2. Tipo Siglas Aplicación
Aceros finos al carbono S Herramientas manuales
Aceros rápidos y Amplia gama de materiales. Producción
HSS
superrápidos unitaria y pequeña serie
Propiedades intermedias. Amplia gama de
Aceros rápidos recubiertos N
materiales metálicos
Amplia gama de materiales metálicos.
Metal duro C
Máquinas automáticas
Acero inoxidable, fundición de acero,
Metal duro recubierto GC
roscado y ranurado.
Cermets CT Acero inoxidable, fundición de acero.
Acero, materiales endurecidos y
Cerámica CC
termorresistentes, fundición
Aceros tratados, fundición, materiales
Nitruro de boro cúbico CBN
endurecidos
Acabado y semiacabado de no férreos y no
Diamante policristalino PCD
metálicos.
3. Aceros finos al carbono.
• Con porcentajes de carbono que van desde 1 a 1,4%
• Dureza de hasta 68 HRc
• De 350 a 400ºC la dureza cae hasta 55 a 50 HRc (se pierde el filo)
• Aplicaciones en herramientas de mano y herramientas que
trabajan a baja velocidad en materiales blandos.
Aplicaciones
• 1,3% de carbono -------- fresas, brocas, sierras, rasquetas, etc.
• 1,15% de carbono ------ machos y terrajas, herramientas para
madera, escariadores, brocas.
• 1% de carbono ----------- machos y terrajas, escariadores, etc.
4. Aceros rápidos y superrápidos
(aceros de corte rápido).
• Taylor y White experimentan en 1898 con bajos % de W.
• Se duplican y cuadriplican las velocidades con agregado de W y Cr
(1928).
• Con Vanadio aumenta la dureza capacidad de corte en caliente.
• Aparece el llamado 18-4-1 (18% W - 4% Cr - 1% V)
• Evolucionan las máquinas y métodos de trabajo a la par de los nuevos
materiales (Vcorte superiores a 36 m/min).
• Menor dureza en frío (65 HRc) que los aceros finos al carbono.
• Pierde el filo alrededor de los 650 a 750ºC.
5. Temple
Elemento Dureza Fragilidad Riesgo de Velocidad Observaciones
Penetración
grietas crítica
Carbono (+) (+) --------------- (+) (-) Hasta el 2%
Cromo (+) (+) (+) (-) (-) --------------------
Mantiene dureza
Tungsteno (+) (+) (+) (-) (-) en caliente
Disminuye
Molibdeno (+) (+) (+) (-) (-) fragilidad de
revenido
Vanadio (+) (+) (+) (-) (-) Afina el grano
Mantiene dureza
Cobalto -------- --------- --------- ---------- (+) en caliente
(+) representa aumento de la propiedad.
(-) representa disminución de la propiedad.
6. Formula válida para aceros rápidos
(fórmula empírica).
0,5 Cr + W + 2 Mo + 4 V < 23%
Los símbolos químicos se reemplazaran por el porciento del contenido de estos en la aleación.
Algunas aleaciones de aceros rápidos
W Cr V Mo Aplicaciones
18 4 1 ---- Brocas, cortafierros, fresas cilíndricas
18 4 1,2 ---- Fresas de aplanar y disco, escariadores herramientas para torno, cepillo, etc.
2 4 1 9 Fresas, creadoras de engranajes, brocas, etc.
Algunas aleaciones de aceros superrápidos
W Cr V Mo Co * - Porcentaje de Mo no
6 4 3 5 ---- determinado.
12,5 4,5 2,5 * 5
18 4 1,3 * 18
7. Aceros rápidos moldeados.
• Para formas de herramienta complicada.
• Fresas helicoidales para materiales livianos.
• Se terminan y afilan por amolado.
• Prevalece el Cr (como carburo) en su composición,
otorgando elevada dureza.
• Aleación adecuada de acero rápido para colado.
• Algunas aleaciones se conocen como “Rollodur”.
8. Aceros rápidos recubiertos.
• Nuevo material (recubrimiento de NTi o TiCNi en
fina capa).
• Se ubica entre aceros superrápidos y metal duro.
• Tenacidad de HSS y mayor duración del filo.
• Mayores velocidades de corte y excelente
terminación.
• Trabaja en cortes discontinuos.
• Se recubre por deposición física de vapores (PVD).
9. Metal duro (carburo metálico).
• 1909 - OSRAM (General Electric) utiliza filamento incandescente de
Tungsteno (W).
• Se verifica dificultad para mecanizar este material (dureza) y se lo
denomina metal duro (H.M).
• LA familia Krupp adquiere tochos de W y funda la Krupp Widia
Factory. Utiliza el W para la febricación de herramientas de corte.
• Nace la Widia (del aleman wier diamant “igual al diamante”).
• En 1928 se presenta el carburo metálico como herramienta de corte
(CW aglomerado con Co). Prolifera en los años 50 (pos guerra).
