materiales para las herramientas de corte

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL“FRANCISCO DE MIRANDA”

DEPARTAMENTO DE MECÀNICA Y TECNOLOGIA DE LA PRODUCCIONUNIDAD CURRICULAR: TECNOLOGIA MECANICA

MATERIALES PARA LAS

HERRAMIENTAS DE CORTE

MATERIALES PARA LAS

HERRAMIENTAS DE CORTE

PREPARADO POR:

PROF. ERIKA GAMBOA

Materiales para las Herramientas de Corte

Objetivo Didáctico

Dar a conocer los Materiales con los cuales están

fabricados los útiles de corte empleados para

mecanizar las piezas así como también los

tratamientos a los cuales son sometidos dichos

útiles.

CONTENIDO

Aceros al Carbono

Aceros de alta velocidad

Carburos cementados

Carburos revestidos

Cerámicas

Diamantes Sintéticos

Propiedades de los metales

Elementos constitutivos de los metales

Materiales de las distintas Herramientas de Corte:

Cuadro Comparativo de los Materiales


Como miembros de una única familia, todos los metales tienen características comunes que constituyen un Carácter Metálico.

METALES

Constituyen cuerpos simples de la naturaleza, mezclados o combinados con otros cuerpos formando minerales. Pudiendo ser sometidos a procesos metalúrgicos para su obtención, a partir de los minerales que lo contienen.

PROPIEDADES DE LOS METALES

(FUENTE: APARICIO, A. TECNOLOGIA DEL METAL.(1987)


Los metales tienen un brillo característico.

Son buenos conductores de calor.



Resisten muy bien a los esfuerzos exteriores.

Admiten deformaciones plásticas para cambiar su forma y dimensiones.



Son buenos conductores de electricidad.

Resistencia a los esfuerzos exteriores, plasticidad.



La buena resistencia a los esfuerzos exteriores permiten que los metales pueda soportar grandes cargas y resistir choques. Los metales resisten mejor los esfuerzos que otros materiales de construcción.



Se utilizan para la fabricación de elementos de

máquinas, para la manufactura de útiles destinados

a modificar la forma, tamaño y dimensiones de los

materiales por arranque de viruta, cortadura,

conformado, embutición, extrusión, laminación y

choque.



“LOS MATERIALES DE LAS CUCHILLAS

COMBINAN ESTAS PROPIEDADES”

Requisitos para una cuchilla de corte:

Tenacidad.

Capacidad de absorber energía sin fallar.

Dureza a altas temperaturas.

Resistencia al desgaste.

HERMAN W. POLLACK. Máquina Herramienta y Manejo de Materiales.


Los materiales para las herramientas de corte incluyen aceros

al carbono, aceros de mediana aleación, aceros de alta

velocidad, aleaciones fundidas, carburos cementados,

cerámicas u óxidos y diamantes.

CARBONO

Forma un carburo con el hierro, lo que hace que responda al

temple y, de esta manera aumentar 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%.

Elementos constitutivos de los Materiales

( FUENTE; Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”,1995)


TUNGSTENO

Mejora la dureza en caliente y la resistencia mecánica; el

contenido es entre 1.25% y 20%.

MOLIBDENO

Es un elemento fuerte para formar carburos y aumentar la

resistencia mecánica, la resistencia al desgaste y la dureza

en caliente. Siempre se utiliza junto con otros elementos de

aleación. El contenido es hasta de 10%.

CROMO

Se agrega para aumentar la resistencia al desgaste y la

tenacidad; el contenido es entre 0.25% y 4.5%.



COBALTO

Suele emplearse en aceros de alta velocidad para aumentar

la dureza en caliente, a fin de poder emplear las herramientas

con velocidades de corte y temperaturas más altas y aún así

mantener la dureza y los filos. El contenido es entre 5% y

12%.

VANADIO

Aumenta la dureza en caliente y la resistencia a la abrasión,

el contenido en los aceros al carbono para herramientas es

de 0.20% a 0.50%, en los aceros de altas velocidades es

entre 1% y 5%.


ACEROS AL CARBONO

Este acero es poco costoso, tiene resistencia a los choques.

Puede someterse a tratamiento térmico para obtener un amplio

rango de durezas.

Se forma y rectifica con facilidad y mantiene su borde filoso cuando

no está sometido a abrasión excesiva.

Utilizado para brocas que trabajan a velocidades más o menos

bajas, para machuelos, brochas y escariadores.


ACEROS DE HERRAMIENTAS


ESCARIADORES, AVELLANADORES

(FUENTE: http--maquinasrusas_tripod_com-images-6T82_jpg_archivos)


Aplicaciones de los Aceros al Carbono



Brocas para corte de materiales metálicos y no metálicos.

Fresas



CARBUROS CEMENTADOS

Tienen carburos metálicos como ingredientes

básicos y se fabrican con técnicas de metalurgia de

polvos.

Las puntas afiladas con sujetadores mecánicas se

llaman insertos ajustables, se encuentran en

diferentes formas, como cuadrados, triángulos,

circulares y diversas formas especiales.



Aceros de Alta Velocidad

Mantiene su elevada dureza a altas temperaturas y tienen

buena resistencia al desgaste.

Las herramientas de este tipo de aleaciones que se funden y

se rectifican a la forma deseada, se componen de cobalto

38% a 53%, cromo 30% a 33% y tungsteno 10% a 20%.

