5 puntas de corte de metal para aleaciones de alta temperatura a base de níquel

El níquel y sus primos de aleación son difíciles de cortar, pero la resistencia a la corrosión y la fuerza del níquel lo hacen ideal para muchas aplicaciones, incluso en la industria aeroespacial y otras industrias manufactureras clave. Obtenga consejos claros y concisos sobre cómo trabajar con este material vital y cómo aprovechar al máximo sus herramientas de corte.

Como número 28 en la tabla periódica, el níquel se aisló por primera vez en 1751. Su nombre proviene de la creencia de los mineros alemanes de que el metal marrón rojizo, conocido entonces como "kupfernickel" (que se traduce como "cobre del diablo") los estaba enfermando. . En realidad, su enfermedad fue causada por la gran cantidad de arsénico que contenía el mineral que extraían de las minas de cobalto de Suecia.

El níquel es un metal extremadamente importante. Junto con el cromo, es uno de los elementos de aleación más esenciales y se utiliza en una amplia variedad de aceros, aceros inoxidables y superaleaciones. Es fuerte, resistente a la corrosión y exhibe excelentes propiedades de resistencia e impacto. Los tipos comunes de aleaciones de níquel incluyen Inconel, Hastelloy, Waspaloy, aceros inoxidables, incluidos 304, 316 y 17-4, y otros. Con una herramienta afilada y los parámetros de corte correctos, el níquel puro no es muy difícil de tornear o fresar, aunque las aleaciones de níquel como Ni-Span-C 902 y Monel K-500 tienen índices de maquinabilidad del 15 por ciento o menos. Aquí hay algunas cosas que debe saber si está trabajando actualmente o está a punto de trabajar con este material desafiante.

1. Mantenga sus herramientas de corte de metal para aleaciones de níquel recubiertas y afiladas

El níquel y sus diversas aleaciones tienden a endurecerse durante el mecanizado. Hay varias formas de combatir esto. Primero, la herramienta de corte debe tener una inclinación positiva y un borde afilado. Debido a que es menos frágil que el carburo, el acero de alta velocidad podría funcionar bien, aunque las velocidades de corte en este caso deben mantenerse bastante bajas, generalmente a 100 pies de superficie por minuto o menos como punto de partida.

Dependiendo de la aleación, un carburo resistente con recubrimiento de PVD de primera calidad generalmente proporcionará la mejor vida útil y productividad de la herramienta, aunque algunos proveedores de herramientas de corte sugieren cerámica o cermet como alternativa; esté abierto a sus recomendaciones. El CBN se puede usar en aleaciones 17-4 PH endurecidas y aleaciones similares tratadas térmicamente. Siempre que sea posible, utilice una plaquita redonda o una con un ángulo de ataque positivo para minimizar las muescas. Las fresas de extremo de hélice variable y flauta variable ayudan a romper los armónicos que conducen a la vibración. Si usa HSS, los taladros deben tener un borde de cincel afilado y una punta dividida de 135 grados. Mantenga las herramientas afiladas y reemplácelas lo antes posible antes de que ocurra un desastre.

2. Manténgase rígido en su corte de aleación de níquel

Hacer configuraciones lo más rígidas posible es un buen consejo para cualquier aplicación de mecanizado, pero especialmente para metales súper resistentes como el níquel y las aleaciones que contienen níquel. Para las operaciones de fresado, un portaherramientas de ajuste por contracción suele ser la primera opción, seguido de cerca por los mandriles de fresado hidráulicos o mecánicos. Deje los soportes de las cerraduras laterales en el depósito de herramientas. De manera similar, siempre que sea posible, se debe utilizar la sujeción hidráulica del trabajo, incluso si eso significa invertir en nuevas prensas y mandriles. Los voladizos deben mantenerse al mínimo para evitar la deflexión de la herramienta y la vibración que la acompaña. Este podría ser un buen momento para investigar las herramientas de mandrinado que amortiguan las vibraciones y, si su máquina herramienta está equipada con ellas, asegúrese de comprender y activar sus funciones antivibración.

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3. Para contribuir a la vida útil de la herramienta, sea agresivo con los avances y las velocidades

¿Tiene problemas con la vida útil de la herramienta? Su primer instinto podría ser disminuir el avance y reducir la velocidad del husillo. Mala idea. Todos los fabricantes de herramientas de corte proporcionan velocidades de superficie recomendadas, profundidades de corte y rangos de velocidad de avance. Cuando surgen problemas, a menudo es una buena idea apuntar al extremo superior de esos parámetros y cortar de manera más agresiva, no menos. Sin embargo, hacerlo depende primero de los puntos que se acaban de mencionar (una configuración rígida), así como del uso del grado correcto de herramienta de corte. Sobre todo, aprenda a identificar los modos de falla:las muescas en la línea de profundidad de corte y el borde de acumulación (BUE) son comunes con los materiales a base de níquel, los cuales conducen a fallas catastróficas de la herramienta si no se abordan de manera oportuna.

4. Tome la trayectoria correcta

Las estrategias de programación adecuadas son primordiales. Las trayectorias trocoidales proporcionan cargas de viruta constantes y evitan golpes en la herramienta de corte y la pieza de trabajo por igual. Debido a que las aleaciones a base de níquel son resistentes, los pasos deben estar muy por debajo del radio de la herramienta de fresado y las velocidades de avance son relativamente altas. Por el contrario, la profundidad mínima de corte para torneado no debe ser menor que el radio de la punta de la herramienta, y preferiblemente varias veces eso si es posible. Las técnicas de fresado de alto avance que utilizan geometrías de herramientas de corte comparables y estilo botón impulsan las fuerzas hacia arriba en el husillo, lo que minimiza la deflexión. La rampa de entrada y salida del corte es eficaz tanto en tornos CNC como en centros de mecanizado. Evita vivir en los rincones.

5. Encuentre la zona "Ricitos de oro":documente sus parámetros y condiciones de corte

Encontrar el punto óptimo para mecanizar aleaciones con alto contenido de níquel requiere algo de prueba y error. Puede evitar fallas inesperadas mediante el desarrollo de un proceso probado y predecible, pero esto a su vez requiere documentar qué herramientas, grados, recubrimientos y parámetros de corte se han probado, y los resultados para cada uno. Da pequeños pasos. No tenga miedo de ir más allá de las recomendaciones del fabricante, pero asegúrese de que el proceso sea estable antes de alejarse de la máquina. Si lo tiene, utilice la función de gestión de la vida útil de la herramienta de su máquina herramienta o cuna de herramientas para monitorear cuánto tiempo ha estado una herramienta en el corte; si no, documente la vida útil de la herramienta a la antigua usanza, usando lápiz y papel. Si puede obtener 15 minutos de una inserción, considérese afortunado. El mecanizado de níquel no es momento para conocimientos tribales, secretos de segundo turno o cambios de proceso descontrolados. Obtén documentación.

¿Qué tipo de cuestiones o problemas ha encontrado al cortar níquel o sus aleaciones? Comparte tu experiencia.