• Es el mayor adelanto para la tecnología del mecanizado con arranque
de virutas (Vcorte de 120 m/min).
10. Metal duro (carburo metálico).
• En principio ventajoso para trabajo en no ferrosos y
fundiciones de Fe.
• Alto coeficiente de rozamiento con el acero (altas Tº y
pérdida del filo).
• Con Ti y Ta en formas de carburos (añadidos al CW) se
redujo el coeficiente de rozamiento.
• Ahora ventajosas sobre los HSS también en aceros.
11. Composición de los metales duros.
• Mezclas de carburos en polvo, unidos por un aglutinante
(pulvimetalurgia, sinterización).
• Finos polvos de carburos y aglutinante, en molde a elevada
P y Tº (estado pastoso).
• Se usa WC, TiC, TaC, MoC, VC, NbC y como aglomerante
Co o Ni.
• TiC y TaC tienen bajo coeficiente de fricción con el acero
pero aumentan la fragilidad (máquinas en buen estado,
materiales homogéneos).
• El TiC es el componente más frágil.
13. Designación Designación
Aplicaciones
Sandvick ISO
Acabado de acero y acero moldeado. Elevada velocidad de corte y avance pequeño. Torneado
F02 P01
principalmente
Acabado y desbaste ligero de acero y acero moldeado. Gran velocidad de corte y avance
S1P P10
moderado. Torneado y roscado en torno
Mecanizado ligero y semigrueso de acero y acero moldeado. Velocidad de corte y avances
S2 P20
moderados. Torneado de copia
Mecanizado semigrueso y grueso de acero y acero moldeado. Velocidad de corte pequeña y
S4 P30
avance grande.
Mecanizado grueso de acero. Velocidad de corte pequeña y gran avance. Para acero
S6 P40
inoxidable. cepillado
R4 P50 Mecanizado grueso de acero y acero moldeado. Velocidad de corte pequeña y avance grande
Materiales de gran resistencia mecánica y elevadas Tº. Terminado y desbaste ligero de acero
R1P M10
inoxidable. Velocidad de corte grande y avance moderado. torneado
S4 M20 Mecanizado ligero y grueso de inoxidable laminado austenítico. Aceros de fácil mecanizado.
H20 M20 Mecanizado grueso de fundición. Velocidad de corte pequeña y avance grande. Cepillado
S6 M30 Similar a S4
Mecanizado fino y grueso de algunos aceros inoxidables. Velocidad de corte pequeña y
R4 M40
avance grande
H05 K01 Acabado de fundición. Hormigón. Plásticos. Etc. torneado
Mecanizado fino y grueso de fundición de baja y alta aleación. Latón y bronce. Fundición en
H1P K10
coquilla y cilindros e acero templados. Elevada velocidad de corte y avance.
H13 K10 Mecanizado fino y grueso de fundición a bajas velocidades.
H20 K20 Mecanizado grueso de fundición. Velocidad pequeña y avance grande. Cepillado.
14. Fabricación de los carburos metálicos.
• Los carburos metálicos simples tienen dos constituyentes principales
• Se obtienen por pulvimetalurgia (materiales en polvos bien definidos).
• Son muy diferentes a aleaciones como el acero.
• Los polvos se mezclan, prensan y sinterizan formando un material compacto.
• Formados por partículas muy duras (WC) embebidas en un material aglutinante (Co o Ni).
• Las partículas duras dan resistencia al desgaste y el aglutinante tenacidad.
• A mayor resistencia al desgaste menor tenacidad y viceversa.
• El W se obtiene de una tierra rara llamada schellite o schellita.
• Luego de varios tratamientos se obtiene WO3, que reducido da W puro y H2O.
• El W se muele hasta obtener el polvo fino de W que se mezcla con polvo fino de C.
• La mezcla se calienta en horno eléctrico y se obtiene WC en terrones que serán molidos para obtener polvo
fino de WC.
• Se agregan otros carburos (TiC, TaC por ejemplo) y el aglutinante en polvos finos, que se muelen y mezclan
con el CW.
• A mayor tiempo de molienda menor tamaño de grano (hoy se logran microgránulos)
• Se lleva todo a molde y se somete a dos etapas de sinterizado (P y Tº). Aumenta densidad y compactación
• Las plaquitas obtenidas se terminan y afilan con muela diamantada. En la actualidad la mayoría de las plaquitas
salen terminadas del sinterizado.
15. Trióxido de W (WO3),
99,48 de pureza
Proceso de fabricación de
Reducción de WO3 en los carburos metálicos.
horno eléctrico
Molino
Terrones de WC
Polvo muy Polvo muy fino de
fino de W C (negro de humo) Molino
Polvo muy fino
Polvo muy fino de WC
Mezclador de TiC o TaC
Polvo muy fino
Combinación de Co
de W y C en
horno eléctrico
Rectificado y
amolado de la
plaquita
1er sinterizado a 1000ºC
2do sinterizado a 1400 a 1500ºC
16. Carburos metálicos revestidos.
• El 80% de los carburos metálicos son revestidos.
