Quais são as dificuldades de usinagem da placa de titânio BT20?

Como fornecedor da placa de titânio BT20, testemunhei em primeira mão os desafios únicos que surgem na usinagem deste material notável. A placa de titânio BT20 é uma liga de titânio de alta resistência conhecida por sua excelente resistência à corrosão, alta resistência específica e boa resistência ao calor. Essas propriedades o tornam uma escolha popular nas indústrias aeroespacial, automotiva e química. Porém, essas mesmas características também apresentam dificuldades significativas de usinagem.

Alta reatividade química

Um dos principais desafios na usinagem da placa de titânio BT20 é sua alta reatividade química em temperaturas elevadas. Quando a ferramenta de corte entra em contato com a placa de titânio durante a usinagem, o calor gerado pode fazer com que o titânio reaja com o material da ferramenta de corte. Esta reação química leva a um fenômeno conhecido como desgaste por difusão. Os átomos de titânio se difundem no material da ferramenta, enfraquecendo a estrutura da ferramenta e causando seu desgaste rápido.

Por exemplo, em operações de torneamento, a aresta de corte da ferramenta pode ficar cega muito rapidamente devido a esse desgaste por difusão. Como resultado, o acabamento superficial da peça usinada se deteriora e a precisão dimensional fica comprometida. Para mitigar esse problema, são necessários materiais especiais para ferramentas de corte com alta estabilidade química. Ferramentas de metal duro revestidas com nitreto de titânio (TiN) ou nitreto de titânio e alumínio (TiAlN) são comumente usadas. Esses revestimentos atuam como uma barreira entre a placa de titânio e o substrato da ferramenta, reduzindo a reação química e prolongando a vida útil da ferramenta.

Baixa condutividade térmica

A placa de titânio BT20 tem condutividade térmica relativamente baixa em comparação com outros metais. Durante a usinagem, o calor gerado na zona de corte não pode ser dissipado rapidamente. Isto faz com que a temperatura na aresta de corte aumente significativamente, o que agrava ainda mais o problema de desgaste da ferramenta. Altas temperaturas também podem levar à deformação térmica da peça, afetando sua precisão dimensional.

Em operações de fresamento, por exemplo, a alta temperatura localizada pode fazer com que a placa de titânio BT20 se expanda de forma desigual. Quando a peça esfria após a usinagem, ela pode deformar ou distorcer. Para resolver o problema da baixa condutividade térmica, são essenciais métodos de resfriamento eficazes. Os sistemas de refrigeração por inundação são frequentemente usados ​​para retirar o calor da zona de corte. Os refrigerantes não apenas reduzem a temperatura, mas também lubrificam o processo de corte, reduzindo o atrito entre a ferramenta e a peça.

Alta resistência e resistência

A placa de titânio BT20 é um material resistente e de alta resistência. Isso significa que uma grande quantidade de força de corte é necessária para remover o material durante a usinagem. Altas forças de corte podem causar deflexão da ferramenta, o que leva a um acabamento superficial ruim e imprecisões dimensionais. Além disso, a alta tenacidade da placa de titânio dificulta a quebra dos cavacos. Lascas longas e contínuas podem ficar emaranhadas na ferramenta de corte, interferindo no processo de usinagem e podendo causar danos à ferramenta e à peça de trabalho.

Em operações de perfuração, a alta resistência da placa de titânio BT20 pode causar a quebra ou desgaste prematuro da broca. Geometrias especiais de broca e parâmetros de corte são necessários para reduzir a força de corte. Por exemplo, brocas com ângulo de ponta maior e ângulo de hélice maior podem ser usadas para melhorar o escoamento de cavacos e reduzir a força de corte. Os quebra-cavacos também podem ser incorporados ao projeto da ferramenta para quebrar os cavacos longos em pedaços menores e mais gerenciáveis.

Trabalho - tendência de endurecimento

A placa de titânio BT20 tem uma forte tendência de endurecimento por trabalho. Quando o material é submetido a esforços mecânicos durante a usinagem, sua dureza aumenta significativamente na área afetada. Esta camada de endurecimento por trabalho pode ser muito difícil de usinar e pode causar desgaste rápido da ferramenta. Além disso, o endurecimento por trabalho também pode levar a tensões residuais na peça de trabalho, o que pode causar rachaduras ou falhas na peça durante o serviço.

