Il flusso di calore nel taglio dei metalli è fortemente influenzato dalla velocità di taglio. In generale, più alta è la velocità di taglio, più il calore sarà smaltito dal truciolo.
Scegliere correttamente la velocità di taglio è fondamentale per avere una situazione termica ottimale. La scelta, però, non è ovvia in quanto da un lato elevate velocità di taglio portano a una maggiore generazione di calore quindi a maggiori temperature.
Per contro, con velocità di taglio elevate c’è un maggiore trasferimento di calore verso il truciolo, il che produce meno calore e temperature inferiori nella zona di taglio.
A velocità di taglio molto alte e in condizioni di stabilità della lavorazione si instaura una condizione di adiabaticità che permette lo smaltimento del calore quasi esclusivamente tramite il truciolo, con evidenti vantaggi in termini di usura utensile.
Il calore trasferito all’utensile viene smaltito in funzione del materiale dell’utensile e del rivestimento. Il rivestimento dovrebbe fungere da barriera termica per impedire al calore di penetrare nell’utensile.
Una volta entrato, il calore dovrebbe essere smaltito dal materiale base dell’utensile, grazie alla sua diffusività termica. Nelle zone dell’utensile dove le temperature sono molto alte, si ha l’insorgenza dell’usura dell’utensile.
A causa del fatto che esistono anche zone dell’utensile a temperature inferiori, il gradiente di temperatura crea sforzi termici nella struttura del materiale dell’utensile, che possono produrre cricche termiche che lo indeboliscono e ne riducono la vita utile.
Nel caso di materiali difficili da lavorare, come le leghe di Titanio e le leghe di Nickel, si formano le cosiddette bande di taglio adiabatiche (adiabatic shear band), che producono un truciolo segmentato a causa della concentrazione dello sforzo di taglio, che produce un grande innalzamento della temperatura con conseguente grande usura utensile.
Supponiamo di aver risolto le problematiche descritte sopra e di trovarci in una condizione ottimale e stabile. Siamo quindi in grado di smaltire gran parte del calore tramite il truciolo.
Dobbiamo a questo punto disporre di sistemi per convogliarlo efficacemente fuori dall’area di lavoro e di sistemi di lubrorefrigerazione in grado di sottrarre calore dalla zona di taglio e dalla macchina, pena la perdita di accuratezza sul pezzo a causa dell’elevata temperatura e, in presenza di grandi volumi di truciolo, a causa della loro rimacinazione durante la lavorazione.