Como perfurar, alargar e rosquear ligas de titânio de maneira eficaz

A baixa condutividade térmica do titânio, sua recuperação elástica, sua afinidade química e o calor de corte concentrado dificultam a perfuração. Para que a perfuração, o alargamento e a rosqueação sejam bem-sucedidos, são necessárias ferramentas rígidas, arestas de corte positivas, porém resistentes, uma evacuação confiável das limalhas e fluido de corte em abundância.

Estrutura e geometria da broca

Brocas helicoidais

As brocas helicoidais convencionais precisam de uma alma reforçada, bordas retificadas com precisão, ranhuras polidas e uma geometria que limite o atrito e favoreça a remoção de cavacos. Brocas curtas e rígidas reduzem a deflexão. É preferível utilizar aço rápido com cobalto e carboneto de tungstênio-cobalto adequado; evite que uma aresta cega provoque o endurecimento por deformação da superfície do furo.

Brocas helicoidais de quatro guias

Uma construção de quatro faces melhora o guiamento e a retidão do furo, ao mesmo tempo em que distribui o contato. A folga e o fornecimento de refrigerante continuam sendo fundamentais, pois margens extras podem aumentar o atrito se a ferramenta não estiver afiada.

Brocas para furos profundos

A perfuração de furos profundos exige refrigeração interna, quebra controlada de cavacos e evacuação ininterrupta. Pode ser necessário recorrer à técnica de perfuração por toques ou à retirada gradual quando a ferramenta não consegue remover os cavacos continuamente.

Dados de perfuração e controle de processos

Reduza a velocidade de corte à medida que a profundidade do furo, a resistência da liga ou o diâmetro aumentam. Mantenha um avanço positivo para que as bordas cortem, em vez de esfregarem. Inunde a zona de corte com um fluido de resfriamento compatível e verifique se há descoloração ou aderência nas limalhas. Para furos profundos em Ti-6,5Al-3,5Mo-1,5Zr-0,3Si, o processo de origem utiliza uma broca específica e dá ênfase ao resfriamento, à evacuação das limalhas e ao controle do acabamento superficial.

Alargamento de titânio

Geometria do alargador

Os alargadores exigem alta rigidez, margens precisas, folga generosa e espaços de remoção de cavacos suaves. Uma margem pequena orienta a ferramenta, mas uma área de contato excessiva aumenta o atrito e o aquecimento. Os alargadores de HSS com ranhura reta, de metal duro com ranhura reta e de metal duro escalonados utilizam geometrias diferentes na seção de corte.

Prática de alargamento

Utilize uma velocidade baixa e estável e um avanço suficiente para cortar abaixo da camada endurecida pelo trabalho. Mantenha a margem de usinagem uniforme, evite parar dentro do furo e forneça fluido de corte continuamente. O desvio da ferramenta, a precisão do furo pré-perfurado e a dilatação térmica afetam diretamente o tamanho final e a circularidade.

Rosqueamento de titânio

Materiais dos machos de roscar

É comum o uso de aço rápido (HSS) de alto desempenho com adição de cobalto ou alumínio. O macho deve resistir à lasca nas arestas, mantendo um perfil afiado. A forma da rosca, a profundidade do furo e o acesso ao fluido de refrigeração determinam se é preferível um projeto padrão, com dentes corrigidos ou com dentes alternados.

Estrutura e geometria dos machos de roscar

As roscas com dentes corrigidos reduzem a carga de corte ao modificar o padrão de engate. O ângulo de inclinação e o ângulo de folga adequados reduzem a aderência, enquanto as ranhuras polidas e os dentes com alívio proporcionam espaço para as limalhas.

Diâmetro da broca para rosqueamento

O titânio retorna à sua forma original após o corte; por isso, o diâmetro da broca-rosca costuma ser escolhido próximo ao limite máximo permitido, a fim de reduzir o torque sem comprometer os requisitos da rosca. Verifique a porcentagem real da rosca, a resposta do material e o resultado da medição. Para furos cegos, reserve espaço suficiente para a remoção de cavacos abaixo da rosca completa e evite que o macho de rosca atinja o fundo.

Lista de verificação prática

• Utilize uma configuração rígida e com baixo desvio, além de uma ferramenta afiada.
• Evite a permanência prolongada e o atrito, pois geram calor e endurecimento por deformação.
• Aplique o líquido de refrigeração diretamente na borda e remova as limalhas antes de retomar o corte.
• Reduza a velocidade para furos mais profundos e ligas mais resistentes.
• Monitore o torque, a forma da limalha, o acabamento da superfície e o tamanho; substitua as ferramentas antes que comece a ocorrer lascamento.
• Verifique todos os valores iniciais na própria máquina, na ferramenta, no fluido de refrigeração, na profundidade do furo e nas condições da liga.