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Cuchillas de cor te que ofrecen mayor rendimiento
Cuchillas de Carburo de Tungsteno
para Plotters-Cutters
Las cuchillas fabricadas con Carburo de
Tungsteno, tienen una vida útil diez veces
mayor, que las fabricadas con acero.
Por Nicolás Castiglione de Axial Maquinaria Industrial.
Diseñador (UBA)
Introducción
El Volframio o Wolframio (W) fue descubierto por
el químico sueco Carl Wilhelm Scheele en el año
1781. En Europa continental se utilizó el nombre wolframio, mientras que en Gran Bretaña y América se
lo llamó Tungsteno. En la actualidad se aplican
ambas terminologías.
Henri Moissan 1852-1907,
químico francés, descubrió el carburo de
tungsteno en 1893.
¿Qué es el tungsteno y para qué se utiliza?
El tungsteno es un metal duro, pesado (densidad
19,3), dúctil, de elevado punto de fusión (3.370 ºC) y
de color blanco grisáceo. Sus características físicas y
químicas lo asemejan al cromo. Es resistente a la
acción de los ácidos y muy refractario. Se utiliza
principalmente en aleaciones con hierro y con acero,
a las que confiere gran dureza, y para la fabricación
de hilos de lámparas de incandescencia.
Las cuchillas para plotters de corte de vinilo,
fabricadas en carburo de tungsteno, tienen
una vida útil diez veces mayor que las fabricadas en acero.
ación industrialmente y la comercializa en todo el
mundo desde 1926.
Tiempo después se incluirían en este mercado
Canadá y EE.UU.
Descubrimiento del Carburo de Tungsteno
Unos cien años después a este descubrimiento, en
1893, durante la búsqueda de un método para fabricar diamantes artificiales, el químico francés Henri
Moissan, descubre el Carburo de Tungsteno (WC).
Moissan había desarrollado un horno eléctrico de
arco, en cuyo interior depositó tungsteno conjuntamente con azúcar. El azúcar al carbonizarse, carburó
el tungsteno.
Henri Moissan encontró que el carburo de tungsteno era extremadamente duro, acercándose a la dureza del diamante y excediendo la del zafiro. También
notó que el material era quebradizo.
Aleaciones Industriales
Para la fabricación de carburo de tungsteno industrial se agregó Cobalto (Co), de esa manera disminuyó el carácter quebradizo de las producciones originales. Alemania es el primer país que produjo la ale-
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El desarrollo de herramientas de corte
Este descubrimiento condujo directamente al desarrollo de los materiales modernos para fabricar
herramientas de corte. El empleo de carburo de
tungsteno permitió obtener mayor rapidez de producción en diferentes máquinas, cuyas viejas herramientas de acero no soportaban la gran temperatura
generada al trabajar en altas velocidades, y se deformaban.
Las principales características de las herramientas
fabricadas con esta nueva aleación se resumen en su
gran resistencia al desgaste y su capacidad para trabajar bajo altas temperaturas (930 ºC) con amplia
tenacidad.
Lo complejo de la obtención de este metal
Actualmente, la obtención de este metal requiere
de complejos procedimientos: una vez reducido el
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Equipo mezclador
conocido como “ball mill”,
asegura óptima dispersión
del carbono dentro del
tungsteno, antes del
carburado.
Equipo compactador de carburo conocido como “pill press”, usado para
producir piezas de carburo de formas variadas.
tungsteno a polvo de metal, se mezcla con carbono
antes de la operación de carburación.
Se debe prestar especial atención en la composición
de la fórmula y en el control de las condiciones de
seguridad. Una vez obtenido el carburo de tungsteno
en polvo se lo mezcla con cobalto para otorgarle
mayor fortaleza. Esta operación se realiza en una
máquina mezcladora, que funcionará por varios días
hasta lograr obtener un producto homogéneo. La
siguiente operación es el compactado, para el cual se
utiliza una prensa que carga el troquel o molde con
la forma de la pieza deseada.
El alto costo que insume producir el troquel para
esta operación, solo es justificable en grandes producciones de unidades seriadas. Se debe tener en
cuenta que el troquel debe ser más grande que la
medida final de la pieza, debido al encogimiento que
sufrirá en el próximo paso.
Por ultimo se procede al sintetizado, las piezas
compactadas se colocan en el horno de sintetizado a
una temperatura muy elevada. Este procedimiento
provocará que la pieza se encoja un 40 %.
Las cuchillas de carburo ofrecen calidad
superior
Utilizando acoplamiento mecánico asociado con la
unión química se pueden obtener propiedades superiores a aquellas que se logran con una fusión sencilla. Cuando se mezcla polvo de carburo de tungsteno
con polvo de cobalto, se realiza un ensamblaje
mecánico a escala microscópica, se prensa la mezcla
en un troquel y se sinteriza, el carburo de tungsteno
retiene su identidad; no se obtendría la misma
estructura al hacer una fundición de tungsteno,
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Horno para el sintetizado de c. tungsteno-cobalto (WC-Co).
Las piezas matrizadas son llevadas a temperaturas muy altas en
esta etapa final.
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TÉRMINOS ASOCIADOS:
CARBONO: Elemento no metálico que se puede encontrar
en la naturaleza de dos formas: cristalizado, como diamante y grafito, o amorfo, como carbón vegetal. Es un componente esencial de todas las sustancias orgánicas.
cobalto y carbono de la misma composición total. Es
indiscutible que una cuchilla de carburo tiene una
calidad superior que una de acero, por consiguiente
su precio de lista será más alto, esto significa que
tiene más valor, pero no implica que sea más cara; la
cuchilla más costosa es la que ofrece menor rendimiento. Las cuchillas fabricadas con carburo de
tungsteno para corte de vinilo en plotters, tienen
una vida útil diez veces mayor a las fabricadas en
acero, por lo tanto para conocer el verdadero costo
de una cuchilla de acero, habrá que multiplicar su
precio de lista por diez. ■
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CARBURO: Combinación del carbono con otro elemento:
carburo de sodio, de silicio, etc.
CARBURAR: Aumentar la proporción de carbono contenida
en un metal.
WIDIA: Nombre por el cual también suelen llamarse las
herramientas fabricadas con carburo de tungsteno.
COBALTO: Elemento simple su símbolo es Co. Es un metal
dúctil, maleable, denso, duro y ferromagnético, parecido al
níquel. Se utiliza principalmente en aleaciones con el acero
y el cromo, y sus isótopos radiactivos tienen numerosas
aplicaciones en investigación y en medicina nuclear.
RENDIMIENTO: Utilidad que rinde la herramienta en relación con lo que cuesta.
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