Resumen capítulo 21 Introducción: La herramienta de corte está

Resumen capítulo 21
Introducción: La herramienta de corte está sometida a: Altas temperaturas, esfuerzos de
contacto y deslizamiento en la interfase entre herramienta y viruta, a lo largo de la superficie
maquinada. Por lo tanto una herramienta de corte debe poseer las siguientes características:
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Dureza: en especial a temperaturas elevadas, para que se mantengan la dureza y
resistencia mecánica de la herramienta, así como su resistencia al desgaste y a las
temperaturas que se desarrollan en las operaciones de corte.
Tenacidad: para que las fuerzas de impacto sobre la herramienta en operaciones
interrumpidas de corte (como torneado o fresado de un eje) o las debidas vibraciones
y traqueteos durante el maquinado no se desportillen ni fracturen la herramienta.
Resistencia al desgaste: para obtener una vida de herramienta aceptable, antes de
que estas se indexen o se cambien.
Estabilidad o inerte químicamente: con respecto al material de la pieza, para evitar
toda reacción adversa que contribuya al desgaste de las herramientas.
Materiales para herramientas de corte: existen muchos materiales con una amplia gama de
propiedades mecanicas, físicas y químicas, a continuación se muestran distintos materiales con
algunas de sus propiedades:
Material
Características generales
Modos de desgaste o Limitaciones
falla de la herramienta
Aceros
Alta tenacidad, resistencia a la Desgaste de flanco, Baja dureza en caliente,
rápidos
fractura, gran variedad de desgaste de cráter
capacidad limitada de
cortes de desbaste y acabado,
endurecimiento
y
buenos
para
cortes
resistencia limitada al
ininterrumpidos
desgaste.
Carburos sin Alta dureza entre amplios Desgaste de flanco, No se puede usar a baja
recubrir
limites
de
temperatura; desgaste de cráter
velocidad
por
tenacidad,
resistencia
al
soldamiento de virutas
desgaste, versátiles y amplia
en
frio;
variedad de aplicaciones
microdesportillamiento
Carburos
Mejor resistencia al desgaste Desgaste de flanco, IDEM
recubiertos que
los
carburos
no desgaste de cráter
recubiertos;
mejores
propiedades de fricción y
térmicas
Cerámicas
Gran dureza a tº elevadas, Muesca en línea de Baja resistencia, baja
gran resistencia al desgaste profundidad de corte, resistencia
termo
abrasivo
microdesportillamient mecánica y a ala fatiga.
o, fractura masiva
Nitruro de Gran dureza, tenacidad y Muesca en línea de Baja resistencia, baja
boro cubico resistencia de filo en caliente
profundidad,
estabilidad química a
policristalin
desconchamiento,
mayor tº
o (cBN)
oxidación, grafitación
Diamante
Dureza
y
tenacidad, Desportillamiento,
Baja resistencia, baja
policristalin resistencia
al
desgaste oxidación, grafitación
estabilidad química a
o
abrasivo
mayor tº
ACEROS AL CARBONO Y DE MEDIA ALEACIÓN: son los utilizados con mayor antigüedad. Son
poco costosos y se conforman y se afilan con facilidad, tienen poca dureza en caliente
(disminuye a medida que aumenta la temperatura) y resistencia al desgaste para cortar a
grandes velocidades. Su uso está limitado a operaciones de corte a muy baja velocidad.
ACEROS RÁPIDOS O DE ALTA VELOCIDAD: Son los aceros con más alta aleación. Se pueden
endurecer hasta diversas profundidades, tienen buena resistencia al desgaste y son
relativamente poco costosos. Por su tenacidad y gran resistencia a la fractura, los aceros
rápidos se adaptan en especial para herramientas con ángulo de ataque positivo y grande,
para cortes interrumpidos y para máquinas herramientas con baja rigidez , sometidos a
vibración y traqueteo. Existen dos clasificaciones: al molibdeno (serie M-10% de molibdeno) y
al tungsteno (serie T -12 a 18% de tungsteno).
ALEACIONES DE COBALTO FUNDIDAS: composición: de 38 a 53% de cobalto, de 30 a 33% de
cromo y de 10 a 20% de tungsteno. Por su gran dureza tienen buena resistencia al desgaste y
la pueden mantener a elevadas tº. No son tan tenaces como los aceros rápidos, y son sensibles
a las fuerzas de impacto. Por lo tanto son menos adecuados que los aceros rápidos para
operaciones interrumpidas de corte. Es utilizado en aplicaciones que implican cortes de
desbastes hondos y continuos, con avances y velocidades relativamente grandes, hasta el
doble de lo posible con los aceros rápidos.
CARBUROS: Poseen una gran dureza en un amplio rango de tº, alto modulo de elasticidad, alta
conductividad térmica y baja dilatación térmica, estos están entre los materiales más
importantes, versátiles y económicos para fabricar herramientas.
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Carburo de Tungsteno (WC): partículas de carburo de tungsteno dentro de una matriz
de cobalto. Se fabrican con técnicas de metalurgia de polvos  partículas de WC se
combinan con cobalto en un mezclador. Esas partículas tienen tamaños de 1 a 5 µm se
prensan y sinterizan en las formas deseadas de los insertos. La cantidad de cobalto
presente afecta de forma sensible a las propiedades de las herramientas. Al aumentar
la cantidad disminuye la resistencia mecánica y al desgaste, y la dureza, mientras que
su tenacidad aumenta, debido a la alta tenacidad del cobalto. Es utilizado para cortar
aceros, fundiciones y materiales no ferrosos abrasivos.
Carburo de titanio (TiC): tiene mayor resistencia al desgaste que el WC, pero no es tan
tenaz. Con aleación de níquel y molibdeno como matriz, el TiC es adecuado para
maquinar materiales duros, en especial aceros y fundiciones, para cortar a mayores
velocidades que las adecuadas para el WC.
La rigidez de la herramienta es importante cuando se usan herramientas de carburo; los
avances pequeños, las bajas velocidades y el trauqeteo son perjudiciales, porque tienden a
dañar el filo de la herramienta. Las bajas velocidades de corte tienden a favorecer la
soldadura de la herramienta con la viruta, en frio. Los fluidos de corte se usan para
minimizar el calentamiento de la herramienta en el corte interrumpido, se debe aplicar de
forma continua y en grandes cantidades.
Reacondicionamiento de herramientas de corte
Cuando se desgastan las herramientas, en especial los aceros rápidos, se reacondicionan (se
afilan) para seguir usándolos. Se suelen tallar en esmeriles de herramientas y piedras
abrasivas, se requiere mucha presicion del operador.
Fluidos de corte
Se utilizan en el maquinado y en procesos de abrasión para alcanzar los siguientes resultados:
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Reducir la friccion y el desgaste, mejorando la duración de la herramienta y el acabado
superficial
Reducir las fuerzas y el consumo de energía.
Enfriar la zona de corte, reduciendo asi la temperatura y la distorsion térmica de la
pieza.
Lavar y retirar la viruta.
Proteger las superficies maquinadas contra la corrosión por el ambiente.
Puede ser refrigerante o lubricante, su eficacia depende del método de aplicación, la T°, la
velocidad de corte y tipo de operación de maquinado.