Herramientas de Corte

Acero Rápido o HSS

También conocido como acero de alta velocidad tiene las ventajas de bajo coste y facilidad de reutilizar (re-afilado). Este tipo de acero mantiene su dureza a alta temperatura y es muy tenaz lo que hace que se use para herramientas que van a estar sometidas a vibraciones elevadas o cortes interrumpidos.

Generalmente este tipo de material viene con aleaciones para mejorar sus propiedades, comúnmente son el Tungsteno (W) al rededor de 15%, el Cromo (Cr) o del tipo de Molibdeno (Mo), además de agregar también Cobalto (Co) que le aporta mejor resistencia a la temperatura.

Es muy adecuado para la fabricación de herramientas con geometrías complejas como pueden ser brochas, tarrajas, fresas, etc. También es susceptible de recibir tratamiento térmico para obtener una mayor dureza. Así mismo sobre este material se puede añadir un recubrimiento que permita mejorar la resistencia al desgaste de la herramienta, como es el caso de las brocas que se le añade una fina película de Nitruro de titanio (TiN).

Existen también Aleaciones en fundición de Cobalto (al rededor del 50%), con Cromo (30%) y Tungsteno (15%);

Esta aleación resultante es muy dura que puede llegar a los 60HRC lo que le da mayor resistencia al desgaste, también tiene una baja tenacidad lo que no lo hace adecuado para cortes interrumpidos.

Endmills de Acero Rápido (HSS) sin recubrir

Carburo de Tungsteno (WC)

Comúnmente solo llamadas "herramientas de carburo", son herramientas fabricadas con un compuesto cerámico de Tungsteno (W) y Carbono (C), se le añade como aglomerante cantidades de al rededor de 8% de Cobalto (Co), cuanto mayor es la cantidad de cobalto mayor es la tenacidad de la herramienta pero más deficientes son la resistencia mecánica y al desgaste y también su dureza; Entre mayor sea la cantidad de cobalto la herramienta será más tenaz (habilidad de absorber impactos y deformación) y si es demasiado bajo puede resultar en un material demasiado quebradizo.

La composición de estos elementos dan forma a diferentes tipos de tamaños de grano para formar el concentrado, así como son el tamaño grueso o el fino (submicra).

Los tamaños de grano WC de medios a gruesos ofrecen al metal duro una combinación superior de gran resistencia al calor y tenacidad. Mientras que el tamaño de grano fino es mejor para herramientas que requieren más filo como brocas y endmills.

Brocas de Carburo de Tungsteno con Recubrimiento

Este tipo de herramienta es utilizada en un gran porcentaje de las aplicaciones para mecanizar metales en la industria, se elaboran desde brocas, endmills, insertos entre muchas más herramientas. y a su vez vienen añadidas con un recubrimiento que mejora aún más sus propiedades físicas ya sea para incrementar su vida, su tenacidad o proteger de cambios de temperatura.

Algunos recubrimientos más utilizados son el Nitruro de Titanio (TiN) y el Nitruro de Titanio con Aluminio (TiAlN).

Tamaño de grano medio a Grueso

Tamaño de grano fino o submicra

Insertos con recubrimiento TiN

Endmills con recubrimiento TiAlN

Material Cerámico

Es un material para herramientas utilizado para torneado y fresado de materiales como fundiciones hasta super aleaciones y dar acabado a aceros endurecidos, todo esto a velocidades muy superiores a las que maneja el tungsteno antes visto.

Este material está basado en óxido de aluminio (Al2O3) y nitruro de silicio (Si3N4). Estos compuestos permiten una mayor temperatura que los carburos, esto quiere decir que soporta mayor velocidad y no se deforma su estructura ni pierde mucha dureza conforme aumenta la temperatura (cerca de 4Gpa después de 400°C).

Insertos de Cerámica Negra

Algunos tipos de cerámica son:

Cerámica Blanca: 10% de dióxido de zirconio (ZrO2) que mejora la tenacidad; son extremadamente eficientes en acabados de metales duros.

Cerámica Negra o Mixtas: Son muy utilizados en materiales abrasivos ya que tienen esa resistencia superior y se usan para maquinar fundiciones y aceros endurecidos.

Cerámicas Nitruro de Silicio (SiN): Son muy resistentes al desgaste corriendo a altas velocidades en aceros endurecidos y fundiciones arriba de los 400m/min, también tienen resistencia al choque térmico por lo cual se puede usar soluble

Cerámicas Mixtas

Cerámicas Nitruro de Silicio

Nitruro de Boro Cúbico (CBN)

El nitruro de boro cúbico, CBN, es un material de herramienta de corte con una excelente dureza en caliente que puede usarse a velocidades de corte extremadamente grandes. También presenta una buena tenacidad y resistencia al impacto térmico.

Las calidades de CBN modernas son composiciones de cerámica con un contenido de CBN del 40-65%. El aglomerante cerámico añade resistencia al desgaste al CBN, que de lo contrario tiende al desgaste químico. Otro grupo de calidades son las calidades de alto contenido de CBN, del 85 % a casi el 100% de CBN. Estas calidades pueden tener un aglomerante metálico para mejorar su tenacidad.

Insertos de Cerámica Negra

Sólo se utilizan en insertos con una parte de CBN soldada, ya que es un material muy costoso de producir y suelen utilizarse para torneado de acabado de aceros templados con una dureza superior a 45 HRC. Por encima de 55 HRc, el CBN es el único material de herramienta de corte que puede sustituir los métodos de rectificado usados habitualmente.

El CBN también se utiliza para desbaste a alta velocidad de fundición gris en operaciones de torneado y fresado.

Nitruro de Boro Cúbico

Diamante Policristalino (PCD)

El PCD es un material compuesto de partículas de diamante sinterizadas con un aglomerante metálico, ya que el diamante es el material más duro, es el más resistente a la abrasión. Para su uso como material de corte, es excelente en materiales no ferrosos como aluminio, cobre, bronce, etc. ya que aparte tiene tiene buena resistencia a la adhesión de estos materiales. Para materiales ferrosos no se usa ya que químicamente es muy inestable ante el hierro.

Insertos de PCD

Las herramientas de PCD están limitadas a los materiales no férreos, como el aluminio de alto contenido en silicio, composiciones de matriz metálica (MMC) y plásticos reforzados de fibra de carbono (CFRP). El PCD con caudal de refrigerante también pueden utilizarse en aplicaciones de acabado de titanio. Generalmente también sólo se fabrican insertos con este compuesto soldado en la plaquita por su alto costo de fabricación.

https://www.sandvik.coromant.com/es-es/knowledge/

Fuentes

https://www.ntkcuttingtools.com/