Sgrossatura in titanio
Componenti tipici:
Travi, Piloni, Binari, Raccordi
Materiale:
Ti6Al4V, Ti5553, Ti10-2-3
Nozioni metallurgiche approfondite del Titanio:
La bassa conduttività termica di questi materiali non consente al calore generato durante la lavorazione di dissiparsi attraverso dell'utensile. La tendenza all'indurimento delle leghe di titanio genera elevate forze di taglio e temperature che possono portare alla formazione di usura ad intaglio.
Leghe Alpha-Beta (α-ß)
Queste leghe presentano entrambe le fasi e stabilizzatori α e ß. La lega più semplice e popolare di questo gruppo è Ti6Al4V, utilizzata principalmente nell'industria aerospaziale. Le leghe di questa categoria sono facilmente modellabili e presentano un'elevata resistenza a temperatura ambiente e una moderata resistenza alle alte temperature. Le proprietà di queste leghe possono essere modificate mediante trattamento termico.
Leghe Beta (ß)
Le leghe beta (ß) contengono metalli di transizione, come V, Nb, Ta e Mo, che stabilizzano la fase ß. Esempi di leghe ß commerciali includono Ti11.5Mo6Zr4.5Sn, Ti15V3Cr3Al3Sn e Ti5553. Le leghe beta sono trattabili termicamente, generalmente saldabili e hanno un'elevata resistenza. Si può prevedere un'eccellente modellabilità in presenza di trattamenti termici. Tuttavia, le leghe ß sono soggette a transizione duttilità-fragilità e quindi non sono adatte per applicazioni criogeniche. Le leghe beta hanno una buona combinazione o proprietà per strati, sezioni pesanti, elementi di fissaggio e applicazioni a reazione elastica.
Tendenze
L'uso del titanio continua a seguire una crescita del 5% in volume, molto più veloce di qualsiasi altro metallo.
Il titanio è in genere prodotto sotto forma di piastre e barre, anche pezzi forgiati e getti. Il rapporto Buy-to-Fly (BTF) è in genere tra 10 e 16, il che significa che una materia prima da 10 kg di titanio finisce per essere un componente finito con un peso di 1 kg.
Sfide:
Il rapporto Buy-to Fly richiede di rimuovere efficacemente il materiale in eccesso attraverso applicazioni di sgrossatura in titanio, causando tipica usura ad intaglio ed elevate temperature per lungo tempo.
L'elevata reattività chimica delle leghe di titanio provoca l’incollamento del truciolo sul tagliente, con conseguente craterizzazione e prematura usura. Inoltre, l'area di contatto truciolo-utensile è relativamente piccola, con conseguente concentrazione di sollecitazioni elevate dovute a forze di taglio ed alte temperature che potrebbero causare una prematuro fallimento dell’utensile.
Requisiti
- Rigidità/Stabilità
- Gestione del calore
- Buon flusso del refrigerante
- Qualità di metallo duro tenaci
- Rivestimento resistente alla temperatura
- Rivestimento resistente alle alterazioni chimiche
- Basse forze di taglio, ottima qualità del tagliente
- Elevato volume di truciolo asportato