1. Información General
FÓRMULAS (MÉTRICA)
TALADRADO
RPM Tabla de avances
Vc *1000 Vf = n* fn
n=
�* D
n = RPM Vf = valor de avance (mm/min.)
VC = velocidad de corte (m/min.) n = r/min (RPM)
D = diámetro (mm) fn = avance/rev
Empuje, Fuerza Axial
T = 11.4 * K * D * (100 * fn) 0.85
Potencia
1.25 * D2 * K * n * (0.056 + 1.5 * fn)
P=
100,000
Para pasarlo a HP (Caballos) multiplicar
por 1.341
P = Potencia (kW) Vf = valor de avance (mm/min.)
K = factor de material n = r/min (RPM)
T = Fuerza axial (N)
D = diámetro (mm) fn = avance/rev
4
2. Información General
FRESADO
RPM Tabla de avances
Vc *1000
n= �* D Vf = n * fz * z
n = RPM Vf = tasa de avance
VC = velocidad de corte fz = avance/diente
D = diámetro (mm) z = nº. de dientes
Par de torsión Potencia
ap * ae * vf * kc ap * ae * vf * kc
Mc = Pc =
2 � *n 60 * 102 * 9,81
Mc=Par de corte [Nm] Pc= Potencia de corte [kW]
ap = profundidad axial [mm] n = RPM
ae = profundidad radial [mm] kc= fuerza específica de corte
[N/mm2]
kc = kc1 * hm -z
hm = promedio del grosor de kc= fuerza específica de corte
la viruta [mm o pulgadas] [N/mm2 ]
z = factor de corrección kc1 = fuerza especifica de corte
junto promedio del grosor para 1 mm hm
de la viruta
donde
hm = fz*ae*360
D * � * arc cos[1- 2* ae ]
D
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3. Información General
ROSCADO
RPM
Vc *1000
n= �* D
Cálculo del Par de torsión Potencia
p2*D*kc Md * 2 * � * n
Md = P=
8000 60
Md = Par de torsión [Nm] kC = fuerza específica de corte [N/mm2]
p = paso [mm] n = RPM
D = diámetro nominal [mm] P = Potencia (kW)
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4. Información General
FóRMULAS (IMPERIAL)
TALADRADO
RPM Tabla de avances
12 * Vc Vf = n* fn
n=
� * Dc
n = RPM Vf = valor de avance (pulgadas/min.)
VC = velocidad de corte (pie/min.) n = r/min (RPM)
DC = diámetro (pulgadas) fn = avance/rev (pulgadas)
FRESADO
RPM Tabla de avances
12 * Vc Vf = fz * n * z
n=
� * Dc
n = RPM Vf = tasa de avance (pulgadas/min.)
VC = velocidad de corte (pie/min.) fz = avance por diente (pulgadas)
DC = diámetro (pulgadas) n = r/min (RPM)
z = nº. de dientes
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6. Información General
MATERIAL DE LA HERRAMIENTA DE CORTE
MATERIALES DE ALTA VELOCIDAD
Acero de alta velocidad
Es una aleación de acero de una velocidad media-alta, con una buena maquinabilidad y un buen
rendimiento. HSS presenta; dureza, resistencia y unas características de resistencia al desgaste
que lo hacen muy atractivo en toda la gama de aplicaciones, por ejemplo en brocas y machos.
Acero de alta velocidad con vanadio
El vanadio esta basado en una calidad que ofrece una excelente resistencia al desgaste, dureza y una
buen rendimiento. Esto hace que este material sea especialmente bueno en aplicaciones de roscado.
Acero rápido con cobalto
Este acero rápido contiene cobalto para aumentar la dureza. La composición HSCo
es una buena combinación en cuanto a resistencia y dureza. Este material tiene una
buena maquinabilidad y una buena resistencia al desgaste, esto hace que se utilice en
brocas, machos, fresas y escariadores.
Acero rápido sinterizado
Tiene una excelente estructura de grano, más consistente que HSCo resultando
un producto resistente. La vida de la herramienta y la resistencia al desgaste es
normalmente más alta que HSCo y esta calidad tiene una fuerza y una rigidez superior
en el filo. Principalmente es usado para el fresado y el roscado.
Acero rápido con cobalto sinterizado
HSCo-XP es un acero rápido al cobalto que ha sido producido usando la tecnología
metalúrgica en polvo. El acero de alta velocidad producido por este método presenta
una superior dureza y un mayor afilado. Machos y fresas encuentran una particular
ventaja cuando se fabrican desde el acero en polvo XP.
