Mecanizado de titanio Ti-6Al-4V: parámetros y tabla

El Ti-6Al-4V es una aleación de tipo alfa-beta compuesta por aproximadamente un 6% de aluminio y un 4% de vanadio. Es el material más utilizado en sectores de alta exigencia, como el aeroespacial y el biomédico, gracias a su excelente relación resistencia-peso y su resistencia a la corrosión.

Su dificultad de mecanizado reside en dos factores críticos:

1. Baja conductividad térmica: El calor generado en la zona de corte no se disipa a través de la viruta, sino que se transfiere directamente a la herramienta.
2. Endurecimiento por deformación: El material tiende a endurecerse rápidamente durante el corte, lo que exige herramientas con filos extremadamente afilados y recubrimientos específicos.

Para optimizar el proceso de arranque de viruta, es fundamental ajustar la velocidad de corte (Vc), el avance por diente (fz) y la profundidad de pasada (ap). A continuación, se presenta una tabla orientativa para operaciones de fresado en condiciones de estabilidad.

Nota: Estos valores deben ajustarse según la rigidez de la máquina-herramienta y el tipo de refrigerante empleado.

Para garantizar la viabilidad económica y técnica, muchas empresas, como Izadi Mecanizados, aplican estrategias avanzadas de mecanizado. Entre ellas destacan:

• Refrigeración de alta presión: Se recomienda el uso de sistemas de refrigeración a más de 70 bares dirigidos directamente al filo de corte para evacuar el calor y fragmentar la viruta.
• Trayectorias constantes: El uso de fresado trocoidal o estrategias de enganche constante permite mantener una carga de herramienta uniforme, evitando picos de temperatura.
• Herramientas de corte: El uso de carburo de tungsteno con recubrimientos multicapa es esencial para resistir la abrasión y la adhesión del titanio.

Las empresas dedicadas al mecanizado, clasificadas bajo el código CNAE 2553 (Mecanizado de metales), deben cumplir con una estricta normativa técnica y medioambiental.

Normativa técnica

La calidad de los componentes de titanio suele regirse por normas internacionales como la serie ISO 5832 para aplicaciones médicas, que garantiza la biocompatibilidad y las propiedades mecánicas del material. La gestión de la calidad en el taller debe alinearse con la norma ISO 9001, o ISO 13485 si se fabrican dispositivos médicos.

Legislación medioambiental

El mecanizado genera residuos (virutas de titanio, aceites de corte, emulsiones) que están sujetos a la Ley 7/2022, de 8 de abril, de residuos y suelos contaminados para una economía circular. Esta ley obliga a:

1. Separación en origen: Clasificar los residuos metálicos y los fluidos de corte para su correcta valorización.
2. Trazabilidad: Documentar la gestión de los residuos mediante contratos con gestores autorizados.
3. Fiscalidad: Cumplir con las tasas sobre el depósito de residuos en vertederos, incentivando el reciclaje.

El incumplimiento de estas normativas puede derivar en sanciones administrativas graves. Es vital consultar regularmente la web de la Organización Internacional de Normalización (ISO)^[1] y la Asociación Española de Normalización (UNE)^[2] para mantenerse al día sobre los requisitos técnicos de los procesos de fabricación.

El mecanizado de titanio requiere personal altamente cualificado y una infraestructura capaz de gestionar las tensiones residuales del material. Se recomienda contar con equipos de metrología dimensional avanzados para verificar que las tolerancias geométricas se mantienen tras el proceso de corte, dado que el titanio puede sufrir deformaciones por las tensiones internas liberadas durante el mecanizado.

• Ley 7/2022, de 8 de abril, de residuos y suelos contaminados para una economía circular (BOE)^[3]
• Propiedades del Ti-6Al-4V y desafíos de mecanizado (PTS Make)^[4]
• Clasificación Nacional de Actividades Económicas (CNAE 2553 - Mecanizado de metales)^[5]
• Normas ISO para productos de titanio (ISO.org)^[1]