Propiedades y Clasificación de Materiales para Herramientas de Corte Industrial

Propiedades Fundamentales de los Materiales para Herramientas de Corte

Para que un material sea apto para las herramientas de corte actuales, debe reunir tres propiedades esenciales:

• Resistencia al desgaste: Es la capacidad de soportar distintas formas de erosión manteniendo la posibilidad de que el filo siga arrancando material de manera admisible.
• Tenacidad: En el mecanizado, se valora la resistencia plástica y la resistencia a la rotura transversal. Es importante destacar que los valores a temperatura ambiente no proporcionan información relevante sobre su comportamiento real; por ejemplo, el diamante policristalino (PCD) tiene una menor tenacidad en comparación con el acero rápido (HSS).
• Resistencia al calor: Resulta vital para el mecanizado a velocidades de corte altas, puesto que se alcanzan temperaturas elevadas. Las diferencias en esta propiedad entre la variedad de materiales de corte son considerables.

Características Adicionales Aconsejables

Además de las propiedades fundamentales, también deben contemplarse otros factores críticos para el rendimiento:

• Resistencia a choques térmicos: Capacidad del material para soportar los efectos producidos por cambios bruscos de temperatura.
• Afinidad química: La conexión química entre la herramienta y el material de la pieza debe evitarse en lo posible para impedir reacciones indeseables en el filo durante el mecanizado, lo que favorecería un rápido desgaste.
• Resistencia a la oxidación: Juega un papel importante en el desarrollo de calidades resistentes a los tipos de desgaste ambiental y térmico.

Aceros Rápidos (HSS): Propiedades y Variantes

Propiedades de los Aceros Rápidos

Las propiedades características de todos los aceros rápidos son: gran dureza útil, elevada resistencia al desgaste, excelente resistencia al revenido, dureza en caliente y una buena tenacidad.

Diferencia entre Acero Rápido Clásico y Micrograno

La distinción principal radica en su proceso de fabricación y estructura interna:

• Acero rápido clásico: Pertenece al tipo siderúrgico convencional.
• Acero rápido de micrograno: Es un producto pulvimetalúrgico. Se fabrica a partir de polvo de los componentes de la aleación, con una granulación adecuada y máxima pureza, mediante un proceso de difusión realizado bajo presión y temperatura. Es un acero rápido homogéneo, sin segregación y con propiedades prácticamente isotrópicas, lo que le otorga máxima resistencia al desgaste, a la compresión y una excelente dureza en caliente.

El Metal Duro en la Industria del Mecanizado

El metal duro es un producto pulvimetalúrgico fabricado principalmente con la mezcla de diversos carburos metálicos, seleccionados según las prestaciones requeridas para la plaquita. Los más utilizados son:

• Carburo de Tungsteno (WC)
• Carburo de Titanio (TiC)
• Carburo de Tantalio (TaC)
• Carburo de Niobio (NbC)

Como aglomerantes se emplean habitualmente el cobalto y el níquel, y algunas calidades específicas incorporan aditivos como el molibdeno y el cromo.

Determinación de Calidades del Metal Duro

Las diferentes calidades se determinan en función de:

• Tipo y tamaño del grano: Los granos pequeños aportan mayor dureza, mientras que los granos gruesos proporcionan mayor tenacidad.
• Tipo y proporción del aglomerante: Varía en función del tamaño del grano, situándose generalmente entre el 4% y el 20% aproximadamente.
• Técnica de fabricación y estándares de calidad.

Proceso de Fabricación del Metal Duro

La fabricación de un metal duro se realiza mediante un proceso escrupulosamente controlado que incluye los siguientes pasos:

1. Producción del polvo.
2. Prensado.
3. Sinterizado.
4. Tratamiento de la plaquita.
5. Recubrimiento.

Clasificación ISO de los Metales Duros

La normativa ISO clasifica las calidades de las herramientas según el material a mecanizar, utilizando códigos de colores y letras:

• P (Distintivo azul): Calidades destinadas al mecanizado de materiales de viruta larga (como aceros).
• M (Distintivo amarillo): Calidades destinadas al mecanizado de materiales más difíciles (como aceros inoxidables).
• K (Distintivo rojo): Calidades destinadas al mecanizado de materiales de viruta corta (como fundiciones).
• N (Distintivo verde): Calidades destinadas al mecanizado de materiales no férreos (aluminio, cobre, etc.).
• S (Distintivo naranja): Calidades destinadas al mecanizado de aleaciones termorresistentes.
• H (Distintivo blanco): Calidades destinadas al mecanizado de materiales de máxima dureza (aceros templados).