Cómo rectificar aleaciones de titanio: muelas, líquidos y parámetros

1. Por qué es difícil rectificar el titanio

2. Elección de un disco abrasivo

3. Selección del fluido de rectificado

1. El fluido debe enfriar, lubricar y limpiar la zona de rectificado.
2. Debería impedir la adhesión y la reacción química entre el titanio y el abrasivo.
3. Se debe suministrar al menos 0,5 L/min por cada milímetro de anchura de la rueda, aumentando el caudal a medida que aumenta la velocidad de la rueda. La capacidad del depósito debe ser aproximadamente entre 1,5 y 3 veces el caudal para mantener el líquido frío.
4. Las virutas de titanio son inflamables; toma medidas de prevención contra incendios cuando utilices líquidos a base de aceite.
5. Entre los líquidos recomendados se incluyen: solución de nitrito de potasio; nitrito de potasio más formiato de sodio; solución de nitrito de sodio; nitrito de sodio más formiato de sodio; solución de nitrito de amina; o aceite con alto contenido en cloro.
6. Para el rectificado por avance lento, una fórmula de partida en masa es: 1% de nitrito de sodio, 0,5% de benzoato de sodio, 0,5% de glicerol, 0,4% de trietanolamina y, el resto, agua.

4. Parámetros generales de rectificado

El GC60JV (TL60R₃A) La muela indicada en esta tabla es para rectificado en húmedo; utilice una muela más blanda para el rectificado en seco. Si se utilizan configuraciones distintas para el desbaste y el acabado, utilice una muela más dura para el desbaste y otra de un grado más blando para el acabado. Para el rectificado de superficies o exterior con muelas de más de 350 mm de diámetro, utilice una de un grado más blanda. La anchura de la muela para rectificado interior no debe superar 1,5 veces el diámetro de la muela, y los datos indicados se aplican al rectificado en húmedo de orificios de 20-50 mm cuya longitud sea 2,5 veces el diámetro.

5. Rectificado de avance lento

El rectificado por avance lento, también denominado rectificado por avance lento de corte profundo, utiliza profundidades de hasta 30 mm —entre 100 y 1.000 veces superiores a las del rectificado convencional— con avances de la pieza de entre 5 y 300 mm/min. Con una o varias pasadas se pueden obtener las dimensiones y la forma definitivas. La precisión declarada es de 2 a 5 μm, con una rugosidad superficial R_a es de 0,16 a 0,63 μm, y su productividad es de una a cinco veces superior a la del rectificado convencional. Se utiliza principalmente para el rectificado de formas y ranuras profundas.

Utiliza una muela más dura cuando se requiera un valor de rugosidad más bajo. Los rodillos de diamante o de acero pueden rectificar la muela para el rectificado de formas.

6. Rectificado de bajo esfuerzo

El rectificado de baja tensión elimina un pequeño margen para reducir la tensión residual y evitar quemaduras, deformaciones y grietas en piezas de titanio sometidas a grandes tensiones. Para ello, se utiliza una muela más blanda que se rectifica con frecuencia, se reducen el avance radial y la velocidad, y se emplea una cantidad abundante de líquido adecuado; sin embargo, la productividad es baja.

Para el margen final de 0,25 mm, retira 0,20 mm a razón de 0,013 mm por carrera y, a continuación, retira los 0,05 mm restantes a razón de 0,005 mm por carrera.

Otros métodos en desarrollo para el mecanizado del titanio

1. Corte criogénico: El nitrógeno líquido a -180 °C o el fluido de baja temperatura a -76 °C controlan las condiciones de corte y limitan el desgaste de las herramientas provocado por el calor.
2. Corte al vacío: Al eliminar el aire, se evitan las reacciones entre el titanio y los contaminantes atmosféricos que acortan la vida útil de la herramienta.
3. Corte con gas inerte: Un entorno inerte local aísla la superficie con una implementación más sencilla que el corte al vacío total.
4. Corte en seco en frío por vía electrostática: El aire comprimido ionizado absorbe calor durante la recombinación y forma una película de óxido lubricante en los puntos de contacto entre la herramienta y la viruta, así como entre la herramienta y la pieza de trabajo.
5. Perforación por vibración ultrasónica: Las vibraciones de pequeña amplitud pueden reducir el tamaño de la zona de deformación y la fuerza de corte, evitar la formación de rebabas, mejorar la estabilidad dinámica y facilitar la penetración del fluido, aunque las cargas alternas pueden reducir la vida útil de la herramienta.

Otros métodos son el corte por láser, el corte electroquímico, el corte electromagnético, el corte por calentamiento, el corte por chorro de líquido abrasivo y el corte asistido por tratamiento térmico especial.