Guía completa para mecanizado de acero inoxidable

El acero inoxidable puede ser tan común como el aluminio en muchos talleres, especialmente al fabricar piezas para las industrias aeroespacial y automotriz. Es un material bastante versátil con muchas aleaciones y grados diferentes que pueden acomodar una amplia variedad de aplicaciones. Sin embargo, fresar acero también puede ser inmensamente difícil. Los aceros inoxidables son notorios asesinos de fresas de mango, por lo que ajustar sus velocidades y avances y seleccionar la herramienta adecuada es esencial para el éxito del mecanizado.

Propiedades del Material

Los aceros inoxidables son aceros de alta aleación con resistencia a la corrosión superior a los aceros al carbono y bajas aleaciones. Esto se debe en gran parte a su alto contenido de cromo, con la mayoría de grados de aleaciones de acero inoxidable conteniendo al menos 10% del elemento.

El acero inoxidable puede dividirse en una de cinco categorías: Austenítico, Ferrítico, Martensítico, Endurecido por Precipitación (PH), y Dúplex. En cada categoría, hay una aleación básica de propósito general. A partir de ahí, se hacen pequeños cambios en la composición al base para crear propiedades específicas para varias aplicaciones.

Para referencia, aquí están las propiedades de cada una de estas agrupaciones, así como algunos ejemplos de grados populares y sus usos comunes.

Categoría	Propiedades	Grados Populares	Usos Comunes
Austenítico	No magnético, excelente resistencia a corrosión y calor.	304, 316	Equipos procesamiento alimentos, canalones, tornillos, tuercas, y otros fijadores.
Ferrítico	Magnético, menor resistencia a corrosión y calor que Austenítico.	430, 446	Piezas automotrices y electrodomésticos de cocina.
Martensítico	Magnético, resistencia a corrosión moderada — no para corrosión severa.	416, 420, 440	Cuchillos, armas, instrumentos quirúrgicos, y herramientas manuales.
Endurecido por Precipitación (PH)	Grado más fuerte, tratable térmicamente, resistencia a corrosión severa.	17-4 PH, 15-5 PH	Componentes aeroespaciales.
Dúplex	Mezcla más fuerte de Austenítico y Ferrítico.	244, 2304, 2507	Plantas tratamiento agua, vasos de presión.

Selección de Herramienta

Elegir la herramienta correcta para su aplicación es crucial al mecanizar acero inoxidable. Desbaste, acabado, ranurado, y trayectorias de fresado de alta eficiencia pueden optimizarse para acero inoxidable eligiendo el estilo correcto de fresa de mango.

Desbaste Tradicional

Para desbaste tradicional, se recomienda una fresa de mango de 4 o 5 flautas. Las fresas de 5 flautas permitirán avances más altos que sus contrapartes de 4 flautas, pero cualquiera de los dos estilos funcionaría bien para aplicaciones de desbaste. Abajo hay un excelente ejemplo de desbaste tradicional en Acero Inoxidable 17-4.

Ranurado (Slotting)

Para ranurado en acero inoxidable, la evacuación de viruta va a ser clave. Por esta razón, las herramientas de 4 flautas son la mejor opción porque el menor conteo de flautas permite una evacuación de viruta más eficiente. Las herramientas con geometría rompevirutas también hacen un ranurado efectivo en acero inoxidable, ya que las virutas más pequeñas son más fáciles de evacuar del corte.

Acabado (Finishing)

Al acabar piezas de acero inoxidable, se requiere un alto conteo de flautas y/o hélice alta para los mejores resultados. Las fresas de acabado para acero inoxidable tendrán un ángulo de hélice sobre 40 grados, y un conteo de flautas de 5 o más. Para trayectorias de acabado más agresivas, el conteo de flautas puede variar desde 7 flautas hasta 14. Abajo hay un gran ejemplo de una pasada de acabado en Acero Inoxidable 17-4.

Fresado de Alta Eficiencia (HEM)

El Fresado de Alta Eficiencia puede ser una técnica de mecanizado muy efectiva en aceros inoxidables si se seleccionan las herramientas correctas. Los desbastadores rompevirutas harían una excelente elección, en estilos de 5 o 7 flautas, mientras que fresas de paso variable estándar de 5-7 flautas también pueden funcionar bien en trayectorias HEM.

HEV-5

Helical Solutions ofrece la fresa HEV-5, que es una herramienta extremadamente versátil para una variedad de aplicaciones. La HEV-5 destaca en acabado y trayectorias HEM, y también rinde bien por encima del promedio en ranurado y desbaste tradicional. Disponible en estilos cuadrado, radio de esquina, y largo alcance, esta herramienta bien redondeada es una excelente elección para iniciar su cajón de herramientas y optimizarlo para mecanizado de acero inoxidable.

Parámetros de Ejecución

Mientras que la selección de herramienta es un paso crítico para un mecanizado más efectivo, ajustar los parámetros de ejecución apropiados es igualmente importante. Hay muchos factores que entran en determinar los parámetros de ejecución para mecanizado de acero inoxidable, pero hay algunas pautas generales a seguir como punto de partida.

Generalmente, al mecanizar aceros inoxidables se recomienda una Vc (velocidad de corte) de entre 100-350 m/min (SFM 330-1150), con una carga de viruta variando entre .0005" para una fresa de 1/8" hasta .006" para una fresa de 1". Un desglose completo de estas pautas generales está disponible aquí.

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En Conclusión

El mecanizado de acero inoxidable no tiene que ser difícil. Identificando el grado de material apropiado para cada pieza, seleccionando la herramienta de corte perfecta, y optimizando parámetros de ejecución, los dolores de cabeza del fresado de acero pueden convertirse en cosa del pasado.