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Titanio mecanizado CNC:aleaciones y puntas para un metal resistente

¿Está considerando el titanio como material base para su próximo diseño? ¿O tal vez ha oído hablar de las dificultades de mecanizar piezas de titanio y no está seguro de qué grados de titanio se pueden utilizar en el mecanizado CNC? Si respondió afirmativamente a alguna de estas preguntas, vino al lugar correcto.

El titanio es un material magnífico, y debido a sus propiedades excepcionales y alta biocompatibilidad, es ampliamente utilizado en la industria aeroespacial y biomédica. Sin embargo, de la misma manera que sus propiedades físicas hacen que el titanio sea excelente, también afectan el proceso de mecanizado CNC. En comparación con otros materiales y metales, el titanio requiere un procedimiento de fabricación dedicado y bien planificado.

Este artículo lo ayudará a comprender el proceso de mecanizado del titanio, incluida la comprensión de las propiedades de este metal, algunos de los grados de titanio que debe considerar e incluso algunos consejos sobre su manejo.

Consideraciones para el mecanizado de piezas de titanio

El titanio ha ganado popularidad en los últimos años debido a su valiosa capacidad para fabricar productos livianos, de alta resistencia y altamente resistentes a la corrosión. Las piezas fabricadas con titanio tienden a durar más y mantienen un mejor rendimiento que otros materiales. Además, el titanio no es tóxico.

Sin embargo, el titanio tampoco es perfecto. Es un mal conductor térmico, y cuando su superficie no recibe el tratamiento adecuado, puede dañarse fácilmente. Además, el proceso de mecanizado suele dejar marcas de vibración.

Todo esto contribuye a la pobre maquinabilidad del titanio. Aún así, afortunadamente, los maquinistas de todo el mundo han estudiado las propiedades del titanio en relación con otros metales y han encontrado formas de mejorar el proceso de fabricación.

Por ejemplo, el mecanizado de titanio requiere una estrategia de disipación de calor cuidadosa. Para abordar esto, los expertos en mecanizado CNC han establecido que aumentar el número de canales en la herramienta de corte es efectivo cuando se mecanizan piezas de titanio. Se utilizan de cuatro a seis canales para otros metales, pero el titanio a menudo requiere diez o incluso más.

Además, para abordar la alta resistencia y el enfriamiento deficiente del titanio, los maquinistas usan herramientas especiales recubiertas de nitruro de aluminio y titanio (TiAlN) o de nitruro de carbono de titanio (TiCN).

En resumen, los expertos aconsejan que la clave fundamental para mecanizar el titanio es la paciencia. Para mantener la acumulación de calor bajo control, reducir la vibración en la terminación de la superficie, evitar daños a la pieza y mantener seguro el proceso de mecanizado, se sugiere reducir la velocidad a una velocidad segura.

Los 10 grados de titanio más comunes para el mecanizado CNC

Debido a la creciente demanda de titanio, se han desarrollado varios grados mecanizables en la industria. Se diferencian en función del contenido de titanio puro y otros elementos que contienen, como oxígeno, paladio, níquel o molibdeno.

Con diferentes elementos de aleación vienen diferentes propiedades mecánicas para cada grado de titanio, lo que significa que puede elegir el grado de titanio adecuado para su aplicación. ¡Consulte la siguiente tabla para descubrir más y comprender más sobre la maquinabilidad del titanio!

