2024Año 02Mes 27Día
La Fiebre Creciente en la Industria Aeroespacial por la Perforación de Aleaciones de Titanio
Acerca de la Aleación de Titanio y su Uso Común
Las aleaciones de titanio son metales compuestos por una mezcla de titanio y otros elementos químicos. La forma más común de aleaciones de titanio es Ti-6Al-4V. La clasificación de dureza Mohs de esta forma de aleación de titanio es aproximadamente 41 HRC, lo cual no es tan duro en comparación con otras aleaciones metálicas. Este material ofrece una combinación de ligereza, alta resistencia, baja densidad, buena resistencia a la corrosión y ductilidad. Las aleaciones de titanio también son reconocidas por su excepcional resistencia a una amplia gama de entornos químicos, proporcionada por una película de óxido superficial delgada, invisible pero extremadamente protectora. La absorción de oxígeno en la superficie cuando el material se calienta provocará un aumento en la dureza de la capa superficial.
Sus excelentes propiedades materiales, que incluyen ligereza, alta resistencia, buena resistencia a la corrosión y buena ductilidad, lo convierten en la opción principal para muchos campos de aplicación, incluidas turbinas de aeronaves, componentes de motores, componentes estructurales de aeronaves (alas y fuselaje), sujetadores aeroespaciales, piezas automáticas de alto rendimiento, componentes automotrices (paneles de carrocería, válvulas), aplicaciones marinas, etc. Las aplicaciones aeroespaciales aún representan la mayor parte del uso de aleaciones de titanio, debido a sus finas propiedades materiales de alta resistencia, buena resistencia a la fatiga y tenacidad a la fractura.
Consejos y Herramientas Comunes para la Perforación de Aleaciones de Titanio
Las aleaciones de titanio requieren un proceso de mecanizado bien configurado para evitar que el material se doble o endurezca en la superficie debido a su baja densidad, buena ductilidad y propiedades de endurecimiento por trabajo. En general, la herramienta debe mantenerse lo más afilada posible para minimizar la acumulación de calor y el desgaste de la herramienta. Utilizar configuraciones rígidas entre la herramienta y la pieza de trabajo para evitar que la pieza de trabajo se doble debido a su característica dúctil. También se recomienda encarecidamente un dispositivo de enfriamiento adecuado para reducir la acumulación de calor.
Cuando se trata de perforar aleaciones de titanio, las brocas de carburo son la mejor opción, especialmente para perforaciones profundas. Utilizar brocas afiladas con geometría adecuada y evitar que la broca atraviese la superficie de titanio son también clave para una perforación exitosa en aleaciones de titanio.
Dificultades en la Perforación de Aleaciones de Titanio
Desafíos en la Perforación de Aleaciones de Titanio en Calidad
La buena ductilidad y las propiedades de endurecimiento por trabajo de las aleaciones de titanio han generado serias preocupaciones en cuanto a la calidad de la pared del agujero y la precisión posicional de los agujeros perforados. Si la fuerza de corte (perforación) no se controla adecuadamente, la pieza de trabajo puede sufrir desplazamientos debido a su propiedad dúctil. Su superficie endurecida y las virutas enredadas también pueden causar daños severos tanto a la calidad de la pieza de trabajo como a su precisión posicional. Cuando se trata de una mayor relación de aspecto (profundidad del agujero respecto al diámetro), será aún más desafiante mantener la calidad.
Desafíos en la Perforación de Aleaciones de Titanio en Vida Útil de la Herramienta
La propiedad de endurecimiento por trabajo de las aleaciones de titanio cuando se calientan ha generado grandes dificultades en la perforación de este material. Con la capa de óxido protectora en la superficie de las aleaciones de titanio, las brocas pueden perder fácilmente su nitidez e incluso correr riesgos de rotura de la herramienta. Junto con las virutas enredadas producidas en el proceso de perforación, no solo está en juego la calidad de la pieza de trabajo, sino que también la vida útil de la herramienta será desastrosamente inestable. El principal desafío también radica en controlar la fuerza de corte (perforación) en el proceso de perforación.
Logros de HIT en la Perforación de Aleaciones de Titanio
La tecnología de mecanizado asistido por ultrasonido de HIT proporciona la superposición de la rotación de la herramienta con una oscilación de alta frecuencia en dirección longitudinal, generando más de 20,000 microvibraciones por segundo. Este mecanismo ayuda a reducir las fuerzas de corte y facilita el proceso de eliminación de virutas.
La reducción de las fuerzas de corte no solo disminuye las fricciones entre las herramientas y las piezas de trabajo, sino que también permite aumentar las velocidades de avance. Este mecanismo, junto con la función de refrigerante a alta presión (70 bar) a través del husillo (CTS), ayuda a reducir el calor producido durante el proceso de mecanizado. Esto mejora significativamente la calidad de las piezas de trabajo y la estabilidad de la vida útil de la herramienta, y ahorra una gran cantidad de tiempo de procesamiento.
Facilitar el proceso de eliminación de virutas disminuye las fricciones tanto en las herramientas como en las piezas de trabajo causadas por una cantidad excesiva de virutas. La microvibración de alta frecuencia ultrasónica de HIT permite que las virutas se rompan fácilmente y reduce las ocurrencias de virutas enredadas. Esto también aporta grandes beneficios tanto a la calidad de las piezas de trabajo como a la estabilidad de la vida útil de la herramienta.
Al perforar aleaciones de titanio con la tecnología de mecanizado asistido por ultrasonido, la reducción de las fuerzas de corte y la mejora en el proceso de eliminación de virutas permiten un mejor control de la calidad de las piezas de trabajo y la estabilidad en la vida útil de la herramienta.
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