Como proveedor deCuchillas de grado de inserción de carburoA menudo me preguntan si estas hojas son adecuadas para aplicaciones de torneado en duro. El torneado en duro, que implica mecanizar materiales endurecidos con una dureza de 45 HRC o superior, es un proceso desafiante que requiere herramientas de corte con un rendimiento excepcional. En esta publicación de blog, exploraré si las hojas con calidad para insertos de carburo son una opción viable para operaciones de torneado en duro.
Comprensión de las hojas con calidad de inserto de carburo
Las hojas con calidad de inserto de carburo son herramientas de corte hechas de carburo cementado, un material compuesto que consiste en partículas de carburo de tungsteno (WC) unidas por un aglutinante metálico, generalmente cobalto (Co). La combinación de la alta dureza del carburo de tungsteno y la tenacidad del aglutinante proporciona a las plaquitas de carburo una excelente resistencia al desgaste, estabilidad a altas temperaturas y rendimiento de corte.
El grado de una plaquita de carburo se refiere a su composición y propiedades específicas, que se adaptan a diferentes aplicaciones de mecanizado. Por ejemplo, algunas calidades están diseñadas para mecanizado de uso general, mientras que otras están optimizadas para cortes a alta velocidad, cortes interrumpidos o materiales duros. La elección de la calidad de la plaquita de carburo depende de factores como el material de la pieza de trabajo, las condiciones de corte y el acabado superficial deseado.
Ventajas de las hojas con inserto de carburo en torneado duro
Alta dureza y resistencia al desgaste
Una de las principales ventajas de las hojas con calidad de inserción de carburo en el torneado en duro es su alta dureza. El carburo de tungsteno tiene una dureza de alrededor de 1600 - 2200 HV, lo que permite que las hojas resistan las altas fuerzas de corte y la abrasión que se encuentran al mecanizar materiales endurecidos. Esta alta resistencia al desgaste se traduce en una mayor vida útil de la herramienta, lo que reduce la frecuencia de los cambios de herramienta y aumenta la productividad.
Estabilidad térmica
El torneado en duro genera una cantidad significativa de calor debido a las altas fuerzas de corte y la dureza del material de la pieza. Las hojas con calidad de inserto de carburo tienen una excelente estabilidad térmica, lo que significa que pueden mantener su dureza y rendimiento de corte a temperaturas elevadas. Esta propiedad ayuda a prevenir el desgaste y la deformación de la herramienta, asegurando una calidad de corte constante durante todo el proceso de mecanizado.
Versatilidad
Las hojas con calidad para insertos de carburo vienen en una amplia gama de geometrías y recubrimientos, lo que las hace adecuadas para diversas aplicaciones de torneado en duro. Se pueden seleccionar diferentes formas de plaquita y diseños de filos de corte para optimizar la formación de viruta, reducir las fuerzas de corte y mejorar el acabado superficial. Además, los recubrimientos avanzados como el nitruro de titanio (TiN), el carbonitruro de titanio (TiCN) y el óxido de aluminio (Al₂O₃) pueden mejorar aún más la resistencia al desgaste y el rendimiento de corte de las hojas.
Rentabilidad
En comparación con otras herramientas de corte utilizadas en torneado en duro, como los insertos de nitruro de boro cúbico (CBN), las hojas con calidad de inserto de carburo son generalmente más rentables. Si bien las plaquitas de CBN ofrecen un rendimiento superior en algunas aplicaciones, es posible que su alto costo no se justifique para todas las operaciones de torneado en duro. Las plaquitas de carburo proporcionan un buen equilibrio entre rendimiento y coste, lo que las convierte en una opción popular para muchos fabricantes.
Desafíos y limitaciones
fragilidad
Uno de los principales desafíos al utilizar hojas con calidad para insertos de carburo en torneado en duro es su fragilidad. El carburo de tungsteno es un material relativamente frágil, lo que significa que es propenso a astillarse y fracturarse bajo altas fuerzas de corte o cargas de impacto. Esto puede provocar fallos prematuros de la herramienta y un acabado superficial deficiente. Para mitigar este riesgo, es importante seleccionar el grado de inserción de carburo y los parámetros de corte adecuados, y garantizar el manejo e instalación adecuados de la herramienta.
Velocidad de corte limitada
Aunque las hojas con calidad de inserto de carburo tienen una buena estabilidad térmica, tienen un límite de velocidad de corte más bajo en comparación con los insertos de CBN. Al mecanizar materiales muy duros a altas velocidades, el calor generado puede hacer que el carburo se ablande y se desgaste más rápidamente. Por lo tanto, en aplicaciones donde se requieren altas velocidades de corte, las plaquitas CBN pueden ser una mejor opción.
