Abrasive waterjet (AWJ) titanium tangential turning evaluation

Evaluación del torneado tangencial de titanio con chorro de agua abrasivo (AWJ)

El artículo trata del torneado tangencial de titanio con chorro de agua abrasivo. Como material experimental se utilizó titanio de grado 3 con un diámetro de 55 mm. Las condiciones tecnológicas de las pruebas de torneado fueron las mismas cambiando gradualmente el valor de la velocidad transversal (vf = 1,5; 3; 4,5; 6; 7,5 mm・min^-1). Las pruebas experimentales se realizaron utilizando chorro de agua abrasivo continuo de presión p = 400MPa, por rotación n = 60 rpm de la pieza de trabajo. Las partículas abrasivas (Barton Garnet) se alimentaron al chorro de agua en una cantidad de 0,4 kg・min^-1. Se determinó que la aceleración de la velocidad transversal no aumentaba los parámetros del perfil superficial.

INTRODUCCIÓN

El titanio y la aleación de titanio se clasifican como materiales de mecanizado duro, y el arranque de material difiere del mecanizado de otras aleaciones. La velocidad de arranque de material es menor que en el mecanizado del acero. La durabilidad de la herramienta de corte está influenciada por el tamaño del desgaste del flanco y la deformación del filo de corte. La potencia de corte es menor que en el mecanizado de hierro y níquel puros. Actualmente, la velocidad de corte está por debajo del límite de 60 m-min^-1. Es necesario tener en cuenta la creación de la vibración de la herramienta, que se crea por las deformaciones plásticas desiguales. El carácter inestable de la deformación está obviamente relacionado con la segmentación de la viruta de titanio (Figura 1). En este proceso influyen la reducción de la resistencia y la deformación por endurecimiento. La escasa conductividad térmica de la pieza de titanio provoca la creación de líneas de deslizamiento concentradas. La energía térmica se concentra en esas líneas. La adherencia se produce por el mecanizado de la aleación de titanio y estos efectos causan una alta intensidad de depreciación de la herramienta.

El chorro de agua de alta velocidad se utiliza para aumentar la durabilidad de la herramienta, garantizando la rotura de la viruta, la reducción de la fricción y la refrigeración (Figura 2). Habak y Lebrun [1] estudiaron este método utilizando el torneado convencional de acero inoxidable en comparación con el torneado en seco.

MATERIALES Y MÉTODO

En los ensayos se utilizó la mesa de corte 2D X-Y PTV WJ2020-2Z-1xPJ con cabezal de corte inclinable, especialmente diseñada para el corte con chorro de agua y agua abrasiva (Figura 3).