Materiales para las Herramientas de Corte

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Materiales para las Herramientas de Corte

  1. 1. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL“FRANCISCO DE MIRANDA”DEPARTAMENTO DE MECÀNICA Y TECNOLOGIA DE LA PRODUCCIONUNIDAD CURRICULAR: TECNOLOGIA MECANICA <br />MATERIALES PARA LAS HERRAMIENTAS DE CORTE <br />PREPARADO POR:<br />PROF. ERIKA GAMBOA<br />
  2. 2. Materiales para las Herramientas de Corte<br />Objetivo Didáctico <br />Dar a conocer los Materiales con los cuales están fabricados los útiles de corte empleados para mecanizar las piezas así como también los tratamientos a los cuales son sometidos dichos útiles. <br />
  3. 3. Materiales para las Herramientas de Corte<br />Propiedades de los metales<br />Elementos constitutivos de los metales<br />Materiales de las distintas Herramientas de Corte:<br />CONTENIDO<br />Aceros al Carbono<br />Aceros de alta velocidad<br />Carburos cementados<br />Carburos revestidos<br />Cerámicas <br />Diamantes Sintéticos<br />Cuadro Comparativo de los Materiales <br />
  4. 4. Materiales para las Herramientas de Corte<br />METALES<br />Constituyen cuerpos simples de la naturaleza, mezclados o combinados con otros cuerpos formando minerales. Pudiendo ser sometidos a procesos metalúrgicos para su obtención, a partir de los minerales que lo contienen. <br />PROPIEDADES DE LOS METALES<br />Como miembros de una única familia, todos los metales tienen características comunes que constituyen un Carácter Metálico.<br />(FUENTE: APARICIO, A. TECNOLOGIA DEL METAL.(1987)<br />
  5. 5. Materiales para las Herramientas de Corte<br /> Los metales tienen un brillo característico.<br /> Son buenos conductores de calor.<br />(FUENTE: APARICIO, A. TECNOLOGIA DEL METAL.(1987)<br />
  6. 6. Materiales para las Herramientas de Corte<br /> Resisten muy bien a los esfuerzos exteriores.<br /> Admiten deformaciones plásticas para cambiar su forma y dimensiones.<br />(FUENTE: APARICIO, A. TECNOLOGIA DEL METAL.(1987)<br />
  7. 7. Materiales para las Herramientas de Corte<br /> Son buenos conductores de electricidad.<br /> Resistencia a los esfuerzos exteriores, plasticidad.<br />(FUENTE: APARICIO, A. TECNOLOGIA DEL METAL.(1987)<br />
  8. 8. Materiales para las Herramientas de Corte<br />La buena resistencia a los esfuerzos exteriores permiten que los metales pueda soportar grandes cargas y resistir choques. <br />Los metales resisten mejor los esfuerzos que otros materiales de construcción.<br />(FUENTE: APARICIO, A. TECNOLOGIA DEL METAL.(1987)<br />
  9. 9. Materiales para las Herramientas de Corte<br />Se utilizan para la fabricación de elementos de máquinas, para la manufactura de útiles destinados a modificar la forma, tamaño y dimensiones de los materiales por arranque de viruta, cortadura, conformado, embutición, extrusión, laminación y choque.<br />(FUENTE: APARICIO, A. TECNOLOGIA DEL METAL.(1987)<br />
  10. 10. Materiales para las Herramientas de Corte<br />Requisitos para una cuchilla de corte:<br /> Tenacidad.<br /> Capacidad de absorber energía sin fallar.<br /> Dureza a altas temperaturas.<br />Resistencia al desgaste.<br />“LOS MATERIALES DE LAS CUCHILLAS COMBINAN ESTAS PROPIEDADES”<br />HERMAN W. POLLACK. Máquina Herramienta y Manejo de Materiales.<br />
  11. 11. Materiales para las Herramientas de Corte<br />Los materiales para las herramientas de corte incluyen aceros al carbono, aceros de mediana aleación, aceros de alta velocidad, aleaciones fundidas, carburos cementados, cerámicas u óxidos y diamantes. <br /> Elementos constitutivos de los Materiales<br />CARBONO<br />Forma un carburo con el hierro, lo que hace que responda al temple y, de esta manera aumentar la dureza, la resistencia mecánica y la resistencia al desgaste. El contenido de carbono de los aceros para herramientas está entre 0.6% y 1.4%.<br />( FUENTE; Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”,1995)<br />
  12. 12. Materiales para las Herramientas de Corte<br />MOLIBDENO<br />Es un elemento fuerte para formar carburos y aumentar la resistencia mecánica, la resistencia al desgaste y la dureza en caliente. Siempre se utiliza junto con otros elementos de aleación. El contenido es hasta de 10%.<br />TUNGSTENO<br /> Mejora la dureza en caliente y la resistencia mecánica; el contenido es entre 1.25% y 20%.<br />CROMO<br />Se agrega para aumentar la resistencia al desgaste y la tenacidad; el contenido es entre 0.25% y 4.5%.<br />( FUENTE; Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”,1995)<br />