Acero al cromo
El acero al cromo es una herramienta de acero en el cual la principal aleación es el
cromo. Esto es usado sólo para la fabricación de machos y terrajas. Este acero tiene
unas propiedades de dureza inferiores en comparación con el acero de alta velocidad.
Este material es adecuado para machos de mano.
9
7. Información General
Estructura del material
Ejemplos de estructuras de materiales para diferentes HSS.
Aceros producidos con la tecnología metalúrgica en polvo (ej. HSCo-XP) tendrán una
excelente estructura de grano, resultando un material con una alta dureza y resistencia
el desgaste.
HSS HSCo-XP
Los principales aceros usados por Dormer incluyen
Dureza C W Mo Cr V Co Norma
Calidad
(HV10) % % % % % % ISO
M2 810-850 0,9 6,4 5,0 4,2 1,8 - HSS
M9V 830-870 1,25 3,5 8,5 4,2 2,7 - HSS-E
M35 830-870 0,93 6,4 5,0 4,2 1,8 4,8 HSS-E
M42 870-960 1,08 1,5 9,4 3,9 1,2 8,0 HSS-E
- 830-870 0,9 6,25 5,0 4,2 1,9 - HSS-PM
ASP
860-900 0,8 3,0 3,0 4,0 1,0 8,0 HSS-E-PM
2017
ASP
870-910 1,28 6,4 5,0 4,2 3,1 8,5 HSS-E-PM
2030
ASP
870-910 1,6 10,5 2,0 4,8 5,0 8,0 HSS-E-PM
2052
- 775-825 1,03 - - 1,5 - - -
10
8. Información General
MATERIALES DE METAL DURO
Materiales de Metal Duro
Un acero metalúrgico sinterizado en polvo, consiste en una composición de metal duro con un
metal aglutinante. El mejor material sin tratar es el tungsteno en metal duro (WC). El tungsteno
en metal duro contribuye en la dureza del material. El tantanio en metal duro (TaC), titanio en
metal duro (TiC) y niobio en metal duro (NbC) complementan WC y ajustan las propiedades
deseadas. Estos tres materiales tienen la forma cúbica de metal duro. Cobalto (Co) actúa como
un aglutinante y mantiene el material junto.
Los materiales de metal duro, se caracterizan por sus altas fuerza a compresión, su alta dureza
y por lo tanto su alta resistencia al desgaste, pero también esta limitado por su resistencia a la
flexión. El metal duro se usa en machos, escariadores, fresas, fresas de roscar y brocas.
Propiedades Materiales Materiales K10/30F (a menudo
HSS Metal Duro utilizado en herramientas)
Dureza (HV30) 800-950 1300-1800 1600
Densidad (g/cm ) 3
8,0-9,0 7,2-15 14,45
Fuerza de Compresión 3000-4000 3000-8000 6250
(N/mm2)
Fuerza de Flexión, 2500-4000 1000-4700 4300
(N/mm2)
Resistencia al calor (°C) 550 1000 900
Módulo-E (KN/mm2) 260-300 460-630 580
Tamaño del grano(µm) - 0,2-10 0,8
La combinación de la dura partícula (WC) y el metal blindado (Co) ofrece los
siguientes cambios en las características.
Características Un contenido alto de WC ofrece Un contenido alto de Co ofrece
Dureza Dureza alta Dureza baja
Fuerza de compresión CS alta CS baja
(CS)
Fuerza de flexión (BS) BS baja BS alta
El tamaño del grano también influye en las propiedades del material. Un tamaño
de grano pequeño ofrece una alta dureza y un tamaño de grano grueso da más
resistencia.
11
9. Información General
MATERIAL DE LA HERRAMIENTA – RELACIÓN ENTRE DUREZA Y RESISTENCIA
Dureza (HV30)
10000 PCD
8000 CBN
6000
4000
TiAlN-X Cermet
TiCN Metal Duro
TiN
2000 HSS
Resistencia (N/mm2)
1000 2000 3000 4000
Cermet = Material Cerámico
CBN = Nitruro de Boro cúbico
PCD = Diamante Policristalino
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10. Información General
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
Templado al Vapor
Con el templado al vapor se consigue una superficie de óxido azul fuertemente adherente
que contribuye a retener el fluido de corte y evita la micro-soldadura de la viruta en la
herramienta, contrarrestando así la formación de un filo aumentado. El templado al vapor es
aplicable a cualquier herramienta pulida pero es más eficaz en brocas y machos de roscar.
Acabado de Bronce
El acabado en bronce consiste en una fina capa de óxido formada en la superficie de la
herramienta, que se aplica principalmente a aceros ultrarápidos al cobalto y al vanadio.
