HERRAMIENTAS DE CORTE Hay varios materiales para fabricarlas, entre ellos destacó el denominado acero rápido (HSS), desarrollado con participación de F.W. Taylor en 1898. Actualmente, el centro de gravedad de este gran universo de útiles de corte es el conocido como ‘metal duro’, que no es otra cosa que un material compuesto donde la partícula dura es carburo de wolframio (WC) de tamaño menor a 1 micrómetro, que se sinteriza con cobalto hasta en un 12%. En el día a día se le denomina metal duro, o carburos cementados. Por otra parte, a las herramientas de metal duro, tras ser conformadas, sinterizadas y afiladas, se le suele dotar de un recubrimiento o película de menos de 10 micrómetros, de mayor dureza y estabilidad térmica. El AlTiN es un buen ejemplo de recubrimiento moderno, aunque hay muchísimos recubrimientos disponibles. A la combinación de material constitutivo más recubrimiento se le denomina de forma habitual como grado o calidad de una herramienta. Como alternativa, en algunas aplicaciones se utilizan cada día más las cerámicas basadas en alúmina (Al2O3) o nitruro de silicio (Si3N4). Y también en algunas aplicaciones el diamante poli-cristalino (PCD) y el nitruro de boro cúbico poli-cristalino (PCBN) pero su coste en estos dos últimos casos es muy elevado. Pero sin duda el metal duro sigue siendo el que mejor compromiso dureza-tenacidad ofrece, consiguiendo una buena vida útil de los filos de corte. La clasificación ISO 513:2012 clasifica los grados o calidades del metal duro en función de ‘para lo que sirven’, y así divide el mundo de las herramientas de corte en función de los materiales a los que están destinadas. En la versión vigente hay 6 familias, cada una de ellas con una letra y color, P (azul), M (amarillo), K (roja), N (verde), H (gris) y S (naranja) seguidos de un número que describe el compromiso entre dureza y tenacidad. Como ubicar en esta clasificación un grado de metal duro depende del tamaño del grano de WC y del porcentaje del conglomerante (habitualmente cobalto), y de la posibilidad de que se utilicen pequeñas cantidades de otros carburos como los de titanio o tantalio. Sin embargo, esta información no se suministra al usuario. Existe una relación casi biunívoca entre herramienta y material de pieza, por lo que para el mecanizador el material de sus piezas también se puede clasificar con estas letras y colores, de forma adicional a la que proviene de la ciencia de materiales para las aleaciones metálicas. Me atrevería a decir que de forma poética las aleaciones metálicas a trabajar son mayormente grisáceas, pero el mecanizado las representa y ubica en su espacio del conocimiento por bonitos y alegres colores. Como ya se ha mencionado con los metales duros, los recubrimientos son películas de 2 a 10 micrómetros formadas por uno o varios materiales que aportan resistencia a la fricción, un coeficiente de rozamiento reducido, y una barrera térmica efectiva, algunas herramientas recubiertas se muestran en la figura 1. El recubrimiento es muy competitivo en precio, suele ser entre el 5-10% del coste de la herramienta, y es aplicable a herramientas no solo de metal duro sino a casi todas las demás. Con las herramientas actuales, hoy día se puede arrancar viruta de aleaciones y aceros endurecidos hasta 64 HRC de dureza, incluso un poco más. En campos de aplicación como el de aceros templados, que hasta los finales del siglo pasado parecían cerrados al mecanizado, hoy día el fresado es la principal opción. Figura 1. Torneado de Inconel 718 con herramienta de alto avance Vc = 50 m/ min, f = 0,4 mm/ rev, ap = 0,5 mm. Mismas condiciones con distinto ángulo de ataque. El mayor espesor de viruta ocasiona la rotura del filo (desgaste según norma ISO 3685-1993 Tool life testing with single point turning tools). 13
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