Domine a Usinagem de Titânio: Selecionando as Melhores Ferramentas de Fresamento para Superligas

Apesar de suas demandas na usinagem, a adoção do titânio em segmentos de manufatura é difícil de ignorar. Aprenda como dominar o trabalho com titânio — e aumentar a lucratividade da sua oficina.

Titânio e suas várias ligas continuam a ganhar popularidade. Fabricantes aeroespaciais usam titânio em motores a jato, trem de pouso e em qualquer lugar que um material forte mas leve seja necessário. Fabricantes de equipamentos de geração de energia e processamento químico admiram sua resistência à corrosão. Graças à sua biocompatibilidade, fabricantes de dispositivos médicos usam titânio em tudo, de quadris a instrumentos cirúrgicos. Se você é um golfista talentoso, pode ter um conjunto de tacos com cabeças de titânio super fortes e fáceis de balançar. Simplificando, titânio é o metal perfeito para uma variedade de aplicações.

Infelizmente, os mesmos atributos que tornam o titânio um metal perfeito também o tornam um urso perfeito para cortar. Desgaste de ferramenta pode ser alto ao usinar a maioria das ligas de titânio, especialmente aquelas contendo altas quantidades de cromo e molibdênio. Sem uma aresta afiada, ferramentas tendem a "quicar" em sua superfície, causando atrito. Se você parar no meio do corte, endurecimento por trabalho é quase imediato. E uma vez que uma ferramenta começa a embotar, acúmulo de calor na zona de corte escala rapidamente, complicando ainda mais a situação.

Titânio pode ser dominado. O sucesso começa com a ferramenta certa. Não tente usinar titânio com uma fresa de uso geral ou broca. Fabricantes de ferramentas de corte foram a grandes comprimentos para desenvolver geometrias e revestimentos específicos para titânio. Vamos explorar alguns deles.

Sabia que titânio pode pegar fogo durante fresamento? Leia "8 Fatos que Você Pode Não Saber Sobre Fresamento de Titânio".

Tipos de Ferramentas que Desbastam, Fresam e Furam Superligas

Fresas indexáveis de ângulo de ataque positivo que empregam um método de travamento seguro e inserts afiados com preparo de aresta suave são a primeira escolha para desbaste. Procure fresas de topo com ângulos de hélice variáveis para quebrar as harmônicas que levam a chatter. Um revestimento multi-fase resistente como AlTiN, TiCN ou TiAlN aplicado a um metal duro de grau submicrônico é frequentemente a melhor escolha, assim como um alívio de canal excêntrico para fornecer a aresta mais forte possível.

Ao furar, uma broca de ponta dividida de 135 graus de metal duro é preferida, preferencialmente com um dos revestimentos multi-fase descritos. Sempre use refrigerante através da ferramenta. Como a taxa de avanço por dente com titânio é menor que a usada em materiais mais permissivos, fresas de topo com flautas adicionais fornecem taxas de remoção de metal mais altas.

Com Titânio, Você Precisa de Soluções de Fixação de Primeira Linha

Boas ferramentas de corte de metal duro importam muito, mas há mais a pensar com um material tão complicado de trabalhar como titânio, incluindo fixação de peça, fixação de ferramenta e programação. Este material pode transformar a menor fraqueza em vida ruim de ferramenta e criar processos muito imprevisíveis. Aqui estão algumas das outras caixas que você precisará marcar com usinagem de titânio.

Titânio é "agarrador". Ao usar um colé estilo ER padrão ou comparável, puxada da ferramenta e subsequente sucateamento da peça é quase garantido. O fabricante de ferramentas Haimer licenciou seu sistema anti-puxada Safe-Lock para Sandvik Coromant, Kennametal e outros destinados a ferramentas de corte redondas. Ele usa um sulco especialmente retificado que engata com um pino de travamento interno para manter ferramentas de corte seguras, não importa o que você esteja cortando.

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Runout excessivo da ferramenta é problemático com qualquer material, mas torna-se cada vez mais com titânio e outras superligas. Para operações de desbaste, um Safe-Lock ou sistema concorrente funciona bem, mas semi-acabamento e acabamento pedem um porta-ferramenta shrink-fit ou mandril de fresamento hidráulico. Mantenha ferramentas o mais curtas possível — e certifique-se de que seu fuso, porta-ferramentas e botões de retenção estão devidamente mantidos.

Titânio é um mau condutor de calor, então:

• Inunde o material com uma quantidade abundante de fluido de corte.
• Use técnicas de programação similares às encontradas com usinagem de alto avanço.
• Use engajamento constante da fresa, estratégias de afinamento de cavaco e caminhos de fresa trocoidais que rampam para dentro e fora da peça (para minimizar choque na fresa e máquina-ferramenta).
• Evite enterrar a ferramenta em um canto.

Certifique-se de usar a quantidade e tipo certos de fluido de corte. Um óleo solúvel em água ou fluido semissintético fornece a melhor mistura de lubrificidade e remoção de calor. Encontre um com aditivos de pressão extrema para melhorar vida da ferramenta. Mantenha-os limpos, livres de óleos estranhos e com PH balanceado, e use a concentração recomendada. Se você tem capacidades de refrigerante de alta pressão, por todos os meios use-os.

Se você está preso se perguntando por que sua máquina não é tão produtiva quanto você precisa que seja, pode ser hora de avaliar seus porta-ferramentas. E se você está usando porta-ferramentas e tornos de barganha, é provável que seja hora de um upgrade. Similarmente, se o dono da oficina tem pensado em comprar uma nova máquina-ferramenta, pode ser hora de investir em um centro de usinagem de alta ponta projetado especificamente para trabalho exigente.

Talvez você tenha tentado usinar titânio e decidido ficar com metais mais fáceis como aço e alumínio. A superb relação resistência-peso do titânio, alta resistência a calor e corrosão, e excelentes propriedades mecânicas significam que ele veio para ficar. Se sua oficina quer se manter competitiva, é hora de dominar esta liga importante.

Sua oficina está cortando titânio com sucesso? Quão difícil foi para você? Compartilhe sua experiência.