/ MATERIALES Composición química (%) Al Mo Transus Límite Límite Elong. Aleación de Equ.* Equ.** Beta elástico último (%) Dureza Titanio Al Mo V Fe Cr Sn Zn O (%) (%) (oC) (Mpa) (Mpa) (HBS±5) Ti6A14V 6 - 4 - - - - 0.2 6.4 2.7 995 870 950 12 241 Ti54M 5 0.7 4 0.4 - - - 0.2 5.4 4.9 965 847 930 15.5 - Ti10.2.3 3 - 10 2 - - - 0.1 3.2 12.7 800 1100 1200 9 250 Ti17 54--422- 6.0 16.0 880 1060 1150 6 260 Ti555.3 5 5 5 0 3 - - - 5.0 18.2 860 1050 1200 10 270 22 *Porcentaje de peso de Al equiv. (%)=Al+Sn/3+Zr/6+10 (O +N ). ** Porcentaje de peso de Mo equiv. (%)=Mo+2v/3+Nb/3+3 (Fe+Cr). Arrazola et al. [25, 26] llevaron a cabo un estudio compara- Las herramientas de corte comerciales más utilizadas tivo entre las aleaciones Ti555.3 y Ti-6Al-4V, en el que se para mecanizar aleaciones de titanio son las plaquitas de observó una mejor maquinabilidad de la aleación α+β. C. metal duro sin recubrimiento [6-7, 29, 32-33], principal- Machai y D. Biermann [27,28] realizaron un análisis de mente calidades K. Sin embargo, cada vez se emplean maquinabilidad de la aleación Ti10.2.3 con diferentes micro- más las plaquitas de metal duro con recubrimientos (TiN, estructuras, en el que se observó la elevada influencia de TiCN, TiN - TiC...), principalmente en fresado. Otra alter- las condiciones de corte y de la microestructura en el nativa, cuyos resultados en desbaste son comparables a desgaste generado en el herramienta. Las diferentes micro- las herramientas de metal duro sin recubrir, son las estructuras están ligadas a diferentes tratamientos térmi- herramientas de acero rápido sinterizado [43]. Además de cos, y condicionan las propiedades mecánicas del material, aumentar la productividad de las herramientas de acero que son clave a la hora de determinar la vida de la herra- rápido convencionales, su coste es muy inferior a las de mienta. metal duro. Tabla 1: Composición química en porcentajes de peso, valores equivalentes de Al y Mo y propiedades mecánicas de las aleaciones de titanio estudiadas. 12 / En general las dificultades del mecanizado de aleaciones de El CBN y el PCD presentan muy buenas prestaciones a la titanio se asocian a: hora de mecanizar las aleaciones de titanio, alcanzando • Las malas propiedades térmicas (baja conductividad unas velocidades de corte hasta 150 m•min-1 [14], y térmica y el elevado calor específico) dificultan la evacua- mejorando considerablemente la respuesta de las plaqui- ción del calor generado en el proceso de mecanizado, tas de metal duro. Sin embargo, su aplicabilidad está limi- originando altas temperaturas en la zona de corte que tada por su elevado precio [4-7, 15, 23]. aceleran el desgaste de la herramienta [7]. • Un área de contacto efectiva entre la viruta y la herra- mienta muy pequeña hace que las cargas termo mecáni- Aleaciones de titanio estudiadas cas se concentren en la zona de la arista de corte, disminuyendo la duración de la herramienta [29]. El Las aleaciones estudiadas han sido las siguientes: cráter generado en la superficie de desprendimiento se Ti6Al4V, Ti10.2.3, Ti17, Ti555.3 y Ti54M [10,26]. La compo- encuentra más cerca de la arista de corte, lo que debilita sición química y propiedades mecánicas de las mismas el filo y en consecuencia disminuye la vida de la herra- están detalladas en la Tabla 1. mienta. El valor de aluminio equivalente indicado en la Tabla 1, es • Un bajo módulo de elasticidad (110 GPa) da lugar a vibra- un indicador de la cantidad de elementos α-estabilizado- ciones perjudiciales para la pieza, pero sobre todo para res que contiene la aleación, y da una idea de la capacidad la herramienta [6, 30]. que cada aleación posee para obtener una dureza deter- • La elevada reactividad química a elevadas temperaturas minada. A su vez, el valor de molibdeno equivalente es un con la mayoría de los materiales utilizados para fabricar indicador de la cantidad de elementos β - estabilizadores las herramientas de corte [12-18], provoca el desgaste en la aleación, por tanto, de la cantidad de fase β que va a prematuro de las mismas por mecanismos de difusión retener el material a temperatura ambiente. Un mayor entre otros [29, 31-34]. contenido de molibdeno equivalente se traduce en una • Formación de la viruta segmentada [35-38], lo cual mayor capacidad de obtener valores altos de resistencia produce unas solicitaciones cíclicas, tanto térmicas como límite a tracción. De esta manera, se puede decir que hay mecánicas, en la herramienta, provocando un deterioro una relación directa entre las propiedades de cada alea- más rápido de la misma. ción y su composición química.