• En 1968 se añade una fina capa (≈5µ) de TiC (en fase γ). Se denomina “Gamma coating”
(GC).
• Hay buena tenacidad (WC) y gran resistencia al desgaste con bajo rozamiento (TiC).
• En aceros se aumenta las velocidades de corte en un 50% aproximadamente (180 m/min).
• Hoy se utilizan además otros materiales de recubrimiento (carburos, nitruros y cerámicos).
• TiC, TiN, TiCN, Al2O3, pueden aparecer formando una o varias capas (2 a 12µ) (CVD).
• TiC (gris) y Al2O3 (transparente) mejoran dureza, resistencia al desgaste y coeficiente de
fricción.
• El TiN (dorado) no es tan duro pero tiene excelente coeficiente de fricción.
• El Co (aglutinante) ofrece tenacidad pero baja resistencia a la deformación. Se busca mayor
% en el núcleo y menos en superficie (sinterizado gradiente).
17. Cermets. (ceramic-metal)
• Metales duros construidos en base a TiC, TiN y TiCN.
• Por su fragilidad se agregó Mo2C mejorando la
tenacidad.
• Elevada resistencia al desgaste y al corte en caliente,
buena estabilidad química, poca tendencia al falso filo y
al desgaste por oxidación.
• Para altas velocidades con pequeños avances y
profundidades (terminaciones precisas).
18. Cerámicas.
• Inicialmente en base a Al2O3(Óxido de aluminio) con
elevada fragilidad (1938).
• Las basadas en Si3N4 (nitruro de silicio) son más
tenaces.
• Elevada dureza, resistencia al corte en caliente y
estabilidad química. Son muy frágiles.
• Elevadas velocidades de corte en fundición, acero
endurecido y materiales termo-resistentes.
19. Poseen baja tenacidad y son muy frágiles.
Se mejora algo con agregado de óxido de
Puras circonio. Se hacen por sinterizado a alta P
en frío (blancas) o caliente (gris).
Se agrega TiC y TiN en un 10%
Cerámicas basadas aproximadamente. Disminuye fragilidad
en Al2O3 Mixtas por mayor resistencia al choque térmico.
Sinterizado en caliente (gris oscura).
Se mezcla con fibras minusculas (1µ de
diametro y 20μ de longitud) de SiN,
“whisker”, en una proporción del 30%.
Reforzada Aumenta tenacidad y resistencia al
choque térmico. Sinterizado en caliente
(gris).
20. Cerámica basada en Si3N4
• Mejor tenacidad y resistencia al choque térmico que las
anteriores.
• Compuesta por pequeños cristales de nitruro en
aglomerante (dos fases).
• Excelente duración del filo trabajando fundición gris.
• Mayor resistencia al trabajo en caliente que el metal
duro.
• Mezcla de polvos prensados en frío o caliente.
21. Variación de la dureza de las herramientas con la Tº de corte
HRc
Cerámica
90
Metal duro (CW+Co)
80
70 A cer
o. al C
Ac
ero
60
su
Ac
pe
er o
rrá
r áp
pid
o
ido
Límite de dureza
50
40
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 Tº
22. Nitruro de boro cúbico (CBN)
• Mantiene su dureza hasta alrededor de 2000 ºC
• Excelente resistencia al desgaste y elevada fragilidad.
• Sinterizado de polvos en caliente (CBN y aglomerante metálico o
cerámico).
• A mayor proporción de CBN menor tenacidad.
• Se lo suele encontrar sobre metal duro para mejorar su tenacidad.
• No apto para trabajar materiales blandos.
• Excelente para terminaciones (puede reemplazar el rectificado).
• Plaquitas con geometría negativa.
• Los materiales trabajados serán homogéneos y sin discontinuidades.
• Exige elevada potencia y estabilidad en las máquinas.
• Elevadas velocidades de corte y poco avance. Abundante refrigerante o
trabajo en seco para evitar choque térmico.
23. Diamante policristalino (PCD)
• Se obtiene comienzos de los 70 por pulvimetalurgia.
• Muy aplicado en ruedas de amolar.
• Buena estabilidad química y duración del filo.
• Elevada fragilidad (limita el uso en herramientas monocortantes).
• Condiciones de extrema rigidez en máquina y herramienta y material sin
discontinuidades.
• No aplicable en materiales ferrosos.
• Mecanizado de alta precisión con excelente terminación superficial.
• Se trabaja con bajas velocidades de avance y profundidades de corte
pequeñas.
• Terminado y semiterminado de Al, aleaciones de Al y Si, Cu y sus aleaciones,
plomo, cerámicas y HD premecanizados, resinas, plástico, grafito entre otros.
