CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES DE MAQUINADO Y CORTE

...

Los recubrimientos superficiales tienen una función cada vez mayor, el revenido con vapor (pavonado) crea una capa dura y porosa Fe3O4, que aumenta la vida de la herramienta.

Materiales no ferrosos de maquinado:

Materiales de bajo punto de fusión: solo las aleaciones de zinc se maquinan en cantidades significativas. Su baja resistencia y ductilidad limitada los hace altamente maquinables.

Aleación de magnesio: la baja ductilidad imparte propiedades de maquinado libre, convirtiendo al magnesio en un material altamente maquinable. Las virutas finamente distribuidas se incendian espontáneamente, por lo tanto, el corte de acabado con espesores de las virutas menores de 25 μm siempre se hace con un fluido de corte con base de aceite.

Aleaciones de aluminio: El aluminio puro y sus aleaciones dúctiles se maquinan mejor con la condición de trabajo en frio, ya que su alta ductilidad lo hace “rugoso” en la condición recocida: las fuerzas de corte son mayores que lo esperado debido a su dureza, y a alta adhesión conduce a un pobre acabado superficial. La aleación endurecida por precipitación se puede maquinar fácilmente en la condición completamente tratada térmicamente (tratado por solución y envejecido); en la que su ductilidad es baja por su resistencia no es excesivamente alta.

Berilio: el berilio se maquina fácilmente en seco, pero las partículas finas son toxicas.

Aleaciones con base de cobre: el cobre puro, como el aluminio, se maquina mejor en la condición de trabajo en frio. Esto también se aplica a las aleaciones de una sola fase que, no obstante, a menudo se puede cortar con menos energía que el cobre puro. La disposición de la viruta es difícil.

Aleaciones y superaleaciones con base de níquel: para menos ductilidad, sería deseable cortar estas aleaciones en la condición de trabajadas en frio o completamente tratadas térmicamente. Sin embargo, su alta adhesión y baja conductibilidad térmica con frecuencia se combinan con alta resistencia, y esto exige su corte en las condiciones recocida o sobre envejecida. El azufre se bebe evitar en los fluidos de corte por que forma un eutéctico de bajo de fusión con níquel.

Titanio: la alta reactividad y por tanto la elevada adhesión del titanio, combinada con su baja conductividad térmica, hace la formación de la viruta en discontinua en la mayoría de las velocidades y el maquinado es difícil. Para bajas velocidades las herramientas de HSS se usan con aceite altamente aditivo o una emulsión. A velocidades mayores (30 – 60 m/min) se prefiere carburos cementados o cermets. Son mejores las alimentaciones más profundas porque el calor de la fricción se reduce y se transporta más calor en la viruta.

A continuación, se analizan los materiales de herramientas más importantes en orden ascendente de su resistencia a la temperatura.

Carburos fundidos: cuando los carburos alcanzan proporciones muy altas, el material de la herramienta ya no es trabajable en caliente y se debe fundir para formarlos. La matriz de los carburos fundidos (alrededor de 45%) es por lo general una aleación de cobalto en la cual se embeben carburos Cr y W, formando con 2 a 3 % C. el suavizado es gradual y son permisibles mayores velocidades de corte, pero la ductilidad y la tenacidad se reduce mucho.

Carburos: los grupos de materiales para herramienta descritos hasta este punto poseen la tenacidad y la resistencia al impacto requerido, pero también tiene limitaciones importantes, en particular respecto a la resistencia a la dureza en caliente. En consecuencia, no pueden utilizarse efectivamente donde existen altas velocidades de corte (y ahí, altas temperaturas). Sin embargo, esta condición es necesario a menudo para mejorar las productividades de la planta.

Para cumplir el reto de las velocidades de corte cada vez mayores se presentaron a los carburos (también conocidos como carburos cementados o sintetizados) por primera vez en la década de 1930. Debido a su elevada dureza en un amplio intervalo de temperaturas, su alto modulo elástico, ata conductividad térmica y baja dilatación térmica, los carburos se encuentran entre los materiales para herramienta y matrices (dados) más importantes, versátiles y de costo efectivo para una amplia gama de aplicaciones.

Carburos de tungsteno: consiste en partículas de carburo de tungsteno aglutinadas con una matriz de cobalto. Estas herramientas se manufacturan mediante herramientas técnicas de metalurgia de polvos (de ahí el termino carburos sistematizados o carburos cementados). La partícula de un carburo de tungsteno se combina con cobalto en una mezcladora, produciendo un material compuesto, con una matriz de cobalto con una matriz de cobalto que circunda a la partícula de carburo.

La cantidad de cobalto presente, que por lo común va desde el 6% al 16%, afecta de manera significativa las propiedades de las herramientas de carburo de tungsteno. Al aumentar el contenido de cobalto disminuye la resistencia, dureza y resistencia al desgaste de WC, mientras que aumenta su tenacidad debido a la mayor tenacidad del cobalto.

Carburos cementados: los carburos cementados producidos por medio de técnicas de metalurgias de polvos han logrado una posición dominante. Normalmente la matriz es de cobalto, de 3 a 6% para mayor dureza, y de 6 a 15% para alta tenacidad. Los grados de carburo se clasifican de acuerdo con códigos desarrollados en varios países (por ejemplo, el sistema C en estados unidos) y por la ISO (ISO 513-9). La fase del carburo se puede hacer completamente de WC para el corte de metales no ferrosos y hierro fundido gris (grados C1 y C2; ISO grupo K). pero la difusión conduciría a la formación rápida de cráteres al cortar el acero. Por lo tanto, se agrega de 10 a 40% TiC o TaC (o ambos), que forman una interfaz rica en carburo resiste a la difusión, a los grados determinados por el maquinado de acero (C4 a C8; ISO grupo P). el hierro fundido maleable y esferoide presenta el mismo riesgo de difusión y se corta con grados para corte de acero.

Carburos de titanio: el carburo de titanio (TIC) consiste en una matriz de níquel-molibdeno. Tiene una resistencia al desgaste mayor que la del carburo de tungsteno, pero no es tan tenaz, El carburo de titanio es adecuado para maquinar materiales duros (principalmente aceros e hierros fundidos) ya para cortar a velocidades superiores.

Insertos: las herramientas de acero de alta velocidad de les da forma en una sola pieza y se rectifican para proporcionarles diversas características geométricas; dichas herramientas incluyen insertos, brocas