Em operações de retificação, o endurecimento da placa de titânio BT20 pode ser particularmente problemático. O rebolo pode ficar cego rapidamente ao tentar remover a camada endurecida. Para reduzir o efeito de endurecimento por trabalho, é importante usar parâmetros de corte apropriados. Velocidades de corte e taxas de avanço mais baixas podem ajudar a minimizar o estresse mecânico na peça de trabalho, reduzindo a tendência de endurecimento por trabalho.

Comparação com outras folhas de titânio

Para entender melhor as dificuldades de usinagem da Placa de Titânio BT20, é útil compará-la com outras chapas de titânio, comoFolha de titânio OT4,Folha de titânio Gr 5, eFolha de titânio Gr 12.

A folha de titânio OT4 é uma folha de titânio comercialmente pura. Possui resistência e tenacidade relativamente menores em comparação com a placa de titânio BT20. Como resultado, geralmente é mais fácil de usinar. A taxa de desgaste da ferramenta é menor e as forças de corte necessárias também são menores. No entanto, a Folha de Titânio OT4 tem menor resistência à corrosão e propriedades mecânicas em comparação com a Placa de Titânio BT20, o que limita suas aplicações em alguns cenários de alto desempenho.

A folha de titânio Gr 5, também conhecida como Ti - 6Al - 4V, é uma liga de titânio amplamente utilizada. Possui alta resistência e boa resistência à corrosão. Semelhante à placa de titânio BT20, a folha de titânio Gr 5 também apresenta desafios de usinagem devido à sua alta reatividade química, baixa condutividade térmica e tendência ao endurecimento por trabalho. No entanto, a composição específica da liga da Folha de Titânio Gr 5 pode resultar em características de usinagem ligeiramente diferentes. Por exemplo, a seleção da ferramenta de corte e os parâmetros de corte podem precisar ser ajustados de acordo.

A Folha de Titânio Gr 12 é uma liga de titânio com boa soldabilidade e resistência à corrosão. Possui menor resistência em comparação à placa de titânio BT20, o que a torna relativamente mais fácil de usinar. No entanto, pode não ser adequado para aplicações que exijam alta resistência e tenacidade.

Estratégias de Usinagem

Apesar das dificuldades de usinagem da Placa de Titânio BT20, com as estratégias certas é possível obter resultados de usinagem de alta qualidade. Aqui estão algumas estratégias de usinagem recomendadas:

• Seleção de ferramentas: Conforme mencionado anteriormente, escolha ferramentas de corte com alta estabilidade química e geometrias adequadas. Inspecione e substitua regularmente as ferramentas desgastadas para garantir uma qualidade de usinagem consistente.
• Otimização dos parâmetros de corte: Selecione a velocidade de corte, avanço e profundidade de corte apropriados. Geralmente, velocidades de corte e taxas de avanço mais baixas são preferidas para reduzir a força de corte e a geração de calor.
• Resfriamento e Lubrificação: Use métodos eficazes de resfriamento e lubrificação para controlar a temperatura e reduzir o atrito durante a usinagem.
• Fixação da peça: Certifique-se de que a placa de titânio BT20 esteja fixada corretamente para evitar vibrações e movimentos durante a usinagem. Isso ajuda a melhorar a precisão dimensional e o acabamento superficial.

Conclusão

Usinar a placa de titânio BT20 é uma tarefa desafiadora devido à sua alta reatividade química, baixa condutividade térmica, alta resistência e tenacidade e tendência ao endurecimento por trabalho. Porém, com o correto entendimento dessas dificuldades e a implementação de estratégias de usinagem adequadas, é possível superar esses desafios e produzir peças usinadas de alta qualidade.

Se você estiver interessado em adquirir a placa de titânio BT20 ou tiver alguma dúvida sobre sua usinagem, não hesite em nos contatar para mais discussões. Estamos comprometidos em fornecer produtos de placa de titânio BT20 de alta qualidade e suporte técnico para atender às suas necessidades específicas.

Referências

• Kalpakjian, S. e Schmid, SR (2014). Engenharia e Tecnologia de Manufatura. Pearson.
• Trent, EM e Wright, PK (2000). Corte de metais. Butterworth-Heinemann.