El mecanizado de titanio en el futuro

La nueva calidad de metal duro CTC5240 permite velocidades de corte de hasta el 20 % más altas y ahorros de costes substanciales

El experto del metal duro CERATIZIT se posiciona nuevamente como “proveedor” de soluciones en un segmento del futuro, es decir, el mecanizado del titanio. Gracias a la nueva calidad CTC5240, CERATIZIT consigue solucionar hoy las tareas de mañana.

La reducción del peso de los aviones constituye la exigencia principal impuesta a la industria aeronáutica moderna, tanto en la aviación civil como en la aviación militar. El sector industrial responde a esta demanda mediante el uso de nuevos materiales, a saber, materiales compuestos reforzados por fibras de carbono. El titanio cobra cada vez mayor significado en la construcción de los aviones. Los componentes estructurales que integran los elementos de fibras de carbono son fabricados cada vez más de titanio y forman entonces la estructura soporte de un avión moderno. Esta nueva tendencia a favor del titanio conduce por lo tanto a que los componentes estructurales de aluminio pierdan cada vez más importancia.

Paralelamente aumenta el número de subcontratistas de los principales constructores de aviones que se verán enfrentados a problemas relativos al mecanizado de este difícil material que es el titanio. En este caso, la nueva calidad CTC5240 de CERATIZIT constituye una verdadera solución puesto que es resistente al calor, tenaz, resistente al desgaste y se caracteriza por una mejor formación de la viruta. Fuera de ello, esta calidad permite velocidades de corte de hasta el 20 % más altas y por lo tanto ahorros de costes substanciales.

Los empleados del departamento de I&D de CERATIZIT declaran unánimes:
“No basta mejorar y perfeccionar las calidades y las geometrías existentes”

Por esta razón, este departamento del experto de metal duro CERATIZIT se ha fijado el objetivo de proponer al sector de las herramientas de corte una solución de herramientas que permita a los usuarios fabricar sus componentes a partir de materiales tan exigentes con mayor productividad y a costes de producción relativamente bajos. Esto sólo es posible gracias al desarrollo de herramientas y plaquitas caracterizadas por un rendimiento excepcional en términos de vida útil, parámetros de corte y fiabilidad del proceso. A fin de alcanzar este ambicioso objetivo, no basta mejorar y perfeccionar las calidades y las geometrías existentes. En consecuencia, el equipo de CERATIZIT se ha concentrado desde el principio en desarrollar una combinación completamente nueva entre material de corte, recubrimiento y geometría, perfectamente adaptada a las exigencias particulares impuestas por las aleaciones de titanio. Se trataba de realizar los desarrollos siguientes:

Nuevo substrato de metal duro con excelentes propiedades de resistencia al calor

Nuevo recubrimiento con suficiente tenacidad, elevada resistencia al desgaste y bajo coeficiente de fricción

Nuevas geometrías para una mejor formación de la viruta

Las ventajas de las aleaciones de titanio comparado con otros materiales son evidentes. Se caracterizan por una baja densidad, ligeramente encima de la del aluminio, pero poseen a la vez una resistencia dos veces mayor, lo que permite la concepción de componentes estructurales más delgados con peso reducido. Sin embargo, habrá que citar como inconveniente la mala maquinabilidad que, a causa de las velocidades de corte y la vida útil reducidas, repercute desfavorablemente en los costes de producción.

La mala conductividad térmica de las aleaciones de titanio es la razón principal de esta difícil maquinabilidad. La conductividad térmica del titanio es diez veces inferior a la del acero. El calor generado durante el proceso de mecanizado no es absorbido por las virutas como ocurre con el acero, sino que se concentra en la herramienta, a saber, en el filo de corte.

La nueva calidad CTC5240 es resistente al calor, tenaz, resistente al desgaste
y se caracteriza por una mejor formación de la viruta

Y es precisamente aquí donde interviene CERATIZIT al desarrollar una calidad de metal duro cuya resistencia al calor es considerablemente más elevada. La ventaja principal de la nueva calidad CTC5240 de CERATIZIT es precisamente esta extrema resistencia al calor que permite velocidades de corte de hasta 20 % más altas que las obtenidas con productos de la competencia. Esto sí que implica ahorros de costes.

El recubrimiento, igualmente recién desarrollado, tiene que proteger el substrato de metal duro contra el desgaste por abrasión y al mismo tiempo desempeñar el papel de escudo térmico. Esto significa que el recubrimiento mismo debe ser un conductor térmico malo para impedir que el calor llegue hasta el metal duro. A fin de mantener el calor generado a un bajo nivel, el recubrimiento tiene que disponer de una superficie muy lisa y las virutas deben poder deslizarse sin resistencia substancial a lo largo de la superficie de desprendimiento. El nuevo recubrimiento CVD a base de TiB2 recién desarrollado por CERATIZIT satisface plenamente todas estas exigencias.

El substrato extremadamente resistente al calor de la nueva calidad CTC5240 de CERATIZIT permite utilizar plaquitas con una geometría de corte muy suave. De esta manera, la presión de corte es disminuida, lo que reduce a su vez la generación de calor. Gracias a sus geometrías muy positivas, la formación de las virutas es mucho mejor. Las virutas “rizadas” o laminares se evitan, de ahí una ulterior reducción de la presión de corte y del desgaste.