Rettifica delle leghe di titanio: mole, fluidi e parametri

1. Perché il titanio è difficile da rettificare

2. Scelta di una mola

3. Selezione del fluido di rettifica

1. Il fluido deve raffreddare, lubrificare e lavare la zona di macinazione.
2. Dovrebbe impedire l'adesione e la reazione chimica tra il titanio e l'abrasivo.
3. Garantire una portata di almeno 0,5 L/min per ogni millimetro di larghezza della ruota, aumentando la portata all’aumentare della velocità della ruota. La capacità del serbatoio dovrebbe essere pari a circa 1,5-3 volte la portata, per mantenere il fluido a temperatura bassa.
4. I trucioli di titanio sono infiammabili; adottare le necessarie precauzioni antincendio quando si utilizzano fluidi a base di olio.
5. Tra i fluidi consigliati figurano: soluzione di nitrito di potassio; nitrito di potassio più formiato di sodio; soluzione di nitrito di sodio; nitrito di sodio più formiato di sodio; soluzione di nitrito di ammina; oppure olio altamente clorurato.
6. Per la rettifica a avanzamento lento, una formula di partenza in massa è la seguente: 1% di nitrito di sodio, 0,5% di benzoato di sodio, 0,5% di glicerolo, 0,4% di trietanolamina e, per il resto, acqua.

4. Parametri generali di rettifica

Il GC60JV (TL60R₃A) La mola indicata in questa tabella è destinata alla rettifica a umido; per la rettifica a secco utilizzare una mola più morbida. Se per la sgrossatura e la finitura si utilizzano configurazioni separate, utilizzare una mola più dura per la sgrossatura e una di grado più morbido per la finitura. Per la rettifica superficiale o esterna con mole di diametro superiore a 350 mm, utilizzare una grana più morbida. La larghezza interna della mola non deve superare 1,5 volte il diametro della mola stessa, e i dati indicati si applicano alla rettifica a umido di fori da 20 a 50 mm la cui lunghezza è pari a 2,5 volte il diametro.

5. Rettifica a passata profonda

La rettifica a avanzamento lento, detta anche rettifica a avanzamento lento con taglio profondo, prevede profondità fino a 30 mm, circa 100-1000 volte superiori a quelle della rettifica convenzionale, con avanzamenti del pezzo compresi tra 5 e 300 mm/min. È possibile ottenere le dimensioni e la forma finali con una o più passate. La precisione dichiarata è di 2-5 μm, rugosità superficiale R_a è compresa tra 0,16 e 0,63 μm e la produttività è da una a cinque volte superiore a quella della rettifica convenzionale. Viene utilizzata principalmente per la rettifica di forma e per scanalature profonde.

Utilizzare una mola più dura quando è richiesto un valore di rugosità inferiore. Per la rettifica di forma è possibile ravvivare la mola con rulli diamantati o in acciaio.

6. Rettifica a bassa tensione

La rettifica a bassa sollecitazione rimuove un piccolo margine di asportazione per ridurre le sollecitazioni residue ed evitare bruciature, deformazioni e fessurazioni sui componenti in titanio sottoposti a forti sollecitazioni. Prevede l’uso di una mola più morbida, sottoposta a frequenti ravvivature, un avanzamento radiale e una velocità ridotti, nonché un abbondante utilizzo di fluido adeguato; tuttavia, la produttività risulta bassa.

Per il margine finale di 0,25 mm, asportare 0,20 mm con una velocità di 0,013 mm per corsa, quindi asportare gli ultimi 0,05 mm con una velocità di 0,005 mm per corsa.

Altri metodi in fase di sviluppo per la lavorazione del titanio

1. Taglio criogenico: L’azoto liquido a -180 °C o il fluido a bassa temperatura a -76 °C controllano le condizioni di taglio e limitano l’usura degli utensili causata dal calore.
2. Taglio sottovuoto: L'esclusione dell'aria impedisce che si verifichino reazioni tra il titanio e gli agenti contaminanti presenti nell'atmosfera, che riducono la durata degli utensili.
3. Taglio con gas inerte: Un ambiente inerte locale isola la superficie con una procedura più semplice rispetto al taglio sotto vuoto completo.
4. Taglio a secco a freddo elettrostatico: L'aria compressa ionizzata assorbe calore durante la ricombinazione e forma una pellicola lubrificante di ossido nei punti di contatto tra utensile e truciolo e tra utensile e pezzo.
5. Foratura a vibrazione ultrasonica: Le vibrazioni di piccola ampiezza possono ridurre le dimensioni della zona di deformazione e la forza di taglio, limitare la formazione del bordo di accumulo, migliorare la stabilità dinamica e favorire la penetrazione del fluido, sebbene i carichi alternati possano ridurre la durata dell'utensile.

Altri metodi includono il taglio laser, elettrochimico, elettromagnetico, a calore, a getto di liquido abrasivo e il taglio speciale assistito da trattamento termico.