Como fornecedor confiável de barras de titânio Gr12, encontro frequentemente clientes que estão ansiosos para saber sobre as ferramentas de corte mais adequadas para usinar esse tipo específico de titânio. O titânio Gr12 é uma liga versátil conhecida por sua excelente resistência à corrosão, alta resistência e boa soldabilidade, tornando-a uma escolha popular em vários setores, como aeroespacial, médico e processamento químico. No entanto, a usinagem do titânio Gr12 pode ser um desafio devido às suas propriedades únicas, e a seleção das ferramentas de corte corretas é crucial para obter resultados eficientes e de alta qualidade.
Compreendendo os desafios da usinagem de titânio Gr12
Antes de se aprofundar nas ferramentas de corte adequadas, é essencial compreender os desafios associados à usinagem do titânio Gr12. As ligas de titânio, incluindo Gr12, têm uma condutividade térmica relativamente baixa. Isto significa que durante o processo de usinagem o calor gerado na aresta de corte não é dissipado rapidamente. Como resultado, a aresta de corte pode sofrer altas temperaturas, o que pode levar ao rápido desgaste da ferramenta, mau acabamento superficial e até mesmo à quebra da ferramenta.
Além disso, as ligas de titânio apresentam alta reatividade química com materiais de ferramentas de corte em temperaturas elevadas. Isso pode fazer com que o titânio adira à ferramenta de corte, formando arestas postiças que afetam o desempenho de corte e a qualidade da superfície da peça usinada. Além disso, o titânio Gr12 tem uma alta relação resistência/peso, o que exige que as ferramentas de corte tenham resistência e tenacidade suficientes para suportar as forças de corte.
Materiais adequados para ferramentas de corte
Ferramentas de corte de metal duro
O metal duro é um dos materiais de ferramentas de corte mais comumente usados para usinagem de titânio Gr12. O carboneto de tungstênio, em particular, oferece excelente dureza e resistência ao desgaste. As ferramentas de metal duro revestidas são ainda mais eficazes porque o revestimento fornece uma camada adicional de proteção contra calor e desgaste. Por exemplo, os revestimentos de nitreto de titânio (TiN) podem reduzir o atrito e melhorar a resistência da ferramenta à adesão.
Ao usar ferramentas de corte de metal duro para titânio Gr12, é importante selecionar a classe certa. Uma classe de metal duro de grão fino é geralmente preferida, pois oferece melhor tenacidade e resistência ao desgaste. Os parâmetros de corte, como velocidade de corte, avanço e profundidade de corte, também precisam ser cuidadosamente ajustados para evitar o superaquecimento da ferramenta. Normalmente, uma velocidade de corte mais baixa e uma taxa de avanço moderada são recomendadas para evitar desgaste excessivo da ferramenta.
Ferramentas de corte de cerâmica
As ferramentas de corte de cerâmica são outra opção para usinar o titânio Gr12. Possuem alta dureza, excelente estabilidade térmica e baixa reatividade química com titânio. Cerâmicas à base de alumina e cerâmicas à base de nitreto de silício são dois tipos comuns usados na usinagem de titânio.
As cerâmicas à base de alumina são adequadas para operações de acabamento devido à sua capacidade de produzir um bom acabamento superficial. As cerâmicas à base de nitreto de silício, por outro lado, são mais adequadas para operações de desbaste, pois apresentam maior tenacidade e podem suportar forças de corte mais elevadas. No entanto, as ferramentas de corte de cerâmica são relativamente frágeis e requerem manuseio cuidadoso e seleção precisa dos parâmetros de corte. Uma alta velocidade de corte e uma baixa taxa de avanço são frequentemente utilizadas na usinagem com ferramentas cerâmicas para aproveitar suas propriedades térmicas e reduzir o risco de quebra da ferramenta.
Ferramentas de corte de nitreto cúbico de boro (CBN)
As ferramentas de corte de CBN são extremamente duras e possuem excelente estabilidade térmica. Eles são adequados para usinagem em alta velocidade de titânio Gr12. As ferramentas CBN podem suportar altas temperaturas de corte sem desgaste significativo, tornando-as ideais para aplicações onde é necessária alta produtividade.