Se recomiendan para operaciones de desbaste profundo con

velocidades y avances más o menos altos. Se emplean para

obtener un buen acabado superficial especial.



CLASIFICACIÓN DE LOS CARBUROS CEMENTADOS

Carburo de tungsteno aglutinado con cobalto, que se emplea para maquinar hierros fundidos y metales abrasivas ferrosos.

Carburo de tungsteno con aglutinante de cobalto más una solución sólida, para maquinar en aceros.

Carburos de titanio con aglutinante de níquel y molibdeno, para cortar en donde hay altas temperaturas debido alas altas velocidades de corte o a la alta resistencia mecánica del material de la pieza de trabajo.



INSERTOS AJUSTABLES



CARBUROS REVESTIDOS

Revestidos con una capa delgada de carburo de titanio, nitruro de titanio u óxido de aluminio.

Con el revestimiento se obtiene resistencia adicional al desgaste a la vez que se mantienen la resistencia mecánica y la tenacidad de la herramienta de carburo.



Cerámicas de Óxido

Contienen principalmente granos finos de óxido de

aluminio ligados entre sí.

Con pequeñas adiciones de otros elementos se ayuda

a obtener propiedades óptimas.

Tienen una resistencia muy alta a la abrasión, con

más dureza que los carburos cementados y tienen

menor tendencia a soldarse con los metales durante

el corte.



DIAMANTES SINTETICOS

Se emplean cuando se desea buen acabado superficial y

exactitud dimensional, en particular en materiales no

ferrosos, blandos, que son difíciles de maquinar.

Se utilizan para cortes con altas velocidades .

Las propiedades generales de los diamantes son dureza

extrema, baja expansión térmica, alta conductividad térmica

y un coeficiente de fricción muy bajo.



Cuadro Comparativo de los Materiales

FUENTE: POLLACK. HERMAN W. Máquina Herramienta y Manejo de Materiales.

Se realizan con el fin de mejorar las

propiedades mecánicas de los materiales

metálicos en los procesos de fabricación

Tratamientos Térmicos

Pretende endurecer o ablandar, eliminar las

consecuencias de un mecanizado, modificar la

estructura cristalina o modificar total o

parcialmente las características mecánicas del

material.

1.- Temple

El temple tiene por objeto endurecer y aumentar la

resistencia de los aceros. Para ello, se calienta el acero a

una temperatura ligeramente más elevada que la crítica

superior Ac (entre 900-950ºC) y se enfría luego más o

menos rápidamente (según características de la pieza) en

un medio como agua, aceite, etc.


2.- Revenido

Es un tratamiento habitual a las piezas que han sido

previamente templadas. Consigue disminuir la dureza y

resistencia de los aceros templados, se eliminan las

tensiones creadas en el temple y se mejora la tenacidad,

dejando al acero con la dureza o resistencia deseada. Se

distingue básicamente del temple en cuanto a

temperatura máxima y velocidad de enfriamiento.


3.- Recocido

Consiste básicamente en un calentamiento hasta temperatura de

austenización (800-925ºC) seguido de un enfriamiento lento. Con

este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que

disminuye la dureza.

También facilita el mecanizado de las piezas al homogeneizar la

estructura, afinar el grano y ablandar el material, eliminando la

acritud que produce el trabajo en frío y las tensiones internas.


En el caso de los tratamientos térmicos, no solo se producen

cambios en la Estructura del Acero, sino también en su

COMPOSICION QUIMICA, añadiendo diferentes

productos químicos durante el proceso del tratamiento. Estos

tratamientos tienen efecto solo superficial en las piezas

tratadas.

Tratamientos Termo Químicos del Acero

1.- Cementación

Mediante este tratamiento se producen cambios, en la

composición química del acero. Se consigue teniendo

en cuenta el medio o atmósfera que envuelve el metal

durante el calentamiento y enfriamiento. Lo que se

busca es aumentar el contenido de carbono de la zona

periférica, obteniéndose después, por medio de temples

y revenidos, una gran dureza superficial, resistencia al

desgaste y buena tenacidad en el núcleo.


2.- Nitruración

Este tratamiento busca endurecer

superficialmente un acero con nitrógeno,

calentándolo a temperaturas comprendidas

entre 400-525ºC, dentro de una corriente de

gas amoníaco, más nitrógeno.


- Templado.

- Revenido.

- Recocido (completo).

- Recocido de proceso

- Normalizado.

- Esferoidizacion.


http://www.xtec.net/~jrosell3/blog/f_perfil.jpg

Resistencia al desgaste. Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando esta en contacto de fricción con otro material.

Tenacidad. Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir Fisuras (resistencia al impacto).

Maquinabilidad. Es la facilidad que posee un material de permitir el proceso de mecanizado por arranque de viruta.

Dureza. Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar. Se mide en unidades BRINELL (HB) ó unidades ROCKWEL C (HRC), mediante test del mismo nombre.

Propiedades Mecánicas del Acero

REFERENCIAS

Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”, Editorial Mc. Graw Hill. 9ª edición, año 1995

Heinrich Gerling. “Alrededor de las máquinas herramientas” Editorial Reverté. 2ª edición , año 1964.

HERMAN W. POLLACK. Máquina Herramienta y Manejo de Materiales.

APARICIO, APARICIO. Tecnología Del Metal. 3ra Edición (1987)

http--maquinasrusas_tripod_com-images-6T82_jpg_archivos Documento en Línea [Septiembre, 2005]

materiales para las herramientas de corte

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