Mecanizado de Materiales Duros

Los avances tecnológicos y los tratamientos térmicos permiten que cada día los aceros aleados sean más duros y difíciles de mecanizar, Si alguna vez fueron considerados rigurosos a 45 HRC, ahora los aceros endurecidos a 63-65 HRC son comunes en la industria de moldes, matrices y en el sector metalmecánico en general. Hoy en día se realiza mecanizado de precisión en aceros endurecidos para eliminar la distorsión producida después del tratamiento, además de lograr excelentes acabados con rugosidades específicas que se exigen en varios mecanizados.

Se podría pensar que la solución para mecanizar este tipo de materiales es simplemente utilizar un material más rudo que éste. En ese caso pensaríamos en el diamante, aunque es el material más duro conocido en la naturaleza, al ser sinterizado para producción de insertos, presenta problemas en el mecanizado debido a su afinidad con el hierro presente en los aceros.

Así como la industria ha ido modificando los materiales en su dureza también se han dado nuevos descubrimientos para lograr mecanizar de manera más rápida y efectiva.

En la actualidad se emplean insertos de Nitruro de boro cúbico CBN y diamante policristalino PCD así como materiales cerámicos, los cuales son la clave para lograr la optimización del rendimiento en el mecanizado de aceros endurecidos y fundiciones.

Aunque la dureza de CBN sea ligeramente inferior a la del diamante, este ofrece una gran estabilidad térmica y química ya que carece de átomos de carbono lo cual no reacciona con el hierro, como puede apreciarse en la gráfica, el diamante pierde estabilidad a partir de los 700°C, mientras que el CBN permanece prácticamente estable hasta temperaturas inferiores a 2000°C.

Otras de las ventajas del CBN frente a las pastillas cerámicas  es debido a su tenacidad, la cual es lograda por sus componentes metálicos. Aunque el inserto cerámico es de menor precio su duración es inferior debido a su fragilidad.

Su mayor aplicación es el torneado de piezas que anteriormente se rectificaban, como los aceros forjados, aceros y fundiciones endurecidas, piezas con superficies endurecidas, metales pulvimetalurgicos con cobalto y hierro. Para piezas blandas no es recomendable ya que se genera un desgaste excesivo del inserto, cuanto más duro sea el material, menos se desgasta obteniendo un excelente acabado de alta precisión, la rugosidad superficial puede alcanzar  Ra 0,3 y tolerancias de +/- 0.01 mm.

Se recomiendan velocidades de corte moderadamente elevadas y avances relativamente bajos. La refrigeración debe ser abundante en la zona de corte, de otra manera es más adecuado el trabajo en seco, ya que el calor generado en el corte es absorbido por el inserto, de este modo la pieza de trabajo se calienta menos que con otros procesos, dando así excelentes tolerancias geométricas y dimensionales producidas por los efectos térmicos.

Korloy ofrece sus nuevas calidades como solución para mecanizado tanto en cortes continuos como interrumpidos. La nueva calidad KB 425 para mecanizado de aceros, diseñada como solución para cortes interrumpidos, amplía la gama de calidades para corte continuo, ofreciendo mayor resistencia y alta productividad en las operaciones de torneado. Con velocidades entre 150 a 200 m/min. Con avances entre 0.03 a 0.3 mm/Rev.  y profundidades de corte hasta 0,5 mm.

Los insertos CBN constituyen una excelente opción para mecanizados difíciles. Para un mejor uso de los insertos de CBN los parámetros de corte deben mantenerse dentro del rango de velocidades sugerido por Korloy. Los parámetros exactos en el trabajo específico son determinados de una forma más eficiente con cortes de ensayo entre 30 y 60 segundos, empezando con velocidades bajas y aumentando progresivamente, hasta conseguir un corte y acabado eficiente.

ING. William Cabezas

ING. Jairo Maya

@Herratec