Aceros de corte

1. Materiales para
herramientas de corte

2. Tipo Siglas Aplicación
Aceros finos al carbono S Herramientas manuales
Aceros rápidos y
superrápidos
HSS
Amplia gama de materiales. Producción
unitaria y pequeña serie
Aceros rápidos recubiertos N
Propiedades intermedias. Amplia gama de
materiales metálicos
Metal duro C
Amplia gama de materiales metálicos.
Máquinas automáticas
Metal duro recubierto GC
Acero inoxidable, fundición de acero, roscado
y ranurado.
Cermets CT Acero inoxidable, fundición de acero.
Cerámica CC
Acero, materiales endurecidos y
termorresistentes, fundición
Nitruro de boro cúbico CBN
Aceros tratados, fundición, materiales
endurecidos
Diamante policristalino PCD
Acabado y semiacabado de no férreos y no
metálicos.

3. Aceros finos al carbono.
• Con porcentajes de carbono que van desde 1 a 1,4%
• Dureza de hasta 68 HRc
• De 350 a 400ºC la dureza cae hasta 55 a 50 HRc (se pierde el filo)
• Aplicaciones en herramientas de mano y herramientas que
trabajan a baja velocidad en materiales blandos.
Aplicaciones
• 1,3% de carbono -------- fresas, brocas, sierras, rasquetas, etc.
• 1,15% de carbono ------ machos y terrajas, herramientas para
madera, escariadores, brocas.
• 1% de carbono ----------- machos y terrajas, escariadores, etc.

4. Aceros rápidos y superrápidos
(aceros de corte rápido).
• Taylor y White experimentan en 1898 con bajos % de W.
• Se duplican y cuadriplican las velocidades con agregado de W y Cr
(1928).
• Con Vanadio aumenta la dureza capacidad de corte en caliente.
• Aparece el llamado 18-4-1 (18% W - 4% Cr - 1% V)
• Evolucionan las máquinas y métodos de trabajo a la par de los nuevos
materiales (Vcorte superiores a 36 m/min).
• Menor dureza en frío (65 HRc) que los aceros finos al carbono.
• Pierde el filo alrededor de los 650 a 750ºC.

5. Elemento Dureza Fragilidad
Temple
Observaciones
Penetración
Riesgo de
grietas
Velocidad
crítica
Carbono (+) (+) --------------- (+) (-) Hasta el 2%
Cromo (+) (+) (+) (-) (-) --------------------
Tungsteno (+) (+) (+) (-) (-)
Mantiene dureza
en caliente
Molibdeno (+) (+) (+) (-) (-)
Disminuye
fragilidad de
revenido
Vanadio (+) (+) (+) (-) (-) Afina el grano
Cobalto -------- --------- --------- ---------- (+)
Mantiene dureza
en caliente
(+) representa aumento de la propiedad.
(-) representa disminución de la propiedad.

6. Formula válida para aceros rápidos
(fórmula empírica).
0,5 Cr + W + 2 Mo + 4 V < 23%
W Cr V Mo Aplicaciones
18 4 1 ---- Brocas, cortafierros, fresas cilíndricas
18 4 1,2 ---- Fresas de aplanar y disco, escariadores herramientas para torno, cepillo, etc.
2 4 1 9 Fresas, creadoras de engranajes, brocas, etc.
Los símbolos químicos se reemplazaran por el porciento del contenido de estos en la aleación.
W Cr V Mo Co
6 4 3 5 ----
12,5 4,5 2,5 * 5
18 4 1,3 * 18
Algunas aleaciones de aceros rápidos
Algunas aleaciones de aceros superrápidos
* - Porcentaje de Mo no
determinado.

7. Aceros rápidos moldeados.
• Para formas de herramienta complicada.
• Fresas helicoidales para materiales livianos.
• Se terminan y afilan por amolado.
• Prevalece el Cr (como carburo) en su composición,
otorgando elevada dureza.
• Aleación adecuada de acero rápido para colado.
• Algunas aleaciones se conocen como “Rollodur”.

8. Aceros rápidos recubiertos.
• Nuevo material (recubrimiento de NTi o TiCNi en
fina capa).
• Se ubica entre aceros superrápidos y metal duro.
• Tenacidad de HSS y mayor duración del filo.
• Mayores velocidades de corte y excelente
terminación.
• Trabaja en cortes discontinuos.
• Se recubre por deposición física de vapores (PVD).

9. Metal duro (carburo metálico).
• 1909 - OSRAM (General Electric) utiliza filamento incandescente de
Tungsteno (W).
• Se verifica dificultad para mecanizar este material (dureza) y se lo
denomina metal duro (H.M).
• LA familia Krupp adquiere tochos de W y funda la Krupp Widia
Factory. Utiliza el W para la febricación de herramientas de corte.
• Nace la Widia (del aleman wier diamant “igual al diamante”).
• En 1928 se presenta el carburo metálico como herramienta de corte
(CW aglomerado con Co). Prolifera en los años 50 (pos guerra).
• Es el mayor adelanto para la tecnología del mecanizado con arranque
de virutas (Vcorte de 120 m/min).

