evacuación de viruta. Escenarios especiales: Las herramientas de cerámica de metal (como las de la serie TiC-Ni-Mo) se pueden utilizar para un acabado de alta precisión (como implantes médicos), pero tienen poca resistencia al impacto y solo son adecuadas para el procesamiento de volúmenes de corte pequeños.

El torneado requiere un equilibrio entre la estabilidad del corte continuo y las propiedades antiadherentes.:

Torneado convencional: Se prefieren insertos de carburo recubiertos de TiAlN o AlCrN (como los tipos ISO P o M). A velocidades de corte de 50-100 m/min, su resistencia al desgaste y vida útil de la herramienta son muy superiores a las de las herramientas sin recubrimiento.

Mecanizado de alta precisión y alta calidad de superficie: Las herramientas de nitruro de boro cúbico (CBN) son adecuadas para torneado fino con pequeñas adiciones de material. Tienen una dureza superior a HV3000 y son altamente resistentes a altas temperaturas (1400°C), evitando el desgaste por adherencia sobre el titanio. Sin embargo, son frágiles y requieren velocidades de avance bajas (0,05-0,1 mm/min).

La clave para perforar es abordar los problemas de la difícil eliminación de virutas y el desgaste de la broca.:

Perforación general (diámetro <10 mm) Las brocas de acero de alta velocidad que contienen cobalto (HSS-Co, con un contenido de cobalto del 5%-8%) ofrecen una mejor relación calidad-precio, poseen una dureza en rojo mayor que las HSS comunes y cuentan con orificios de refrigeración internos (fluido de corte a alta presión suministrado a través del orificio central) para una disipación de calor eficaz y eliminación de viruta.

Para agujeros profundos o perforaciones de gran diámetro (diámetro >10 mm): Las brocas de carburo sólido (como la aleación WC-Co con un revestimiento de TiAlN) ofrecen una rigidez superior y resistencia al desgaste, adecuadas para altas velocidades de avance de 0,1 a 0,2 mm/min.

Sierra de cinta Cuchillas :Elija hojas de sierra de cinta de acero de alta velocidad (HSS-M42). Estas hojas tienen un alto contenido de cobalto, una excelente dureza roja y pueden soportar altas temperaturas de corte. El diseño de dientes finos reduce el impacto sobre el material y facilita la eliminación de virutas.

Circular Hojas de sierra Las hojas de sierra circular de carburo (como la aleación WC-Co con un revestimiento de TiN) son adecuadas para serrar materiales de titanio más grandes. El recubrimiento mejora la resistencia al desgaste y la resistencia a la adhesión, garantizando un corte estable.

Cuando se requiere un mecanizado de superficies de alta precisión, las muelas abrasivas CBN son la mejor opción: ofrecen alta dureza, excelente resistencia al desgaste y la capacidad de mantener el rendimiento de corte incluso a altas temperaturas. Además, tienen una baja afinidad química con el titanio, lo que evita la adherencia y garantiza superficies rectificadas de alta calidad. Para un pulido grueso, un tamaño de grano más grueso mejora la eficiencia, mientras que para un pulido fino, un tamaño de grano más fino garantiza la precisión.

En resumen, las herramientas de corte de titanio deben seleccionarse específicamente para el método de mecanizado, mientras que los parámetros de corte (como velocidades de corte bajas y enfriamiento adecuado) deben coordinarse para lograr un mecanizado eficiente y de alta calidad.