Elección de la herramienta ideal para mecanizar acero templado

¿Qué es acero templado?

Acero templado = estructura martensítica, dureza >HRC 50 tras temple. Gran proporción en materiales difíciles. Rectificado = método tradicional. Pero torneado, fresado, mandrinado, taladrado, escariado usados para mejorar eficiencia y resolver errores forma/posición complejos tras rectificado+temple.

Características acero templado

1. Alta dureza, alta resistencia, casi nula plasticidad.
2. Fuerza corte grande, temperatura alta.
3. Alta dureza y fragilidad: no fácil formar viruta, baja rugosidad superficial.
4. Filos fácil rotura y desgaste.
5. Baja conductividad térmica.

Cómo seleccionar material herramienta para mecanizar acero endurecido

Condición importante: seleccionar razonablemente material herramienta. Según características corte acero templado, materiales deben tener alta dureza, resistencia desgaste, calor, y cierta tenacidad y conductividad térmica.

(1) Metal duro (cementado)

Para mejorar rendimiento, preferir metal duro con cantidad adecuada partículas ultrafinas TaC o NbC. Añadir TaC/NbC a WC-Co refina grano, mejora resistencia desgaste. TaC reduce coeficiente fricción, temp. corte, mejora resistencia agrietamiento termoplástico y deformación. Comparado con ordinario: grano WC refinado 0.5-1 µm, dureza +HRA 1.5-2, resistencia flexión +600-800 MPa, dureza alta temp. aumentada.

Grados comunes para corte acero templado: YM051, YM052, YN05, YN10.

(2) Herramientas cerámicas

Añadir TiC etc. a alúmina, prensado en caliente, mejora compacidad cerámica, mejora rendimiento alúmina, dureza HRA 95.5, resistencia flexión 800-1200 MPa, resistencia calor 1200-1300 °C. Reduce desgaste adhesión/difusión. Aptas torneado, fresado, mandrinado, cepillado acero templado.

(3) Herramienta nitruro boro cúbico (CBN)

Dureza HV 8000-9000, resistencia flexión compuesta 900-1300 MPa, conductividad térmica alta, resistencia calor 1400-1500 °C (máxima entre materiales herramienta). Muy apta torneado fino y semi-fino acero templado.

Resumen: mejor material herramienta para corte acero templado = hoja CBN, luego cerámicas, finalmente nuevos grados metal duro.

Selección parámetros corte mecanizado acero templado

Parámetros según propiedades físicas/mecánicas herramienta y pieza, forma pieza, rigidez sistema proceso, exceso mecanizado. Orden: 1) velocidad corte razonable, 2) profundidad, 3) avance.

(1) Velocidad corte (Vc)

Experiencia previa:

• Metal duro: Vc = 30-75 m/min
• Cerámica: Vc = 60-120 m/min
• CBN: Vc = 80-250 m/min

Corte intermitente y dureza muy alta → reducir velocidad, generalmente >1/2 mínima.

(2) Profundidad corte (Ap)

Según exceso y rigidez sistema. General: ap = 0.1-3 mm.

(3) Velocidad avance (fr)

General: 0.05-0.5 mm/rev. Dureza alta o intermitente → reducir avance para reducir fuerza unitaria, prevenir colapso filo.

Cómo usar herramienta CBN para cortar acero templado

Herramientas CBN para aceros templados y materiales difíciles. Alta tasa remoción metal, buena calidad superficie. Reemplaza rectificado, reduce procesos, mejora productividad. Alta dureza (HV 8000-9000) y calor (1400-1500 °C) permite velocidad varias veces > metal duro, durabilidad varias-decenas veces > metal duro. CBN no apto baja velocidad. Ablanda material zona corte pequeña por calor generado.

Materiales HRC 55-65: Vc CBN 90-200 m/min. Fresado: Vc=100-160, Vf=70-160 mm/min. Escariado: Vc=60-130, ap=0.1-0.2, f=0.07-0.2. CBN para semi-acabado/acabado acero templado, eficiencia ~10x rectificado.

Ejemplo corte acero templado con CBN

Acero rodamiento endurecido (GCr15) torneado con CBN KBN100, dureza HRC 62. Pieza: anillo exterior rodamiento. Parámetros: Vc=115 m/min, Ap=0.3 mm, f=0.1-0.2 mm/rev, durabilidad 60 min, Ra 1.6.

Resumen

Según experiencia actual, herramienta CBN es la más adecuada para mecanizar acero templado cuando máquina y entorno lo permiten.