10. Metal duro (carburo metálico).
• En principio ventajoso para trabajo en no ferrosos y
fundiciones de Fe.
• Alto coeficiente de rozamiento con el acero (altas Tº y
pérdida del filo).
• Con Ti y Ta en formas de carburos (añadidos al CW) se
redujo el coeficiente de rozamiento.
• Ahora ventajosas sobre los HSS también en aceros.

11. Composición de los metales duros.
• Mezclas de carburos en polvo, unidos por un aglutinante
(pulvimetalurgia, sinterización).
• Finos polvos de carburos y aglutinante, en molde a elevada
P y Tº (estado pastoso).
• Se usa WC, TiC, TaC, MoC, VC, NbC y como aglomerante
Co o Ni.
• TiC y TaC tienen bajo coeficiente de fricción con el acero
pero aumentan la fragilidad (máquinas en buen estado,
materiales homogéneos).
• El TiC es el componente más frágil.

12. Composición de algunos metales duros.
Designación ISO
Composición de la mezcla en porciento
HRc
WC TiC TaC VC Co
---- 80 ---- ---- ---- 20 85
---- 85 ---- ---- ---- 15 87
---- 89 ---- ---- ---- 11 88,5
K20 92 ---- ---- ---- 8 90
K10 94 ---- ---- ---- 6 91
K01 91,5 ---- 1,5 ---- 7 91,5
P30 88 5 ---- ---- 7 90
P20 78 14 ---- ---- 8 90,5
P10 78 16 ---- ---- 6 91
P01 69 25 ---- ---- 6 91,5
P01 34,5 60 ---- ---- 5.5 92,5

13. Designación
Sandvick
Designación
ISO
Aplicaciones
F02 P01
Acabado de acero y acero moldeado. Elevada velocidad de corte y avance pequeño. Torneado
principalmente
S1P P10
Acabado y desbaste ligero de acero y acero moldeado. Gran velocidad de corte y avance
moderado. Torneado y roscado en torno
S2 P20
Mecanizado ligero y semigrueso de acero y acero moldeado. Velocidad de corte y avances
moderados. Torneado de copia
S4 P30
Mecanizado semigrueso y grueso de acero y acero moldeado. Velocidad de corte pequeña y
avance grande.
S6 P40
Mecanizado grueso de acero. Velocidad de corte pequeña y gran avance. Para acero
inoxidable. cepillado
R4 P50 Mecanizado grueso de acero y acero moldeado. Velocidad de corte pequeña y avance grande
R1P M10
Materiales de gran resistencia mecánica y elevadas Tº. Terminado y desbaste ligero de acero
inoxidable. Velocidad de corte grande y avance moderado. torneado
S4 M20 Mecanizado ligero y grueso de inoxidable laminado austenítico. Aceros de fácil mecanizado.
H20 M20 Mecanizado grueso de fundición. Velocidad de corte pequeña y avance grande. Cepillado
S6 M30 Similar a S4
R4 M40
Mecanizado fino y grueso de algunos aceros inoxidables. Velocidad de corte pequeña y
avance grande
H05 K01 Acabado de fundición. Hormigón. Plásticos. Etc. torneado
H1P K10
Mecanizado fino y grueso de fundición de baja y alta aleación. Latón y bronce. Fundición en
coquilla y cilindros e acero templados. Elevada velocidad de corte y avance.
H13 K10 Mecanizado fino y grueso de fundición a bajas velocidades.
H20 K20 Mecanizado grueso de fundición. Velocidad pequeña y avance grande. Cepillado.

14. Fabricación de los carburos metálicos.
• Los carburos metálicos simples tienen dos constituyentes principales
• Se obtienen por pulvimetalurgia (materiales en polvos bien definidos).
• Son muy diferentes a aleaciones como el acero.
• Los polvos se mezclan, prensan y sinterizan formando un material compacto.
• Formados por partículas muy duras (WC) embebidas en un material aglutinante (Co o Ni).
• Las partículas duras dan resistencia al desgaste y el aglutinante tenacidad.
• A mayor resistencia al desgaste menor tenacidad y viceversa.
• El W se obtiene de una tierra rara llamada schellite o schellita.
• Luego de varios tratamientos se obtiene WO3, que reducido da W puro y H2O.
• El W se muele hasta obtener el polvo fino de W que se mezcla con polvo fino de C.
• La mezcla se calienta en horno eléctrico y se obtiene WC en terrones que serán molidos para obtener polvo fino
de WC.
• Se agregan otros carburos (TiC, TaC por ejemplo) y el aglutinante en polvos finos, que se muelen y mezclan
con el CW.
• A mayor tiempo de molienda menor tamaño de grano (hoy se logran microgránulos)
• Se lleva todo a molde y se somete a dos etapas de sinterizado (P y Tº). Aumenta densidad y compactación
• Las plaquitas obtenidas se terminan y afilan con muela diamantada. En la actualidad la mayoría de las plaquitas
salen terminadas del sinterizado.

