Clásico: W = 18% Cr = 4% V = 1% conocido como 18 4 1
Stellitas
Aleaciones ternarias de Cr, Co y W Se obtienen por colada Solo mecanizables
por abrasión
Inconveniente más frágiles que el acero rápido Deben trabajar a Vc elevada y
pequeño avance Son insensibles a los tratamientos térmicos
Punto de fusión cercano a los aceros 1280 o C) e idéntico coef dilatación,
permiten realizar el recargue oxiacetilénico sobre barras soporte de acero
Al ser un producto de colada, las barras de este material pueden presentar
porosidad
Carburos Sinterizados (Metal Duro o Widia)
Compuestos pulvimetalúrgicos de carburos de W, o de Ta y de W, incluso de carburos de Ti y Nb
Aglomerados comúnmente con Co
Fabricación molienda, mezcla, prensado, sinterizado entre 1400 y 1600 ºC
Vc muy superior a los aceros rápidos
No admiten ningún tratamiento térmico
Menos tenaces que los aceros rápidos
Creciente aplicación sustituyendo aceros rápidos brocas, fresas pequeñas, machos, etc en las que todo el volumen es metal duro (herramientas de metal duro integral)
Otras broca cañón, cabezas de taladrar descartables, etc
Plaquitas o insertos descartables, con o sin recubrimiento
Calidades de Metal Duro
CALIDADES: se designan con números
Dentro de cada TIPO se designan mediante números de 0 hasta 50
Tienen comportamiento antagónico: resistencia al desgaste o tenacidad.
La resistencia al desgaste crece al aumentar el Nº y la tenacidad disminuye
Se elige la calidad según la exigencia de la operación.
Se busca tenacidad para corte interrumpido o para Vc y avance bajos o medios
Se busca resistencia al desgaste para corte continuo o VC y avance altos
Tipos de plaquitas y portaherramientas
Cerámicos
Sinterizado de polvos a 1700 o C, de óxidos de Al o de nitruro de Si entre 90 y 99 con adiciones de otros óxidos como el de Circonio, de Cr, de Mg, de Fe, etc
La dureza del compuesto final supera la de sus componentes individuales
Oxido de Al o alúmina (Al 2 O 3 usado además como abrasivo, tiene dureza superior a los CW, pero es mas frágil y sensible a choques y vibraciones Se usa solo en mecanizado continuo con máquinas muy rígidas, estables, y potentes
Nitruro de Si (Si 3 N 4 cerámico superior al Al 2 O 3 en tenacidad y resistencia a choques térmicos Su tenacidad es comparable al metal duro
Los portaherramientas deben ser lo más rígidos y robustos posibles
Las leyes del corte que rigen para los otros materiales no son aplicables en el caso de los cerámicos, a saber
-No hay formación de filo recrecido
-No hay desgaste de la herramienta en forma de cráter
-El espesor mínimo de viruta que puede ser arrancado
Los cerámicos deben trabajar con a negativo para que el esfuerzo sea neto de compresión evitando flexión que pueda dar lugar a componentes de tracción
Se proveen como insertos descartables Las Vc son más altas, hasta 1000 m/min
Cermets
Es el nombre asignado a los metales duros con partículas duras en base a TiC, carbonitruro de titanio ( y/o TiN en vez de WC
Nombre derivado de CERamic METal partículas cerámicas en aglomerante metálico
Productos de pulvimetalurgia, se prensan y sinterizan obteniendo insertos Se agregan elementos metálicos de alto punto de fusión como Mo Cr y V y no metálicos como SiC BoC y silicatos
Entre los cermets de mejores características para el corte se encuentran los compuestos por Al 2 O 3 Mo 2 C, y VC El porcentaje de carburos metálicos pueden variar entre un 5 y un 40
Pese a su relativa fragilidad poseen aceptable tenacidad, no usándose solo para acabado, sino también para fresado y torneado de aceros inoxidables
Características salientes alta resistencia al desgaste en incidencia y en cráter, Alta estabilidad química y resistencia al calor, poca tendencia a filo recrecido y al desgaste por oxidación.