Compatibilidad del material de la pieza de trabajo
No todas las calidades de plaquitas de carburo son adecuadas para todos los materiales duros. Algunos grados pueden funcionar bien en ciertos tipos de aceros endurecidos, pero pueden no ser efectivos en otros materiales como el hierro fundido o las superaleaciones. Es importante consultar con el fabricante de la herramienta o con un experto en mecanizado para seleccionar el grado de inserto de carburo adecuado para el material específico de la pieza de trabajo.
Factores a considerar al utilizar hojas de calidad con inserto de carburo en torneado duro
Material de la pieza de trabajo
La dureza, la composición y la microestructura del material de la pieza de trabajo son los factores más importantes a considerar al seleccionar una calidad de plaquita de carburo para torneado en duro. Diferentes materiales requieren diferentes estrategias de corte y calidades de plaquita. Por ejemplo, el mecanizado de aceros endurecidos puede requerir un grado diferente al del mecanizado de hierro fundido o aleaciones de titanio.
Condiciones de corte
Las condiciones de corte, incluida la velocidad de corte, la velocidad de avance y la profundidad de corte, también desempeñan un papel crucial en el rendimiento de las hojas con calidad para plaquitas de carburo en torneado en duro. Se deben seleccionar parámetros de corte óptimos para equilibrar la vida útil de la herramienta, la productividad y el acabado superficial. En general, se recomiendan velocidades de corte y avances más bajos para torneado en duro para reducir las fuerzas de corte y la generación de calor.
Geometría y recubrimiento de herramientas
La geometría del inserto de carburo, como el ángulo de ataque, el ángulo libre y el radio del filo, pueden afectar significativamente el rendimiento de corte. Se diseñan diferentes geometrías de plaquita para diferentes aplicaciones, como desbaste, acabado o cortes interrumpidos. Además, la elección del recubrimiento puede mejorar la resistencia al desgaste y el rendimiento de corte de las hojas.
Rigidez de la máquina herramienta
La rigidez de la máquina herramienta es esencial para el éxito del torneado en duro con hojas de calidad con inserto de carburo. Una máquina herramienta rígida puede minimizar las vibraciones y garantizar condiciones de corte estables, lo cual es crucial para lograr un buen acabado superficial y una buena vida útil de la herramienta. Es importante utilizar una máquina herramienta con suficiente potencia y rigidez para manejar las altas fuerzas de corte involucradas en el torneado en duro.
Estudios de caso
Estudio de caso 1: Mecanizado de acero endurecido
Un fabricante estaba mecanizando un eje de acero endurecido con una dureza de 55 HRC utilizando hojas de calidad con inserto de carburo. Al seleccionar la calidad de plaquita adecuada y optimizar los parámetros de corte, pudieron lograr una mejora significativa en la vida útil de la herramienta en comparación con su método anterior. El acabado superficial de la pieza mecanizada también cumplió con las especificaciones requeridas, lo que resultó en una mayor productividad y una reducción de los costos de producción.
Estudio de caso 2: Corte interrumpido de material endurecido
En otro caso, una empresa estaba realizando cortes interrumpidos en un engranaje en bruto endurecido. Al principio experimentaron astillamiento frecuente de las herramientas y un acabado superficial deficiente al utilizar una calidad de plaquita de carburo estándar. Después de consultar con el proveedor de herramientas, cambiaron a una calidad de plaquita más adecuada con un sustrato más resistente y un revestimiento especial. Este cambio resultó en una reducción sustancial de la rotura de herramientas y una mejora en la calidad superficial de los engranajes mecanizados.
Conclusión
En conclusión, las hojas con calidad para insertos de carburo se pueden utilizar para aplicaciones de torneado en duro, pero su idoneidad depende de varios factores, como el material de la pieza de trabajo, las condiciones de corte y la selección de la herramienta. Si bien ofrecen varias ventajas, incluida una alta dureza, resistencia al desgaste, estabilidad térmica y rentabilidad, también tienen algunas limitaciones, como fragilidad y velocidad de corte limitada. Al considerar cuidadosamente estos factores y seleccionar la calidad de inserto de carburo y los parámetros de corte correctos, los fabricantes pueden lograr buenos resultados en torneado en duro con hojas de calidad para inserto de carburo.
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Referencias
- "Mecanizado de Materiales Duros" - Manual ASM, Volumen 16: Mecanizado
- "Tecnología de herramientas de corte" - Stephenson, DA y Agapiou, JS
- "Herramientas de carburo para aplicaciones de mecanizado" - Literatura técnica de Sandvik Coromant
