Aleación de metales y recubrimientos para herramientas de corte

Para mejorar la eficacia de las brocas y otras herramientas de corte, como las fresas, escariadores, o machos para roscar los fabricantes as recubren con diferentes aleaciones de materiales especiales como el titanio o el cobalto.

El recubrimiento de las brocas puede mejorar la lubricación, el filo, su dureza y la resistencia al calor del material base con el que está fabricada la misma. Estos recubrimientos mejoran de manera notable la vida útil de brocas y herramientas de corte en muchos sectores de la industria del país.

Los recubrimientos para las herramientas de corte se realizan por medio de procesos industriales aplicados para mejorar las características naturales de las herramientas, resistencia, tenacidad entre otras. Se pueden realizar de distintos materiales y mediante diferentes tratamientos, al igual que utilizan diferentes aleaciones y materiales. Cada uno con características específicas, tres de los más utilizados son el óxido negro y el nitruro de titanio y el nitruro de titanio aluminio.


*Requisitos básicos para una herramienta de corte

  • Tenacidad
  • Capacidad de absorber emergía sin fallas
  • Rendimiento en altas temperaturas
  • Resistencia al desgaste

*Materiales para la fabricación de herramientas de corte

Carbono:
Forma un carburo con el hierro, que genera una respuesta al temple, de esta manera aumenta 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%.

Cromo:
Si utiliza cuando se quiere aumentar la resistencia al desgaste y la tenacidad; el contenido oscila entre 0.25% y 4.5%.

Cobalto:
Utilizado en aceros HSS para incrementar la dureza en temperaturas altas, con la finalidad de poder emplear las herramientas con velocidades de corte y temperaturas más altas sin perder la dureza y el filo. El contenido es entre 5% y 12%.

Molibdeno:
Es un elemento fuerte para formar carburos y aumentar la resistencia mecánica, la resistencia al desgaste y la dureza en altas temperaturas. Siempre se utiliza junto con otros elementos de aleación. El contenido puede llegar a ser hasta de 10%.

Tungsteno:
Su rendimiento permanecerá estable y sin complicaciones en altas temperaturas siempre y cuando la herramienta se utilice bajo las especificaciones técnicas de su funcionamiento. El contenido es entre 1.25% y 20%. Un excelente ejemplo de rendimiento y calidad en herramientas de corte fabricadas 100% en carburo de tungsteno son los juegos de escariadores revestidos SOMTA los cuales le proporcionarán los resultados que espera

Si está buscando herramientas en carburo de tungsteno, este artículo pude ser de utilidad.(«Carburo de tungsteno para herramientas de corte«)

Vanadio:
Aumenta la dureza en temperaturas altas al igual que la resistencia a la abrasión, el contenido de vanadio en los aceros al carbono para herramientas es de 0.20% a 0.50%, mientras que en los aceros de altas velocidades es entre 1% y 5%.


Productos KEX
Productos SOMTA TOOLS
Productos OSG
Productos Mastercut

*Recubrimiento de la herramientas de corte

A continuación mencionaremos las propiedades de los tipos de recubrimientos que se encuentran con mayor frecuencia en para la fabricación de herramientas en la industria metalmecánica.


-Óxido negro


Es el recubrimiento más básico y económico. Se encuentra en las herramientas para metal fabricadas en acero (HSS). Este tratamiento mejora la calidad de corte, la lubricación durante el taladrado y aporta a la una resistencia al calor mayor. También la protege frente a la humedad (corrosión y oxidación). El óxido negro se impregna también con ceras y aceites para lograr una buena lubricación y la máxima resistencia contra la corrosión. Una ventaja importante de este tratamiento es que las limaduras metálicas apenas se adhieren sobre el material, es decir, no se generan acumulaciones sobre la superficie de la herramienta de corte. Entre las herramientas que puede encontrar en JRC con este acabado tenemos brocas cilíndricas SOMTA TOOLS una herramienta infaltable para mecánicos y operarios en general.


-HSS-Co


El acero rápido HSS, es una aleación, es decir, una mezcla de metales. Aun así, en función de los tipos de metales que se mezclen y de qué proporciones se usen, encontramos diferentes tipos de acero rápido.

Entre los variados tipos de acero rápido, encontramos el HSS-Co, es decir, el acero rápido aleado con cobalto. Al añadir cobalto al acero HSS su resistencia mejora, como también se hace más difícil que este la herramienta pierda el temple. Una herramienta de corte fabricada en HSS-Co y popular entre mecánicos y operarios de centros de mecanizado, son los buriles redondos y cuadrados en cobalto SOMTA para aceros altamente maleables y resistentes al calor en los que pueden esperarse altas temperaturas y abrasión durante el mecanizado. Cuenta con un porcentaje de cobalto del 8%.

Cuanto mayor sea el porcentaje de cobalto, mejor será la calidad de la herramienta

Acero rápido HSSE:
También conocido como acero M35 o HSS-Co5 (5 % de cobalto). Utilizado para la fabricación de brocas para taladrar acero inoxidable y otros metales duros.