15. Trióxido de W (WO3),
99,48 de pureza
Reducción de WO3 en
horno eléctrico
Molino
Polvo muy
fino de W
Polvo muy fino de
C (negro de humo)
Mezclador
Combinación
de W y C en
horno eléctrico
Terrones de WC
Molino
Polvo muy fino
de WC
Polvo muy fino
de TiC o TaC
Polvo muy fino
de Co
1er sinterizado a 1000ºC
2do sinterizado a 1400 a 1500ºC
Rectificado y
amolado de la
plaquita
Proceso de fabricación de
los carburos metálicos.

16. Carburos metálicos revestidos.
• El 80% de los carburos metálicos son revestidos.
• En 1968 se añade una fina capa (≈5µ) de TiC (en fase γ). Se denomina “Gamma coating”
(GC).
• Hay buena tenacidad (WC) y gran resistencia al desgaste con bajo rozamiento (TiC).
• En aceros se aumenta las velocidades de corte en un 50% aproximadamente (180 m/min).
• Hoy se utilizan además otros materiales de recubrimiento (carburos, nitruros y cerámicos).
• TiC, TiN, TiCN, Al2O3, pueden aparecer formando una o varias capas (2 a 12µ) (CVD).
• TiC (gris) y Al2O3 (transparente) mejoran dureza, resistencia al desgaste y coeficiente de
fricción.
• El TiN (dorado) no es tan duro pero tiene excelente coeficiente de fricción.
• El Co (aglutinante) ofrece tenacidad pero baja resistencia a la deformación. Se busca mayor
% en el núcleo y menos en superficie (sinterizado gradiente).

17. Cermets. (ceramic-metal)
• Metales duros construidos en base a TiC, TiN y TiCN.
• Por su fragilidad se agregó Mo2C mejorando la
tenacidad.
• Elevada resistencia al desgaste y al corte en caliente,
buena estabilidad química, poca tendencia al falso filo y
al desgaste por oxidación.
• Para altas velocidades con pequeños avances y
profundidades (terminaciones precisas).

18. Cerámicas.
• Inicialmente en base a Al2O3(Óxido de aluminio) con
elevada fragilidad (1938).
• Las basadas en Si3N4 (nitruro de silicio) son más
tenaces.
• Elevada dureza, resistencia al corte en caliente y
estabilidad química. Son muy frágiles.
• Elevadas velocidades de corte en fundición, acero
endurecido y materiales termo-resistentes.

19. Cerámicas basadas
en Al2O3
Puras
Mixtas
Reforzada
Poseen baja tenacidad y son muy frágiles.
Se mejora algo con agregado de óxido de
circonio. Se hacen por sinterizado a alta P
en frío (blancas) o caliente (gris).
Se agrega TiC y TiN en un 10%
aproximadamente. Disminuye fragilidad
por mayor resistencia al choque térmico.
Sinterizado en caliente (gris oscura).
Se mezcla con fibras minusculas (1µ de
diametro y 20μ de longitud) de SiN,
“whisker”, en una proporción del 30%.
Aumenta tenacidad y resistencia al
choque térmico. Sinterizado en caliente
(gris).

20. Cerámica basada en Si3N4
• Mejor tenacidad y resistencia al choque térmico que las
anteriores.
• Compuesta por pequeños cristales de nitruro en
aglomerante (dos fases).
• Excelente duración del filo trabajando fundición gris.
• Mayor resistencia al trabajo en caliente que el metal
duro.
• Mezcla de polvos prensados en frío o caliente.

21. Variación de la dureza de las herramientas con la Tº de corte
90
80
70
60
50
40
100 200 300 500 600
400 800 900
700 1200
1100
1000
Cerámica
Metal duro (CW+Co)
Límite de dureza
HRc
Tº

22. Nitruro de boro cúbico (CBN)
• Mantiene su dureza hasta alrededor de 2000 ºC
• Excelente resistencia al desgaste y elevada fragilidad.
• Sinterizado de polvos en caliente (CBN y aglomerante metálico o
cerámico).
• A mayor proporción de CBN menor tenacidad.
• Se lo suele encontrar sobre metal duro para mejorar su tenacidad.
• No apto para trabajar materiales blandos.
• Excelente para terminaciones (puede reemplazar el rectificado).
• Plaquitas con geometría negativa.
• Los materiales trabajados serán homogéneos y sin discontinuidades.
• Exige elevada potencia y estabilidad en las máquinas.
• Elevadas velocidades de corte y poco avance. Abundante refrigerante o
trabajo en seco para evitar choque térmico.

23. Diamante policristalino (PCD)
• Se obtiene comienzos de los 70 por pulvimetalurgia.
• Muy aplicado en ruedas de amolar.
• Buena estabilidad química y duración del filo.
• Elevada fragilidad (limita el uso en herramientas monocortantes).
• Condiciones de extrema rigidez en máquina y herramienta y material sin
discontinuidades.
• No aplicable en materiales ferrosos.
• Mecanizado de alta precisión con excelente terminación superficial.
• Se trabaja con bajas velocidades de avance y profundidades de corte
pequeñas.
• Terminado y semiterminado de Al, aleaciones de Al y Si, Cu y sus aleaciones,
plomo, cerámicas y HD premecanizados, resinas, plástico, grafito entre otros.