Materiales para herramientas de corte

Materiales para herramientas de corte

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Las operaciones de maquinado se realiza usando herramientas de corte. Las altas fuerzas y temperaturas durante el maquinado crean un ambiente muy agresivo para la herramienta.Introduccin.

Una buena correspondencia del material de la herramienta de corte y las geometra de plaquita, con el material de la pieza que se debe mecanizar es muy importante para que proceso de mecanizado sea productivo y sin contratiempos.

Se usan tres modos de falla de las herramientas para identificar algunas de las propiedades importantes que deben poseer los materiales para herramientas.Tenacidad. Capacidad de absorber energa sin que falle el material. Se caracteriza combinacin de resistencia y ductilidad del material.Dureza en caliente. Capacidad del material para retener su dureza a altas temperaturas.Resistencia al desgaste. Todos los materiales para herramientas de corte deben ser duros.

Es importante tener conocimiento de cada uno de los materiales de las herramientas y su rendimiento de cara a realizar, as como el material de la pieza que se va mecanizar, el tipo de pieza y su forma, las condiciones de mecanizado y el nivel de calidad superficial que se requiere para cada operacin.

Los materiales de la herramienta de corte se divide en varias calidades con propiedades especificas. En general, el material de herramienta:a) Duro , resistente al desgaste en incidencia y a la deformacin.b) Tenaz, resistente a rotura del ncleoc) No reactivo en contacto con el material de la piezad) Qumicamente estable, resistente a oxidacin y difusinc) Resistente a cambios repentinos de temperatura

Letras que especifican la designacin de materiales de corte duros

El metal duro con recubrimiento supone el 80-90% de todas las plaquitas para herramientas de corte. Su especial combinacin de resistencia al desgaste y tenacidad y su capacidad para adoptar formas complejas.

Metal duro

Se crean mediante reacciones qumicas a temperaturas de 700- 1500C.Presentan alta resistencia al desgaste y excelente adherencia al metal duro.Los recubrimientos (Al2O3), (TiN) , ( MT.Ti(C, N).

Recubrimiento CVD

Aplicaciones en las que resulta importante la resistencia al desgaste.Torneado generalFresadoTaladrado

Aplicaciones

Deposicin fsica de vapor se forman a temperaturas relativamente bajas (400-600 C). El procesos implica la evaporacin de un metal que reacciona con por ejemplo, nitrgeno para formar un recubrimiento duro de nitruro en la superficie de la herramienta.

Recubrimiento PVD

Cuando se necita un filo tenaz y agudo al mismo tiempo.Brocas Fresas enterizasAplicaciones de acabadoAplicaciones

Material metalrgico en polvo, compuesto de partculas de carburo de tungsteno (WC) y un aglutinante rico en cobalto metlico (Co).

Metal duro

Tamao del granos WC de medio a grueso. Aportan al metal duro una combinacin superior del elevada resistencia al calor y tenacidad.

Aplicaciones

Tamao del grano WC fino o inferior a una micra. Se utiliza para filos agudos con recubrimiento PVD para mejorar aun mas la resistencia del filo y trmicas.Brocas de metal duroFresas de metal duroPlaquitas para tronzarRanura FresarCalidades para cavado

Metal duro con gradiente. Combinada con recubrimientos CVD. TornearTronzarRanurar en acero y acero inoxidable

WC/Co o tiene un gran volumen de carburo de nitruro cubico.Aleaciones de titanio de materiales templados a baja velocidad.Aleaciones de titanioTorneado de materiales templado a baja velocidad

Metal duro sin recubrimiento (HW)

Metal duro con partculas duras de base de titanio (combinacin de palabras de cermica y metal). Los cermets eran compuestos de TiC y nquel. Los cermets modernos no contiene nquel, su ncleo de partculas Ti(C, N) y una segunda fase dura de (Ti, Nb, W) (C,N) y un aglutinante de cobalto rico en W.Cermet (CT)

Acabado en acero inoxidableFundicin nodularAcero de bajo contenido de carbonoAcero ferriticoAplicaciones

Todas las herramientas de cermica presentan excelente resistencia al desgaste a velocidades de corte elevadas. Hay varias calidades de cermica disponibles para distintas aplicaciones.CM. (TiC, Ti(N,C)). Mejora la tenacidad y la conductividad trmica.CA. (Al2O3)- (ZrO2) aadido para inhibir fisura. Estable qumicamente, carece de resistencia a cambios de temperatura.Cermica (CA, CM, CN, CC)

Las cermicas se pueden aplicar en una amplia variedad de aplicaciones y materiales.Torneado a alta velocidadRanuradoFresado

La cermica ofrecen alta productividad siempre que se aplique correctamente. Aplicaciones

Excelente resistencia al calor que se puede utilizar a velocidades de corte muy altas, buena tenacidad y resistencia a cambios bruscos de temperatura.Las modernas calidades CBN son compuestos de cermica con un contenido de 40-65%. El aglutnate aporta resistencia al desgaste. Otras calidad son las de alto contenido de CBN de 85-100%.Nitruro de boro cubico policristalino (CNB)

Torneado en acabado de aceros templados.Desbaste a alta velocidad de fundicin grisFresadoRectificado

Aplicaciones

Compuesto de partculas de diamante con aglutinante metlico.El mas resistente a la abrasin. Presenta buena resistencia al desgaste pero carece de estabilidad qumicamente a alta temperatura y se disuelve con facilidad en hierro.

Diamante policristalino PCD

Materiales no frreos (aluminio alto contenido de silicio)Compuestos de matriz metlicaPlsticos reforzados con fibra de carbonoSuperacabado de titanioTorneadoFresadoAplicaciones

Para comprender las ventajas y limitaciones de cada material es importante conocer los distintos mecanismo de desgaste a los que se ve sometida la herramienta.

Degaste del filo

Desgaste mas habitual y tambin el mas deseable, se produce por abrasin, causada por los elementos duros del material de la pieza.Desgaste en incidencia

Crteres de desgasteReaccin qumica entre el material de la pieza y el de la herramienta, y se ve potenciado por la velocidad de corteFilo de aportacin (BUE)Se produce por soldadura de la viruta en la plaquita, debido a la presin. Ocurre en materiales pastosos y una velocidad de corte baja.

Desgaste en entalladuraDao excesivo y localizado en la cara de desprendimiento como el flanco de la plaquita en la lnea de profundidad de corte. Causado por adherencia y por superficie endurecida por deformacin.Deformacin plsticaOcurre cuando la temperatura de mecanizado es demasiado alta para una determinada calidad que produce que el material de la herramienta se ablanda

Fisuras trmicasSi la temperatura del filo cambia rpidamente entre el frio y calor, puede aparece varia fisuras en direccin perpendicular al filo, que estn asociadas a cortes intermitentes, habituales en operaciones de fresado y agravas por uso de refrigeranteAstillamiento /rotura del filoResultado de una sobrecarga de tensin mecnica. Martillado de virutas, profundidad de corte o avance muy elevado, filo de aportacin, vibracin o desgaste excesivo de la plaquita.

SANDVIK coromant- materiales para herramientas de corteMikell Grover- fundamentos de manufactura modernaReferencias bibliograficas