Nitruro de boro cúbico (CBN)
Segundo en dureza luego del diamante, elevada dureza a altas temperaturas 2000 o C), gran resistencia al desgaste, estabilidad química durante el mecanizado Mas tenaz que los cerámicos pese a su mayor dureza, pero poseen menor resistencia térmica y química
Una aplicación importante torneado de piezas duras evitando el rectificado
Demás aplicaciones típicas Aceros forjados, aceros y fundiciones endurecidas, metales pulvimetalúrgicos con Co y Fe, rodillos de laminación, aleaciones de alta resistencia al calor
El CBN se produce a gran presión y temperatura para unir los cristales de boro cúbico con un aglomerante cerámico o metálico Las partículas orientadas sin un orden forman una estructura muy densa policristalina El cristal CBN real, es similar al del diamante sintético
Las propiedades del CBN pueden variarse alterando el tamaño del cristal, su contenido y tipo de aglomerante con el fin de fabricar una variedad de calidades
Piezas demasiado blandas causan mayor desgaste que las piezas de materiales duros
Las fuerzas de corte son grandes porque debe emplearse geometría negativa, por el material a cortar y la alta fricción Son cruciales una gran estabilidad y potencia de máquina, gran rigidez de la herramienta y generoso radio de punta Filo con chaflanes o facetas lapeadas dan resistencia y duración mayores que el metal duro y los cerámicos.
Son excelentes para acabado de precisión, para Ra= 0 3 y tolerancias de +- 0,01 mm.
Fluido de corte muy abundante e ininterrumpido, o bien trabajar en seco
Hay insertos de CBN integral o segmentos de CBN adheridos en vértices de insertos de metal duro
Diamante Policristalino (PCD)
Dureza muy cercana al diamante natural monocristalino. Elevada resistencia al desgaste, y se lo emplea mucho como abrasivo para muelas de rectificar.
Son finos cristales de diamante unidos por sinterizado, a alta presión y temperatura. Su orientación es desordenada, lo cual elimina direcciones que provoquen fracturas.
Pequeñas plaquitas de PCD se sueldan sobre una esquina en insertos de metal duro fijados a portaherramientas. Duración de filo hasta 100 veces mayor que el metal duro.
Material de corte aparentemente ideal pero tiene puntos críticos: La temperatura en la zona de corte no debe exceder los 600 o C, no se puede utilizar para metales ferrosos debido a su afinidad, tampoco para materiales tenaces de elevada resistencia a la tracción. Esto excluye al PCD de la mayoría de las aplicaciones del mecanizado no abrasivo.
Utilizado para su aplicación correcta resulta excelente: para materiales abrasivos no ferrosos o no metálicos. Cuando se requiere gran precisión y alta calidad de acabado. Para torneado y fresado de aleaciones abrasivas de Si y Al. De hecho el metal duro de grano fino sin recubrir y el PCD son los dos materiales principales para mecanizar aluminio.
Es esencial disponer de filos bien agudos y ángulo de ataque positivo
Otros materiales que pueden mecanizarse con PCD son composites, resinas, plásticos, carbón, cerámicas y metales duros presinterizados, así como Cu, bronce, aleaciones de Mg, aleaciones de Zn, Pb y latón
Por su gran estabilidad química, el rozamiento con la pieza no afecta al filo El PCD no deja rebabas y la vida de la herramienta es muchas veces mayor Su alta fragilidad demanda condiciones muy estables, herramientas muy rígidas y máquinas trabajando a grandes velocidades Puede usarse fluido para refrigerar
Las operaciones típicas son acabado y semiacabado en torneado y mandrinado para el fresado se emplean placas de barrido en asientos especiales Las profundidades y avances deben ser pequeños y se deben evitar cortes interrumpidos
Diamante
La mayor dureza obtenible en herramientas de corte: prolongada duración del filo.
Principal desventaja: fragilidad, que lo hace inepto para resistir vibraciones.
Para mecanizados con pasada continua y baja profundidad, respondiendo a tolerancias del orden de +- 0,002mm, con acabado superficial superior al rectificado.
Para mecanizar materiales plásticos, algunos bronces, aleaciones de Al, Cu, Latón, Caucho, Amianto, ebonita, cartón, etc.
Para disminuir los riesgos de fractura por fragilidad, la punta de la herramienta se redondea con una curva de gran radio, sea de forma continua o siguiendo una poligonal facetada.
Pueden usarse en forma de pastillas sobre portaherramientas especiales, o se las suelda en una esquina de un inserto de metal duro triangular o romboidal. También han aparecido plaquitas de metal duro con depósito superficial de diamante.
Solo se usan para terminación. La Vc está solo limitada a la aparición de las primeras vibraciones en la máquina o en la pieza. Avance pequeño, entre 0,03 y 0,05mm/vta., y profundidad de 0,1 a 0,5 mm.