Nitruración (FeN)
La nitruración es un proceso que se emplea para aumentar la dureza y la resistencia
al desgaste de la superficie de la herramienta. Conviene ante todo para los machos
de roscar que se emplean en materiales abrasivos como fundición, baquelita, etc. La
nitruración también se emplea en brocas helicoidales cuando se desea aumentar la
dureza y la resistencia al desgaste de las superficies cilíndricas entre estrías.
Chapado de cromo duro (Cr)
El chapado de cromo duro, en condiciones especificas, aumenta de una
manera significativa la dureza de la superficie, consiguiendo valores de
hasta 68 Rc. Conviene principalmente para taladrar aceros de calidad,
aceros al carbono, cobre, latón, etc.
RECUBRIMIENTO SUPERFICIAL
Recubrimiento de Nitruro de Titanio (TiN)
El nitruro de titanio es un recubrimiento de cerámica de color dorado
que se aplica por deposición física del vapor (PVD). Las propiedades
de elevada dureza y baja fricción aseguran una duración mucho más
larga de la herramienta, o de lo contrario, un mejor corte de los útiles
recubiertos. El recubrimiento de TiN se usa sobre todo para brocas y
machos de roscar.
Recubrimiento de Carbonitruro de Titanio (TiCN)
El carbonitruro de titanio es un recubrimiento de cerámica que se aplica
por tecnología PVD. El TiCN es más duro que el TiN y tiene un mejor
coeficiente de fricción. Su dureza y resistencia combinadas con una
resistencia al desgaste aseguran su aplicación principal en el campo del
fresado para mejorar su rendimiento.
Nitruro de Aluminio al Titanio (TiAlN)
El nitruro de Aluminio al titanio es un recubrimiento de cerámica de
multicapas que se aplican por tecnología PVD, tienen una gran dureza y
estabilidad a la oxidación. Estas propiedades hacen a este recubrimiento
sea ideal para velocidades y avances rápidos, al tiempo que mejora la vida
útil, el TiAlN es adecuado para el taladrado y el roscado. Se recomienda el
uso del TiAlN para mecanizar en seco.
13
11. Información General
TiAlN - X
TiAlN – X es un recubrimiento de nitruro de aluminio al titanio. El elevado contenido
de aluminio del recubrimiento combinado con la técnica de capas nanométricas
asegura una combinación única de resistencia a temperaturas altas, dureza y
tenacidad. Este recubrimiento es ideal para las fresas que funcionan sin refrigeración
y para el fresado de materiales de gran dureza.
Recubrimiento de Nitruro de Cromo (CrN)
El CrN es un recubrimiento excelente para aleaciones de aluminio y materiales
de acero con baja aleación. El CrN puede usarse también como alternativa en las
aleaciones de titanio y níquel. Este recubrimiento tiene poca tendencia a aumentar
filos.
Recubrimiento Super-R (Ti, C, N)
El SUPER-R es un recubrimiento específico para la operación de fresado. Este
recubrimiento muestra una baja tensión interna, dureza elevada y resistencia al
desgaste, demostrando al mismo tiempo una excelente resistencia a la oxidación,
gracias a la elevada temperatura de oxidación del recubrimiento.
Recubrimiento Super G (AlCrN)
El Super G es un recubrimiento de nitruro de aluminio al cromo habitualmente
usado en las fresas. La dureza y la alta resistencia a la oxidación son las dos únicas
propiedades de este recubrimiento. Cuando se realizan operaciones de mecanizado
muy pesadas y con dureza térmica, estas propiedades se convierten en una alta
resistencia al desgaste.
Recubrimiento de Nitruro de Circonio (ZrN)
El nitruro de circonio es un recubrimiento de cerámica que se aplica por tecnología
PVD. Tiene una combinación de propiedades, tales como una alta temperatura de
oxidación y un bajo coeficiente de fricción que lo hace atractivo para el roscado de
aluminios y aleaciones de aluminios.
Dialub (Recubrimiento similar al diamante)
Dialub es un recubrimiento de diamante amorfo con un caeficiente de fricción
extremadamente bajo y una gran dureza. Este recubrimiento se ha creado
especialmente para roscar aleaciones de aluminio con un bajo contenido de Si, y
para taladrar aceros inoxidables.
Recubrimiento Super B (TiAlN+WC/C)
El Super B es un recubrimiento multicapas, usado para operaciones de mecanización
resistentes, este recubrimiento ofrece una alta fiabilidad. Tiene un bajo coeficiente de
fricción y una buena dureza, esto lo hace ideal para el roscado en materiales muy
resistentes y en materiales con una viruta larga, por ejemplo, el acero inoxidable.