No entanto, as ferramentas de corte CBN são relativamente caras. Eles são normalmente usados para operações de acabamento em componentes de alta precisão ou em ambientes de produção em massa onde o custo por peça pode ser justificado pelo aumento da produtividade e da vida útil da ferramenta. Ao usar ferramentas de CBN, é importante garantir a aplicação adequada de refrigerante para controlar a temperatura e evitar danos térmicos à ferramenta.
Geometrias de ferramentas de corte
Ângulo de inclinação
O ângulo de inclinação de uma ferramenta de corte desempenha um papel significativo na usinagem do titânio Gr12. Um ângulo de saída positivo pode reduzir a força de corte e melhorar o fluxo de cavacos. No entanto, para usinagem de titânio, um pequeno ângulo de saída positivo ou mesmo um ângulo de saída zero é frequentemente preferido. Isso ocorre porque um grande ângulo de saída positivo pode tornar a aresta de corte mais fraca e mais propensa a lascar devido às altas forças de corte e temperaturas associadas à usinagem de titânio.
Ângulo de folga
O ângulo de incidência é importante para evitar que a ferramenta esfregue na superfície usinada. Um ângulo de folga suficiente, normalmente entre 6° e 12°, é necessário para garantir um corte suave e reduzir o atrito. Isso ajuda a evitar a geração de calor e o desgaste da ferramenta.
Raio de ponta
Uma aresta de corte afiada é geralmente preferida para usinar titânio Gr12. No entanto, uma aresta muito afiada pode ser quebradiça e propensa a lascar. Um raio de aresta de corte pequeno, em torno de 0,01 - 0,03 mm, pode fornecer um bom equilíbrio entre nitidez e resistência da aresta. Isso permite que a ferramenta corte com eficiência, mantendo sua integridade durante o processo de usinagem.
Parâmetros de corte
Velocidade de corte
A velocidade de corte é um parâmetro crítico na usinagem de titânio. Para o titânio Gr12, recomenda-se uma velocidade de corte relativamente baixa em comparação com outros materiais. A velocidade exata de corte depende do material da ferramenta de corte, da geometria da ferramenta e da operação de usinagem específica. Para ferramentas de corte de metal duro, a velocidade de corte pode variar de 30 a 60 m/min, enquanto para ferramentas de cerâmica pode ser maior, até 150 m/min.
Taxa de alimentação
A taxa de avanço deve ser cuidadosamente selecionada para garantir a remoção eficiente de cavacos e um bom acabamento superficial. Uma taxa de avanço moderada é geralmente preferida para usinagem de titânio Gr12. Se a taxa de avanço for muito alta, poderá aumentar a força de corte e causar desgaste excessivo da ferramenta. Por outro lado, uma taxa de alimentação muito baixa pode levar a uma baixa produtividade. Uma taxa de avanço típica para ferramentas de metal duro ao usinar titânio Gr12 é de cerca de 0,1 - 0,2 mm/rot.
Profundidade de corte
A profundidade de corte também afeta o processo de usinagem. Recomenda-se uma profundidade de corte pequena a moderada para reduzir a força de corte e a geração de calor. Para operações de desbaste pode ser utilizada uma profundidade de corte de 1 - 3 mm, enquanto para operações de acabamento uma profundidade de corte de 0,1 - 0,5 mm é mais apropriada.
Conclusão
Selecionar as ferramentas de corte e os parâmetros de corte corretos é crucial para uma usinagem bem-sucedida de barras de titânio Gr12. Ferramentas de corte de metal duro, cerâmica e CBN têm suas próprias vantagens e são adequadas para diferentes operações de usinagem e requisitos de produção. Ao compreender os desafios da usinagem de titânio e escolher cuidadosamente o material, a geometria e os parâmetros de corte da ferramenta de corte, os fabricantes podem obter peças usinadas de alta qualidade com maior produtividade e vida útil da ferramenta.
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Referências
- "Machining of Titanium Alloys", Manual ASM, Volume 16: Usinagem
- "Tecnologia de ferramentas de corte para ligas de titânio", Instituto de ferramentas de corte industrial
- "Processos de usinagem avançados para ligas de titânio", Journal of Manufacturing Science and Engineering
