Principales características que influencian la maquinabilidad

  • El índice de endurecimiento por trabajo del titanio es inferior a del acero inoxidable austenítico, cobre y bronces alfa. Es aproximadamente similar al del acero al 0.20% de carbono y superior al del aluminio.
  • Requiere pequeñas fuerzas de cizallamiento, demuestra la total ausencia de "bordes compuestos", y no es sensible a entalladuras.

Debido a estas características es que el titanio es fácilmente maquinable.

Sin embargo, a veces se clasifica el titanio como difícil de maquinar. Esto se explica, en gran parte, por las características físicas del titanio metálico. A saber:

  • El titanio es poco conductor del calor. Esto hace que el calor generado por acciones de corte no se disipe rápidamente y gran parte del calor se concentre en la arista de corte y en la cara de la herramienta.
  • El titanio tiene una gran tendencia a formar aleaciones o a reaccionar químicamente con materiales en las herramientas de corte, a las temperaturas en que se opera con ellas. Esto provoca raspaduras, soldadura, deformación y la destrucción rápida de la herramienta de corte.
  • El titanio tiene tendencia a desplazarse, a menos que se apliquen cortes bastos o que se aplique un respaldo adecuado.

Existen otros dos factores que influencian las operaciones de maquinado:

  • La ausencia de  una masa de metal fija (borde compuesto) delante de la herramienta de corte es la causa de la formación de un gran ángulo de corte. Esto provoca el contacto de una viruta delgada con una superficie relativamente pequeña en la cara de la herramienta y da como resultado elevadas fuerzas de apoyo por unidad de área. La gran fuerza de apoyo, combinada con la gran fricción desarrollada por las virutas al acometer  sobre el área de apoyo provoca un gran aumento de calor en una porción muy localizada de la herramienta de corte.
  • Además, la combinación de grandes fuerzas de apoyo y calor produce una acción "craterizante" cercana al borde de corte, y provoca la rápida rotura de la herramienta.

Las propiedades básicas de maquinado del titanio no pueden alterarse. Sin embargo, reduciendo las temperaturas generadas en el borde de corte y en la superficie de la herramienta, sus efectos pueden minimizarse significativamente. Las técnicas económicas de producción han sido desarrolladas aplicando las siguientes reglas básicas de maquinado del titanio:

  • Utilizar bajas velocidades de corte. Las temperaturas en la punta de la herramienta son afectadas en mayor medida por la velocidad de corte que por cualquier otra variable individual. Cambiando de una velocidad superficial de 6,10 metros por minuto a una de 45,72 metros por minuto, con herramienta de carburos, da por resultado un cambio importante de temperatura.
  • Mantener índices de avance altos. La temperatura no se ve tan afectada por la velocidad de alimentación como por la velocidad, por lo que se deben utilizar los máximos índices de alimentación compatibles a las buenas costumbres de maquinado.
  • Utilizar copiosas cantidades de fluido de corte. El refrigerante retira el calor y las virutas que se generan, y reduce las fuerzas de corte.
  • Utilizar herramientas de corte afilada y reemplazarlas al primer signo de desgaste. El desgaste de las herramientas, cuando se trabaja con titanio, no es lineal. La herramienta falla por completo mucho mas rápidamente luna vez que se ha producido un pequeño desgaste inicial.
  • Nunca dejar de alimentar mientras la herramienta y la pieza se mueven en contacto. El permitir que la herramienta se detenga durante el contacto en movimiento provoca endurecimiento por trabajo y fomenta la deformación, rallado, barbetado y rotura total de la misma.

Una practica errónea en el maquinado del titanio, al igual que en el de cualquier otro metal, es permitir que las herramientas trabajen hasta su destrucción total. El otro extremo, esto es, cambiar en forma prematura las herramientas, puede resultar en un bajo número de piezas (fabricadas) por herramienta; pero cuanto menor sea el desgaste de la herramienta tanto más barato será el reafilado de las mismas. Lo ideal sería permitir que la herramienta continúe trabajando por todo el tiempo que sea posible hacerlo sin riesgo ni para la herramienta ni para el trabajo. La única forma de ubicar un punto seguro donde detenerse es revisar unas pocas pasadas (numerando las piezas producidas e inspeccionando la terminación superficial y las dimensiones de las mismas). De esta forma se puede establecer cuantas piezas pueden producirse antes de que la herramienta se inutilice.