Diferentes materiales de herramientas de corte

Hoy hablaremos sobre los materiales de herramientas de corte más comunes utilizados en las industrias mecánicas. La herramienta juega un papel muy importante en el mecanizado. La forma de la pieza de trabajo, su acabado superficial y algunas otras propiedades dependen directamente del material de la herramienta y su diseño. Una herramienta bien diseñada con el material adecuado proporciona un mejor acabado superficial y una alta precisión. Las características más importantes de la herramienta son:

• Debe tener una alta dureza en caliente.
• Alta resistencia al desgaste.
• La herramienta debe tener una alta tenacidad y dureza.
• Debe tener una alta conductividad térmica.
• La herramienta funciona a alta temperatura durante el corte, por lo que debe
  tener un bajo coeficiente de expansión térmica.
• La herramienta debe tener una alta resistencia.
• Debe tener un bajo coeficiente de fricción y debe ser químicamente estable.

Materiales de herramientas de corte:

Los materiales de ingeniería más comunes utilizados en la fabricación de herramientas son:

Herramienta de acero al carbono:

El acero al carbono se usa ampliamente para mecanizar materiales blandos como el magnesio, el aluminio, la madera, etc. Contiene carbono, silicio y magnesio en su composición. Este material se utiliza para fabricar taladros manuales de hoja estrecha, machos de roscar, troqueles, cinceles, etc. Su velocidad de corte es de unos 10 mm y la temperatura máxima a la que puede trabajar es de 200 a 250 grados centígrados.

Acero rápido (HSS):

El acero de alta velocidad es un material de herramienta muy común que es una aleación de tungsteno de acero, cromo y vanadio. Contiene 18% Tungsteno, 4% Cromo y 1% Vanadio. Este material es de endurecimiento profundo y se puede templar en aceite, aire o sal. Tiene la dureza más alta. Su velocidad de corte es de unos 30 – 50 mmm. Puede trabajar hasta 650 grados centígrados.

Según la composición del material, se puede dividir en dos tipos principales.

1. Aceros de tipo tungsteno en los que se utiliza tungsteno como principal elemento de aleación.2. Acero tipo molibdeno en el que el tungsteno se sustituye parcial o totalmente por molibdeno. Es más económico que el acero tipo tungsteno y tiene mayor tenacidad al mismo nivel de dureza.

Estelita:

Stellite es una aleación no ferrosa con cobalto, cromo, tungsteno, molibdeno y boro. El cobalto se usa alrededor del 38 al 53 por ciento, el cromo es del 30 al 33 por ciento, el tungsteno es del 10 al 20 por ciento y el contenido de carbono es del 1 al 3 por ciento. Este material tiene propiedades intermedias entre HSS y carburo cementado. Su velocidad de corte es de unos 50 – 80 mmm. Su temperatura máxima de trabajo es de unos 900 grados centígrados.

Este material de herramienta se utiliza principalmente para el mecanizado de desbaste a una velocidad y velocidad de avance relativamente altas y puede mecanizar materiales más difíciles, como acero de alta resistencia a la tracción, aceros inoxidables y aceros resistentes tratados térmicamente.

Herramienta de carburo cementado:

Está fabricado mediante la técnica de pulvimetalurgia. En este material, el cobalto actúa como material aglutinante. Estos materiales se pueden dividir en tres tipos.

1. Carburo de tungsteno recto con cobalto como aglutinante.2. Carburo de tungsteno con cobalto como aglutinante y que tiene grandes porcentajes de carburos de titanio, tantalio, niobio y columbio, etc.3. Carburo de titanio con níquel o molibdeno como material aglutinante.

Su máxima velocidad a la que puede trabajar es de unos 60-200 mm y su límite de temperatura de trabajo es de hasta 1000-1200 grados centígrados.

Todos los carburos cuando están terminados son extremadamente frágiles y débiles en su resistencia al impacto y la carga de choque. Es por eso que las vibraciones son muy dañinas para las herramientas de carburo.

Cerámica:

Esta herramienta es una combinación de carburo de silicio y óxido de aluminio. También está hecho por pulvimetalurgia.
No puede trabajar a baja velocidad. Este material de herramienta tiene una resistencia a la abrasión muy alta y es duro en comparación con la herramienta de carburo cementado. Se utiliza especialmente para mecanizar hierro fundido y acero de alta resistencia con una mayor velocidad de corte en comparación con la herramienta de carburo cementado. Su temperatura de trabajo más alta es de unos 1400 grados centígrados. Su velocidad de corte es de unos 300 – 600 mm.

Cermets:

La combinación de cerámica con metal se conoce como cermet. Este material tiene alta refractariedad de cerámica y alta tenacidad y resistencia al choque térmico de metal. La combinación habitual es óxido de aluminio con metal (W, Mo, Boro, Ti, etc.) en una cantidad del 10 por ciento.

Diamante

El diamante es el material para herramientas duras más conocido del mundo. Tiene buena conductividad térmica, baja expansión térmica y bajo coeficiente de fricción. Su velocidad de corte es de unos 1500 – 2000 mmm. Se utiliza para mecanizar materiales duros como carburo duro, nitruros, etc. Se utiliza principalmente para mecanizar materiales no ferrosos.

Nitruro de boro cúbico

Es el segundo material más duro después del diamante. No es un material natural. Está formado por átomos de nitrógeno y boro. Esto tiene alta dureza y alta conductividad térmica. El CBN es químicamente inerte y se utiliza como sustituto del diamante para mecanizar acero. Se utiliza principalmente como abrasivo en muelas abrasivas. Su máxima velocidad de corte es de unos 600 – 800 mmm.

UCON:

Es un nuevo material de corte. Constituyen son columbium 50 por ciento, titanio 30% y tungsteno 20%. Esto tiene alta dureza, alta tenacidad y excelente resistencia a los golpes. Se utiliza principalmente para cortar material de acero y no es adecuado para cortar hierro fundido, acero inoxidable y superaleaciones que contengan Ni, Co y Ti como material base. UCON proporciona un aumento del 60 por ciento en la velocidad de corte en comparación con el carburo de tungsteno.

Coronita:

Es un nuevo material de corte cuyas propiedades se encuentran entre las del HSS y el carburo cementado. Este material consta de grano fino de TiCN uniformemente disperso en un material de acero tratable térmicamente. Se utiliza para producir brocas y fresas de tamaño pequeño y mediano. También se utiliza para la tecnología de compuestos y revestimientos. Se utiliza principalmente como material central para HSS o acero para muelles.

Se trata de los materiales de herramientas de corte más comunes utilizados en las industrias mecánicas. Si tiene alguna consulta sobre este artículo, pregunte comentando. Si te ha gustado este artículo, no olvides compartirlo en tus redes sociales. Suscríbase a nuestro sitio web para obtener más artículos informativos. Gracias por leerlo.