Efectos del regimen de corte y perfil de la herramienta sobre La rugosidad superficial en el torneado de aleaciones Co-28cr-6mo de uso biomédico
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Date
2017-06-27
Authors
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
Se investigó cómo influye el régimen de corte y la geometría de la herramienta, sobre la
rugosidad superficial, en el torneado de las aleaciónes Co-28Cr-6Mo que se usan como
biomateriales. El propósito fue recomendar las condiciones de corte óptimas de
mecanizado que produzcan rugosidades estandarizados en los implantes biomédicos.
El material de estudio se adquirió como barras de ø38 x 6m. De estas barras se
confeccionaron probetas de ensayo de Ø30x200 mm. Estas medidas se seleccionaron con
el fin de cumplir con el requisito de la norma ISO 3685 y evitar vibraciones. Los ensayos
se llevaron a cabo en un torno (CNC) MILLTRONICS modelo ML-16. Las condiciones de
corte fueron: Vc = 50, 75 y 100 m/min; A = 0,1, 0,15 y 0,25 mm/rev; P = 0,5, 0,7, 09 mm,
R (radio de filo de inserto) = 0,4, 08, 1,2 mm. Las medidas de rugosidad se realizaron
utilizando el Rugosímetro MITUTOYO modelo SURFTEST-210. Al final de cada
operación de torneado, se tomaran los valores medios de rugosidad de la superficie
cilíndrica tomando una distancia de corte de 2,5 mm para las mediciones.
Los resultados muestran que para estas aleaciones, los valores más finos de rugosidad no
siempre se encuentran con avances pequeños, baja profundidad, y altas velocidades como
sucede con los metales. Depende del conjunto integrado de todas las variables donde al
igual que los metales, el avance y el radio de filo son las variables más influyentes. El valor
mínimo de rugosidad en todos los ensayos fue de: 0,82 μm; se encontró empleando un
inserto de radio “R= 0,8 mm, y régimen de corte: [V= 50 m/min; a = 0,1 mm/rev; p = 0,7
mm]. La variable más influyente en la rugosidad es el avance, seguido del radio de filo de
corte. Un menor avance disminuye la rugosidad, y lo mismo sucede cuando el radio de filo
se incrementa. La velocidad de corte ejerce mayor influencia que la profundidad. No se
han conseguido superficies lisas: (Ra < 0,5 mm); pero si, superficies mínimamente ásperas
con rugosidades: (0,5 < Ra < 1 μm); estas se presentaron con insertos R = 0,8 y R = 1,2
bajo 6 condiciones de corte distintas. Las superficies moderadamente rugosas: [1,0 y 2,0
μm,] se encontraron en 36 ensayos de un total de 81.
Finalmente se encontró que de todos los ensayos ~ el 50 % cumple con los estándares
exigidos para los implantes biomédicos respecto a la rugosidad.
Se concluye que en muchos casos no es necesario recubrir los implantes para poder usarlos,
pueden ser directamente utilizados después de un mecanizado fino.
Description
As the cutting regime and tool geometry on surface roughness influence the turning of the
Co-28Cr-6Mo alloys used as biomaterials was investigated. The purpose was to
recommend optimum machining conditions that produce standardized roughness in
biomedical implants.
The study material was acquired as ø38 x 6m rods. From these bars, test specimens of
Ø30x200 mm were made. These measures were selected in order to meet the requirement
of ISO 3685 and avoid vibrations. The tests were carried out on a MILLTRONICS lathe
(CNC) model ML-16. The cutting conditions were: Vc = 50, 75 and 100 m / min; A = 0.1,
0.15 and 0.25 mm / rev; P = 0.5, 0.7, 09 mm, R (insert edge radius) = 0.4, 08, 1.2 mm. The
roughness measurements were performed using the SURFTEST-210 MITUTOYO Rough
Meter. At the end of each turning operation, the average roughness values of the cylindrical
surface shall be taken taking a cut distance of 2.5 mm for the measurements.
The results show that for these alloys, the finer values of roughness are not always found
with small advances, low depth, and high speeds as with metals. It depends on the
integrated set of all variables where, like metals, advancement and radius of edge are the
most influential variables. The minimum roughness value in all the tests was: 0.82 μm; was
found using a radius insert "R = 0.8 mm, and cutting regime: [V = 50 m / min; A = 0.1 mm
/ rev; P = 0.7 mm]. The most influential variable in the roughness is the advance, followed
by the cutting edge radius. A lower feed decreases the roughness, and the same happens
when the edge radius increases. The cutting speed exerts a greater influence than the depth.
No smooth surfaces have been achieved: (Ra <0.5 mm); but, it has been achieved
minimally rough surfaces: (0.5 <Ra <1 μm); These were presented with inserts R = 0.8 and
R = 1.2 under 6 different cutting conditions. Moderately rough surfaces: [1.0 and 2.0 μm]
were found in 36 trials out of a total of 81.
Finally, it was found that of all the tests (~ 50%) meets the standards required for
biomedical implants with regard to roughness.
It is concluded that in many cases it is not necessary to coat the implants to be able to use
them, they can be used directly after a fine machining.
Keywords
Rugosidad superficial, Torneado de aleaciones