Tabla 1

Aleación/Grado Descripción Ventajas Desventajas Aplicaciones
Grado 1
Titanio comercialmente puro con bajo contenido de oxígeno.
Uno de los grados de titanio más utilizados. Es la aleación de titanio más dúctil y blanda. Excelente formabilidad relativa y maquinabilidad, resistencia a la corrosión y tenacidad al impacto. Menor resistencia en comparación con los otros grados de titanio. Procesamiento químico, desalinización, industria médica, piezas de automóviles, estructura de fuselaje.
Grado 2
Titanio comercialmente puro con contenido estándar de oxígeno.
Titanio puro, conocido como el caballo de batalla de la industria del titanio. Alta resistencia a la corrosión, buena soldabilidad, resistencia, ductilidad y formabilidad. Alta maquinabilidad relativa. No tan fuerte como otros grados de titanio, pero más fuerte que el grado 1 Motores de aeronaves, procesamiento de hidrocarburos, fabricación de clorato, industria médica.
Grado 3
Titanio comercialmente puro con contenido de oxígeno medio.
El grado 3 es el menos utilizado comercialmente, pero posee buenas propiedades mecánicas. Alta resistencia y resistencia a la corrosión. Buena maquinabilidad relativa. Menos formabilidad que los grados 1 y 2. Industria médica, industria marina, estructuras aeroespaciales.
Grado 4
Titanio comercialmente puro con alto contenido de oxígeno.
Conocido como el más fuerte de los cuatro grados comercialmente puros. Muy alta dureza y resistencia a la corrosión. Buena maquinabilidad relativa. Difícil de mecanizar, requiere velocidades lentas, alto flujo de refrigerante y altas velocidades de avance. Recipientes criogénicos, intercambiadores de calor, equipos CPI, hardware quirúrgico, componentes de fuselaje.
Grado 5
Aleación de titanio – Ti6Al4V
Esta es la aleación de titanio más utilizada. Contiene un 6 % de aluminio y un 4 % de vanadio. Alta resistencia a la corrosión y alta formabilidad. Mala maquinabilidad relativa. Menos fuerte que las otras aleaciones. Estructuras críticas de fuselaje, generación de energía, aplicaciones marinas y en alta mar.
Grado 6
Aleación de titanio – Ti5Al-2.5Sn
El más comúnmente utilizado para aplicaciones de fuselajes y motores a reacción. Buena soldabilidad, estabilidad y resistencia a temperaturas elevadas. Resistencia intermedia para estándares de aleación de titanio. Aplicaciones de fuselajes y motores a reacción, gas líquido y contención de propulsores para cohetes y vehículos espaciales.
Grado 7
Aleación de titanio, a veces considerada "pura":Ti-0,15Pd
Similar al grado 2, pero este contiene pequeñas cantidades de paladio, lo que mejora la resistencia a la corrosión. Extremadamente buena resistencia a la corrosión, excelente soldabilidad y formabilidad. No es tan fuerte como otras aleaciones de titanio. Componentes de equipos de procesamiento y producción de productos químicos.
Grado 11
Aleación de titanio, a veces considerada "pura":Ti-0,15Pd
Similar al Grado 7, pero con menor tolerancia a otras impurezas. Excelente resistencia a la corrosión, ductilidad y formabilidad óptimas. Resistencia aún más baja en relación con el grado 7. Aplicaciones marinas, fabricación de clorato, desalinización.
Grado 12
Aleación de titanio – Ti0.3Mo0.8Ni
Esta aleación altamente duradera contiene 0,3 % de molibdeno y 0,8 % de níquel. Gran soldabilidad, excelente resistencia a altas temperaturas, excelente resistencia a la corrosión. Cuesta más que las otras aleaciones. Intercambiadores de calor y carcasa, aplicaciones hidrometalúrgicas, componentes de aviones y marinos.
Grado 23
Aleación de titanio – T6Al4V-ELI
También conocido como TAV-EIL en el mercado, que significa extra bajo intersticial. Es similar al Grado 5 pero con mayor pureza. Gran ductilidad y formabilidad, buena tenacidad a la fractura. Óptima biocompatibilidad. Mala maquinabilidad relativa. Tiene una resistencia menor que las otras aleaciones de titanio. Alfileres y tornillos ortopédicos, cables ortopédicos, grapas quirúrgicas, aparatos de ortodoncia.

Elegir y trabajar con el grado correcto de titanio

Como habrás notado, elegir el titanio más adecuado para tu producto depende de las propiedades y aplicaciones que desees. Si está tratando de desarrollar productos para aplicaciones médicas, es posible que desee elegir el titanio de grado 23. Alternativamente, si está buscando una pieza con un excelente rendimiento a temperaturas elevadas, es posible que desee trabajar con el titanio de grado 6.

Solo recuerde que las aleaciones de titanio requieren un mecanizado cuidadoso, que debe ser realizado por expertos capacitados. A diferencia de los metales de libre mecanizado como el latón C360 o el acero SS416, trabajar con titanio requiere experiencia, paciencia y las herramientas correctas.

Si desea encontrar un experto que lo ayude con su pieza de titanio, no busque más allá de los expertos disponibles para ayudarlo a brindarle servicios de mecanizado CNC.


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