  13. 13. Materiales para las Herramientas de Corte<br />COBALTO<br />Suele emplearse en aceros de alta velocidad para aumentar la dureza en caliente, a fin de poder emplear las herramientas con velocidades de corte y temperaturas más altas y aún así mantener la dureza y los filos. El contenido es entre 5% y 12%.<br />VANADIO<br />Aumenta la dureza en caliente y la resistencia a la abrasión, el contenido en los aceros al carbono para herramientas es de 0.20% a 0.50%, en los aceros de altas velocidades es entre 1% y 5%.<br />
  14. 14. Materiales para las Herramientas de Corte<br />ACEROS DE HERRAMIENTAS<br />ACEROS AL CARBONO<br />Este acero es poco costoso, tiene resistencia a los choques.<br />Puede someterse a tratamiento térmico para obtener un amplio rango de durezas.<br />Se forma y rectifica con facilidad y mantiene su borde filoso cuando no está sometido a abrasión excesiva.<br /> Utilizado para brocas que trabajan a velocidades más o menos bajas, para machuelos, brochas y escariadores.<br />( FUENTE; Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”,1995)<br />
  15. 15. Materiales para las Herramientas de Corte<br />ESCARIADORES, AVELLANADORES<br />(FUENTE: http--maquinasrusas_tripod_com-images-6T82_jpg_archivos)<br />
  16. 16. Materiales para las Herramientas de Corte<br />Aplicaciones de los Aceros al Carbono<br />( FUENTE; Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”,1995)<br />
  17. 17. Materiales para las Herramientas de Corte<br />Brocas para corte de materiales metálicos y no metálicos.<br />Fresas<br />(FUENTE: http--maquinasrusas_tripod_com-images-6T82_jpg_archivos)<br />
  18. 18. Materiales para las Herramientas de Corte<br />CARBUROS CEMENTADOS<br />Tienen carburos metálicos como ingredientes básicos y se fabrican con técnicas de metalurgia de polvos. <br />Las puntas afiladas con sujetadores mecánicas se llaman insertos ajustables, se encuentran en diferentes formas, como cuadrados, triángulos, circulares y diversas formas especiales.<br />( FUENTE; Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”,1995)<br />
  19. 19. Materiales para las Herramientas de Corte<br />Aceros de Alta Velocidad<br />Mantiene su elevada dureza a altas temperaturas y tienen buena resistencia al desgaste.<br />Las herramientas de este tipo de aleaciones que se funden y se rectifican a la forma deseada, se componen de cobalto 38% a 53%, cromo 30% a 33% y tungsteno 10% a 20%. <br />Se recomiendan para operaciones de desbaste profundo con velocidades y avances más o menos altos. Se emplean para obtener un buen acabado superficial especial.<br />( FUENTE; Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”,1995)<br />
  20. 20. Materiales para las Herramientas de Corte<br />CLASIFICACIÓN DE LOS CARBUROS CEMENTADOS<br />Carburo de tungsteno aglutinado con cobalto, que se emplea para maquinar hierros fundidos y metales abrasivas ferrosos.<br />Carburo de tungsteno con aglutinante de cobalto más una solución sólida, para maquinar en aceros. <br />Carburos de titanio con aglutinante de níquel y molibdeno, para cortar en donde hay altas temperaturas debido alas altas velocidades de corte o a la alta resistencia mecánica del material de la pieza de trabajo.<br />( FUENTE; Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”,1995)<br />
  21. 21. Materiales para las Herramientas de Corte<br />INSERTOS AJUSTABLES<br />(FUENTE: http--maquinasrusas_tripod_com-images-6T83_jpg_archivos)<br />
  22. 22. Materiales para las Herramientas de Corte<br />CARBUROS REVESTIDOS<br />Revestidos con una capa delgada de carburo de titanio, nitruro de titanio u óxido de aluminio.<br />Con el revestimiento se obtiene resistencia adicional al desgaste a la vez que se mantienen la resistencia mecánica y la tenacidad de la herramienta de carburo.<br />(FUENTE: http--maquinasrusas_tripod_com-images-6T89_jpg_archivos)<br />
  23. 23. Materiales para las Herramientas de Corte<br />Cerámicas de Óxido<br />Contienen principalmente granos finos de óxido de aluminio ligados entre sí. <br />Con pequeñas adiciones de otros elementos se ayuda a obtener propiedades óptimas. <br />Tienen una resistencia muy alta a la abrasión, con más dureza que los carburos cementados y tienen menor tendencia a soldarse con los metales durante el corte. <br />( FUENTE; Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”,1995)<br />