Diamante
Un recubrimiento de diamante policristalino, especialmente adaptado para un alto
rendimiento con grafito y materiales de procesos no férricos. Las propiedades de
la estructura cristalina dramáticamente aumenta el coeficiente de desgaste y la
dureza. Este recubrimiento sólo es usado para las herramientas de metal duro y
especialmente para las fresas.
14
12. Información General
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES / RECUBRIMIENTO
Tratamiento Color Material del Dureza Espesor Estructura del Coeficiente de Max. temperat.
Superficial recubrimiento (HV) (µm) recubrimiento fricción contra aplicada.
el acero (°C)
Conversión
Gris
Fe 304 400 Max. 5 en la – 550
Oscuro
superficie
Conversión
Bronce Fe 304 400 Max. 5 en la – 550
superficie
Difusión en
Gris FeN 1300 20 – 550
zona
Plata Cr 1100 Max. 5 Mono-capa – 550
Oro TiN 2300 1-4 Mono-capa 0,4 600
Gris Multi-capa
TiCN 3000 1-4 0,4 500
azulado gradiente
Gris Estructura
TiAlN 3300 3 0,3-0,35 900
negro nano
Gris
TiAlN 3500 1-3 Mono-capa 0,4 900
violeta
Gris
CrN 1750 3-4 Mono-capa 0,5 700
plateado
Cobre Ti, C, N 2900 3,5-3,7 Multi-capa 0,3-0,4 475
Gris
AlCrN 3200 Mono-capa 0,35 1100
azulado
TiAlN+ Multi-capa
Negro 3000 2-6 0,2 800
WC/C laminar
Amarillo
ZrN 2800 2-3 Mono-capa 0,2 800
oro
Negro a-C:H 6000 1,5-2 Mono-capa 0,1-0,2 600
Gris Diamante
8000 6, 12, 20 Mono-capa 0,15-0,20 700
brillante policristalino
15
13. Información General
TRATAMIENTOS SUPERFICIALES
Dormer clasifica el material de las piezas de trabajo en AMG (Aplicación por Grupo de
Material) que se muestra seguidamente. Las recomendaciones de las herramientas se
basan en la tabla AMG.
APLICACIÓN POR GRUPO DE MATERIAL
Resistencia
Dureza
Aplicación por grupo de material a la tracción
HB
N/mm2
1.1 Acero blando < 120 < 400
1.2 Acero de construcción/cementación < 200 < 700
1.3 Acero al carbono < 250 < 850
1.4 Acero aleado < 250 < 850
Acero aleado/temple y revenido > 250 > 850
1. Acero 1.5
< 350 < 1200
Acero aleado/temple y revenido > 1200
1.6 > 350
< 1620
1.7 Acero aleado cementado 49-55 HRc > 1620
1.8 Acero aleado cementado 55-63 HRc > 1980
2.1 Acero inoxidable fácil mecanizado < 250 < 850
2. Acero 2.2 Austenítico < 250 < 850
inoxidable 2.3 Ferritico, Ferr. + Aust., Marten < 300 < 1000
3.1 Con grafito laminar > 150 > 500
3. Hierro 3.2 Con grafito laminar > 150 ≤ 300 > 500 < 1000
Fundido 3.3 Con graf. laminar, fundic. maleable < 200 < 700
3.4 Con graf. laminar, fundic. maleable > 200 <300 > 700 < 1000
4.1 Titanio no aleado < 200 < 700
4. Titanio 4.2 Titanio aleado < 270 < 900
4.3 Titanio aleado > 270 <350 > 900 ≤ 1250
5.1 Níquel no aleado < 150 < 500
5. Nickel 5.2 Níquel aleado > 270 > 900
5.3 Níquel aleado > 270 <350 > 900 < 1200
6.1 Cobre < 100 < 350
6.2 β-Latón, bronce < 200 < 700
6. Cobre
6.3 α-Latón < 200 < 700
6.4 Metal AMPCO < 470 < 1500
7.1 Al, Mg, no aleado < 100 < 350
7.2 AI aleado con Si < 0.5% <150 < 500
7. Aluminio
7.3 Al aleado con Si > 0.5% < 10% <120 < 400
Magnesio
7.4 Al aleado, Si>10% Reforzado por filamentos <120 < 400
Al-aleados, Mg-aleados
8.1 Termoplásticos
8. Materiales
8.2 Plásticos endurecidos por calor
Sintéticos
8.3 Materiales plásticos reforzados - -
9. Materiales duros 9,1 Cerametales (metales-cerámicas) < 550 < 1700
10. Grafito 10.1 Grafito standard
16
14. Información General
EJEMPLOS DE MATERIALES DE LAS PIEZAS DE TRABAJO EN DIFERENTES NORMAS
Una lista completa de materiales y comparaciones entre diferentes normas
se pueden encontrar en el “Product Dormer Selector”, disponible en CD o en
www.dormertools.com.
