WFL supera le sfide della lavorazione del titanio

Sep 09, 2023

L'industria aeronautica rappresenta un importante segmento di mercato per la WFL Millturn Technologies GmbH & Co. KG. Questo settore industriale richiede sempre più materiali ritenuti difficili da lavorare. In particolare la lavorazione del titanio è un campo in cui WFL brilla con il suo vasto know-how.

Materiale con proprietà particolariIl titanio ha sempre posto particolari esigenze agli utensili e alle macchine durante il processo di taglio.

Negli ultimi anni il titanio 3.7165 è diventato prevalente tra i materiali leggeri come materiale con proprietà eccezionali, soprattutto nell'industria aeronautica e spaziale e anche nel settore medico. È una delle leghe di titanio più utilizzate, contenente il 6% di alluminio e il 4% di vanadio.

Questa lega, normalmente denominata Ti6Al4V, presenta un'ottima combinazione di robustezza, resistenza alla corrosione e capacità di resistere alle sollecitazioni. Sebbene questo materiale abbia buoni valori empirici e dati di taglio, la sua lavorazione rimane una delle discipline più importanti nella lavorazione.

Il titano di tutti i metalli Nuove leghe di titanio vengono costantemente sviluppate per applicazioni speciali e spesso si basano su esigenze specifiche del cliente. Diversi clienti WFL richiedono il titanio 5553 (Ti5Al5V5Mo3Cr) per la produzione di carrelli di atterraggio nell'industria aeronautica.

Questo materiale si distingue per le migliorate proprietà di resistenza e tenacità. È anche meno sensibile ai cambiamenti strutturali durante il riscaldamento. Questo materiale è infatti uno dei veri Titani nel campo delle lavorazioni meccaniche e prende il nome dalla mitologia greca.

Ti5553 è attualmente uno dei materiali più difficili da lavorare sul mercato. Durante la lavorazione non si deve superare la velocità di taglio di 45 m/min poiché a velocità di taglio fino a 60 m/min possono svilupparsi sollecitazioni di taglio fino a 2.780 N/mm².

Sfide nella lavorazione del titanio

Problemi come il calore puntuale dovuto alla cattiva conduzione del calore e ai relativi cambiamenti chimici nel materiale (infragilimento a temperature più elevate) e la formazione di bordi di riporto si verificano in misura maggiore con questo materiale che con altre leghe di titanio.

Pertanto è importante che la velocità di taglio, la velocità di avanzamento e la profondità di penetrazione siano abbinate accuratamente tra loro quando si lavora con Ti 5553. L'uso di lubrificanti di raffreddamento adatti è altrettanto importante quanto la corretta strategia di raffreddamento. Deve essere garantita una rapida e continua rimozione dei trucioli; la dissipazione del calore avviene in misura molto maggiore tramite l'utensile.

La rimozione della pelle di forgiatura, chiamata dagli esperti "pelle di elefante", rappresenta un'ulteriore sfida con questo materiale. Il processo di forgiatura a monte e gli influssi termici e metallurgici che ne derivano conferiscono a questa pelle una durezza superficiale molto elevata.

Il basso modulo di elasticità fa sì che il titanio tenda a sottrarsi alla pressione dell'utensile e a fondersi con il tagliente. La lavorazione dovrebbe quindi, come già accennato, avvenire ad una velocità di taglio bassa ma con una velocità di avanzamento relativamente elevata ed uniforme. In ogni caso devono essere garantiti utensili affilati, serrati e privi di vibrazioni. Come materiali da taglio vengono utilizzati acciai rapidi con un elevato contenuto di cobalto, carburo o stellite.

L’esperienza è il fattore decisivoTutto ciò dimostra che il titanio richiede molta esperienza nella selezione e nell'utilizzo degli utensili nonché nelle strategie di lavorazione.

La capacità di far fronte agli aspetti critici della lavorazione durante la produzione deve essere dimostrata già nella fase di progettazione. È necessario tenere conto, ad esempio, del fatto che spessori diversi del materiale nel pezzo grezzo richiedono strategie di lavorazione modificate. È inoltre necessario prendere in considerazione le zone interessate dal calore insieme alle forze di taglio che si verificano.

Materiali difficili da tagliare come il titanio hanno influenzato lo sviluppo delle macchine WFL. WFL offre soluzioni individuali proprio per questo tipo di applicazioni impegnative. Questi coprono anche aspetti come il raffreddamento e la strategia di produzione, nonché la macchina vera e propria.