  24. 24. Materiales para las Herramientas de Corte<br />DIAMANTES SINTETICOS<br />Se emplean cuando se desea buen acabado superficial y exactitud dimensional, en particular en materiales no ferrosos, blandos, que son difíciles de maquinar. <br />Se utilizan para cortes con altas velocidades .<br />Las propiedades generales de los diamantes son dureza extrema, baja expansión térmica, alta conductividad térmica y un coeficiente de fricción muy bajo.<br />( FUENTE; Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”,1995)<br />
  25. 25. Cuadro Comparativo de los Materiales<br />FUENTE: POLLACK. HERMAN W. Máquina Herramienta y Manejo de Materiales.<br />
  26. 26. Tratamientos Térmicos<br /><ul><li> Se realizan con el fin de mejorar las propiedades mecánicas de los materiales metálicos en los procesos de fabricación
  27. 27. Pretende endurecer o ablandar, eliminar las consecuencias de un mecanizado, modificar la estructura cristalina o modificar total o parcialmente las características mecánicas del material. </li></li></ul><li>Tratamientos Térmicos<br />1.- Temple<br />El temple tiene por objeto endurecer y aumentar la resistencia de los aceros. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior Ac (entre 900-950ºC) y se enfría luego más o menos rápidamente (según características de la pieza) en un medio como agua, aceite, etc. <br />
  28. 28. Tratamientos Térmicos<br />2.- Revenido<br />Es un tratamiento habitual a las piezas que han sido previamente templadas. Consigue disminuir la dureza y resistencia de los aceros templados, se eliminan las tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad, dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se distingue básicamente del temple en cuanto a temperatura máxima y velocidad de enfriamiento. <br />
  29. 29. Tratamientos Térmicos<br />3.- Recocido<br />Consiste básicamente en un calentamiento hasta temperatura de austenización (800-925ºC) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza. <br />También facilita el mecanizado de las piezas al homogeneizar la estructura, afinar el grano y ablandar el material, eliminando la acritud que produce el trabajo en frío y las tensiones internas. <br />
  30. 30. Tratamientos Termo Químicos del Acero<br /> En el caso de los tratamientos térmicos, no solo se producen cambios en la Estructura del Acero, sino también en su COMPOSICION QUIMICA, añadiendo diferentes productos químicos durante el proceso del tratamiento. Estos tratamientos tienen efecto solo superficial en las piezas tratadas.<br />
  31. 31. Tratamientos Termo Químicos del Acero<br />1.- Cementación<br />Mediante este tratamiento se producen cambios, en la composición química del acero. Se consigue teniendo en cuenta el medio o atmósfera que envuelve el metal durante el calentamiento y enfriamiento. Lo que se busca es aumentar el contenido de carbono de la zona periférica, obteniéndose después, por medio de temples y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el núcleo. <br />
  32. 32. Tratamientos Termo Químicos del Acero<br />2.- Nitruración<br />Este tratamiento busca endurecer superficialmente un acero con nitrógeno, calentándolo a temperaturas comprendidas entre 400-525ºC, dentro de una corriente de gas amoníaco, más nitrógeno.<br />
  33. 33. Tratamientos Térmicos<br /><ul><li>Recocido de proceso
  34. 34. Normalizado.
  35. 35. Esferoidizacion.
  36. 36. Templado.
  37. 37. Revenido.
  38. 38. Recocido (completo).</li></li></ul><li>Propiedades Mecánicas del Acero<br /><ul><li>Resistencia al desgaste. Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando esta en contacto de fricción con otro material.
  39. 39. Tenacidad. Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir Fisuras (resistencia al impacto).
  40. 40. Maquinabilidad.Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta.
  41. 41. Dureza.Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) ó unidades ROCKWEL C (HRC), mediante test del mismo nombre. </li></li></ul><li>REFERENCIAS<br />Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”, Editorial Mc.Graw Hill. 9ª edición, año 1995<br />HeinrichGerling. “Alrededor de las máquinas herramientas” Editorial Reverté. 2ª edición , año 1964.<br />HERMAN W. POLLACK. Máquina Herramienta y Manejo de Materiales.<br />APARICIO, APARICIO. Tecnología Del Metal. 3ra Edición (1987) <br />http--maquinasrusas_tripod_com-images-6T82_jpg_archivos<br /> Documento en Línea [Septiembre, 2005]<br />

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