Cómo taladrar, escariar y roscar aleaciones de titanio de forma eficaz

La baja conductividad térmica del titanio, su recuperación elástica, su afinidad química y el calor de corte concentrado dificultan la realización de orificios. Para que el taladrado, el escariado y el roscado se realicen con éxito, se necesitan herramientas rígidas, filos de corte bien definidos y resistentes, una evacuación fiable de las virutas y una cantidad abundante de líquido de corte.

Estructura y geometría de la broca

Brocas helicoidales

Las brocas helicoidales convencionales deben contar con un alma reforzada, bordes rectificados con precisión, ranuras pulidas y una geometría que limite el roce y facilite la eliminación de virutas. Las brocas cortas y rígidas reducen la flexión. Se recomienda utilizar acero rápido con cobalto y carburo de tungsteno-cobalto adecuado; hay que evitar que un filo romo provoque el endurecimiento por deformación de la superficie del orificio.

Brocas helicoidales de cuatro márgenes

Una construcción de cuatro caras mejora el guiado y la rectitud del agujero, al tiempo que distribuye el contacto. El juego y el suministro de refrigerante siguen siendo fundamentales, ya que los márgenes adicionales pueden aumentar la fricción si la herramienta no está afilada.

Brocas para agujeros profundos

La perforación de agujeros profundos requiere refrigeración interna, una ruptura controlada de las virutas y una evacuación ininterrumpida. Puede ser necesario recurrir a la perforación por picadas o a la retirada por etapas cuando la herramienta no pueda eliminar las virutas de forma continua.

Datos de perforación y control de procesos

Reduzca la velocidad de corte a medida que aumentan la profundidad del orificio, la resistencia de la aleación o el diámetro. Mantenga un avance positivo para que los bordes corten en lugar de rozar. Inunde la zona de corte con un líquido refrigerante compatible y compruebe si las virutas presentan decoloración o adherencia. Para los agujeros profundos en Ti-6,5Al-3,5Mo-1,5Zr-0,3Si, el proceso original utiliza una broca específica y hace hincapié en la refrigeración, la evacuación de virutas y el control del acabado superficial.

Escariado de titanio

Geometría del escariador

Los escariadores requieren una gran rigidez, márgenes precisos, un espacio libre generoso y canales de evacuación de virutas fluidos. Un margen pequeño guía la herramienta, pero un margen excesivo aumenta el roce y el calor. Los escariadores de acero rápido (HSS) de canal recto, los de metal duro de canal recto y los de metal duro escalonados presentan diferentes geometrías en la sección de corte.

Práctica de escariado

Utiliza una velocidad baja y estable, así como un avance suficiente, para cortar por debajo de la capa endurecida por deformación. Mantén uniforme el margen de material, evita detenerte en el interior del orificio y aplica líquido de corte de forma continua. La excentricidad de la herramienta, la precisión del orificio pretaladrado y la dilatación térmica influyen directamente en la cota final y la redondez.

Roscado de titanio

Materiales para machos de roscar

Se suele utilizar acero rápido (HSS) de alto rendimiento con cobalto o aluminio. El macho debe resistir el astillamiento de los bordes y mantener al mismo tiempo un perfil afilado. La forma de la rosca, la profundidad del orificio y el acceso del líquido refrigerante determinan si es preferible un diseño estándar, de dientes corregidos o de dientes alternos.

Estructura y geometría de los machos de roscar

Los machos con dientes rectificados reducen la carga de corte al modificar el patrón de acoplamiento. Un ángulo de ataque y un ángulo de salida adecuados reducen la adherencia, mientras que las ranuras pulidas y los dientes con rebaje proporcionan espacio para las virutas.

Diámetro de broca para roscar

El titanio recupera su forma tras el corte, por lo que el diámetro de la broca de roscar suele elegirse lo más cerca posible del límite superior permitido para reducir el par sin incumplir los requisitos de la rosca. Comprueba el porcentaje real de rosca, la respuesta del material y el resultado de la medición. En el caso de los agujeros ciegos, deja suficiente espacio para las virutas por debajo de la rosca completa y evita que el macho toque fondo.

Lista de comprobación práctica

• Utiliza un soporte rígido con baja excentricidad y una herramienta afilada.
• Evita las pausas prolongadas y el frotamiento, ya que generan calor y provocan endurecimiento por deformación.
• Aplica el líquido de refrigeración directamente en el borde y retira las virutas antes de volver a cortar.
• Reduce la velocidad para agujeros más profundos y aleaciones más resistentes.
• Controla el par, la forma de la viruta, el acabado superficial y el tamaño; sustituye las herramientas antes de que empiecen a astillarse.
• Comprueba cada valor inicial en la propia máquina, la herramienta, el líquido de refrigeración, la profundidad del taladro y el estado de la aleación.