RECUBRIMIENTOS 19 TRATAMIENTOS TÉRMICOS Y DE SUPERFICIES • Reducción, a su vez, de la parte de la energía térmica que se transmite a la herramienta por la capacidad para resistir altas temperaturas. • Estabilidad química, para que no exista afinidad química con el material a mecanizar. • Resistencia a la corrosión y a la oxidación. • Mejora de la calidad superficial de las piezas acabadas. • Precio competitivo, puede suponer el 5-10% del coste de la herramienta. Las dos tecnologías más utilizadas actualmente en la industria para la aplicación de los recubrimientos sobre las herramientas de corte son las tecnologías ‘Chemical Vapor Deposition’ (CVD) y ‘Physical Vapor Deposition’ (PVD). Las principales diferencias entre ambas tecnologías radican en que con la tecnología PVD durante el proceso de recubrimiento los átomos de este son los que ‘se mueven’ desde el blanco y ‘depositan’ sobre el sustrato mediante un arco eléctrico, mientras que con la tecnología CVD son las moléculas gaseosas del recubrimiento las que reaccionan con el sustrato de la herramienta. Asimismo, en el caso del PVD la temperatura de trabajo es de alrededor de 250-450 °C, mientras que con el CVD alcanza hasta los 1.050 °C. Convencionalmente, los recubrimientos utilizados por gran parte de los herramentistas son los conocidos como ‘recubrimientos monocapa’. Estos recubrimientos, a pesar de recibir este nombre, generalmente presentan dos capas: una de adhesión al sustrato y otra capa que es el propio recubrimiento en sí. Las capas de adhesión generalmente son de titanio o cromo dando lugar los recubrimientos TiN, TiAlN, TiCN o CrN y AlCrN. Tradicionalmente este tipo de recubrimientos han aportado una mayor dureza (20-40 GPa hasta los 400-1.000 °C de temperatura de corte) y resistencia al desgate a las herramientas y en la actualidad siguen utilizándose tanto en herramientas de metal duro (WC) como de acero rápido (HSS). Sin embargo, tienen una baja resistencia a la propagación de grietas que hacen que en materiales de difícil maquinabilidad no lleguen a aportar una mejora sustancial a las herramientas de HSS para hacer frente a los altos esfuerzos de corte a los que son sometidas durante el mecanizado. Para solventar esta problemática, se han desarrollado los recubrimientos multicapa que, frente a los monocapa, mejora la resistencia a la propagación de grietas y a la vez conducen a minimizar la delaminación y fractura frágil [2]. Sin embargo, para aumentar su dureza frente a los recubrimientos monocapa deben aplicarse según la variante denominada nanocapa. Figura 2 – Representación de recubrimientos en herramientas de HSS. Las dos tecnologías mas utilizadas actualmente en la industria para la aplicación de los recubrimientos sobre las herramientas de corte son las tecnologías ‘Chemical Vapor Deposition’ (CVD) y ‘Physical Vapor Deposition’ (PVD) COMPOSICIÓN QUÍMICA (%) Fe Balance C 0,40 Cr 1,84 Mn 1,37 Mo 0,16 P <0,035 Si 0,23 S <0,035 PROPIEDADES MECÁNICAS Y FÍSICAS Dureza 300 HBN Módulo de Young 205 GPa Tensión de rotura 0,99 GPa Densidad 7861 kg/m3 Conductividad térmica 34 W (m*K) Tabla 1 - Propiedades mecánicas y físicas y composición química del DIN 1.2738.
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