Acero rápido M42:
Contienen molibdeno y un 8% de cobalto. Son de un rendimiento altísimo. Se usan frecuentemente en líneas de producción en la industria.

Las herramientas fabricadas en HSS-Co son algo más resistentes a romperse. De hecho, ese tipo de productos suelen ser más costosos que los revestidos con titanio.


-Nitruro de titanio (TiN)

Otro recubrimiento utilizado en la fabricación de herramientas de corte para metal, de color dorado en este caso, es el nitruro de titanio (TiN) por ejemplo, puede prolongar hasta 5 veces la vida útil de una broca, ya que reduce la fricción y hace que soporte mejor las temperaturas altas. Además, al reducirse la fricción, se puede usar una velocidad de corte mayor, lo que maximiza el rendimiento de la herramienta. Conozca la calidad única de los machos de roscar de OSG, en referencias Gun y Helicoidal, para que cada proyecto se desarrolle con todo el profesionalismo que las herramientas de corte que tenemos a su disposición en JRC ofrecen.

Debido al color dorado del nitruro de titanio, este revestimiento también se emplea en piezas de joyería. En las industrias del automóvil, la motocicleta o la bicicleta también se utiliza debido a su ligereza, alta resistencia a la corrosión y el buen aspecto estético que ofrece. Aunque suele ser dorado, el nitruro de titanio se puede mezclar con otros elementos para conseguir otra gama de colores: con carbono (rojo cobrizo o gris-violeta) o aluminio (de color violeta oscuro a negro).

¿Busca Mandriles? ¡Este artículo pude ser de gran ayuda! («Mandriles portabrocas Llambrich«)

Aplicaciones

  • Roscado
  • Fresado
  • Brocas
  • Fresas
  • Escariadores
  • Sierras circulares
  • Machos de roscar
  • Estampado y formado
  • Punzones
  • Inyecciones de plástico

La finalidad de de aplicar este tipo de revestimientos de titanio o cobalto en la fabricación de herramientas con titanio o cobalto es la misma; alargar la vida útil del producto.

En el caso de las aleaciones con cobalto, las propiedades están en todo el cuerpo de la herramienta, a diferencia del revestimiento de titanio, las propiedades anti desgaste solo están en la superficie. Eso quiere decir, por ejemplo, que si se afila una broca con revestimiento (TiN), se perderá el revestimiento en la punta de la broca (se conserva en los laterales).


-Nitruro de titanio aluminio (TiAIN)

Este recubrimiento mejora la dureza de las herramientas, y de igual forma que los revestimientos anteriores, incrementa la resistencia a las altas temperatura. Las brocas con recubrimiento de (TiAlN) (nitruro de titanio aluminio) pueden resistir temperaturas muy elevadas (de hasta 900ºC). El Nitruro de Titanio con Aluminio, es un recubrimiento metal estable que consiste de los elementos metálicos Aluminio, Titanio y Nitrógeno, a diferencia del (AlTiN), contiene una concentración menor de aluminio.

Aplicaciones

  • Mecanizado de Acero inoxidable Austenítico
  • Materiales de difícil maquinabilidad y materiales muy duros
  • Mecanizado de altas velocidades y altas temperaturas
  • Mecanizado de súper aleaciones
  • Mecanizado en seco o con poco refrigerante
  • Mecanizado de Titanio, fundición y material cuproso

Respecto al nitruro de titanio puro (TiN) presenta algunas ventajas:

  • Es más resistente frente a la oxidación y a temperaturas elevadas gracias a la formación de una capa protectora de óxido de aluminio.
  • Ofrece una mayor dureza.
  • Para mejorar sus propiedades mecánicas, este revestimiento se combina en ocasiones con otros elementos (boro, carbono, itrio, oxigeno o silicio).

-Nitruro de cromo (CrN)

Es un recubrimiento extremadamente resistente a la corrosión y tiene una excelente resistencia al desgaste al utilizarse en la fabricación de las herramientas de corte. A demás es de los pocos recubrimientos que permite su aplicación en capas gruesas de hasta 20 micras.

Gracias a su alta dureza, bajo coeficiente de fricción y excelente estabilidad química ante corrosión y oxidación, están pensados para aplicaciones donde las piezas están sometidas a desgaste por fricción y/o abrasión, como estampado y formado, moldeado de plástico, fundición de aluminio; incluso para aplicaciones estéticas por su excelente acabado y color.

Aplicaciones

  • Moldeado
  • Formado
  • Estampado
  • Anillos y matrices de embutido
  • Punzones
  • Matrices y machos de expulsión
  • Mecanizado de aleaciones de aluminio y de cobre
  • Mecanizado de plásticos y materiales más suaves

*Beneficios de los recubrimientos

  • Prolongan la vida útil de la herramienta
  • Reducen los esfuerzos de corte
  • Aumentan la calidad de corte
  • Permiten una velocidad de corte y de avance mayor
  • Aumentan la dureza de las herramientas y permiten cortar materiales más duros
  • Disminuyen la rugosidad en acabados
  • Reducen costos al utilizar una cantidad menor de refrigerante

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