AMG EN W no. DIN
1.1 1.1015, 1.1013 Rfe60, Rfe100
1.2 EN 10 025 – S235JRG2 1.1012, 1.1053, 1.7131 St37-2, 16MnCr5, St50-2
1.3 EN 10 025 – E295 1.1191, 1.0601 CK45, C60
EN 10 083-1 – 42 CrMo 4 1.7225, 1.3505 42CrMo4, 100Cr6
1.4
EN 10 270-2 1.6582, 1.3247 34CrNiMo6, S2-10-1-8
EN ISO 4957 – HS6-5-2 1.2510, 1.2713 100MnCrW12, 55NiCrMoV6
1.5
EN-ISO 4957 – HS6-5-2-5 1.3247, 1.2080 X210Cr12, S2-10-1-8
1.2510, 1.2713 100MnCrW12
1.6 EN-ISO 4957 – HS2-9-1-8
1.3247, 1.2080 X210Cr12, S2-10-1-8
1.7 EN-ISO 4957 – HS2-9-1-8 1.2510 100MnCrW4
1.8 EN-ISO 4957 – X40CrMoV5-1 1.3343, 1.2344 S6-5-2, GX40CrMoV5-1
2.1 EN 10 088-3 – X14CrMoS17 1.4305, 1.4104 X10CrNiS189, X12CrMoS17
1.4301, 1.4541
2.2. EN 10 088-2,0 -3 – 1.4301+AT X5CrNi189 X10CrNiMoTi1810
1.4571
1.4460, 1.4512
2.3 EN 10 088-3 – 1.4460 XBCrNiMo275, X4CrNiMoN6257
1.4582
3.1 EN 1561 – EN-JL1030 0.6010, 0.6040 GG10, GG40
3.2 EN 1561 – EN-JL1050 0.6025, 0.6040 GG25, GG40
0.7040, 0.7070 GGG40, GGG70
3.3 EN 1561 – EN-JL2040
0.8145, 0.8045 GTS45-06, GTW45-07
0.7040, 0.7070 GGG40, GGG70
3.4 EN 1561 – EN-JL2050
0.8145, 0.8045 GTS45-06, GTW45-07
4.1 3.7024LN Ti99,8
4.2 3.7164LN, 3.7119LN TiAl6V4, TiAl55n2
3.7164LN TiAl6V4, TiAl6V5Sn2
4.3
3.7174LN, 3.7184LN TiAl4MoSn2
5.1 2.4060, 2.4066 Nickel 200, 270, Ni99,6
2.4630LN, 2.4602 Nimonic 75, Monel 400
5.2
2.4650LN Hastelloy C, Inconel 600
2.4668LN, 2.4631LN Inconel 718
5.3
2.6554LN Nimonic 80A, Waspaloy
6.1 EN 1652 – CW004A 2.0060, 2.0070 E-Cu57, SE-Cu
2.0380, 2.0360 CuZn39Pb2, CuZn40
6.2 EN 1652 – CW612N
2.1030, 2.1080 CuSn8, CuSn6Zn
6.3 EN 1652 – CW508L 2.0321, 2.0260 CuZn37, CuZn28
6.4 Ampco 18, Ampco 25
7.1 EN 485-2 – EN AW-1070A 3.0255 Al99,5
7.2 EN 755-2 – EN AW-5005 3.1355, 3.3525 AlCuMg2, AlMg2Mn0,8
7.3 EN 1706 – EN AC-42000 3.2162.05, 3.2341.01 GD-AlSi8Cu, G-AlSi5Mg
7.4 SS-EN 1706 – EN AC-47000 3.2581.01 G-AlSi18, G-AlSi12
8.1
8.2
8.3
9,1
10.1
17
16. Información General
MECANIZADO DEL ACERO
ELEMENTOS ALEADOS
Los aceros pueden dividirse en aceros al carbono y en aceros aleados.
Los aceros al carbono o los aceros no aleados son materiales donde el carbono es
su principal elemento aleado. Los aceros al carbono rara vez tienen un contenido de
carbono superior al 1,3%
Los aceros aleados son materiales con aleaciones formadas con diferentes elementos
aparte del carbono y el hierro. El contenido total de elementos aleados puede variar
por diferentes motivos tal como la fuerza, la resistencia al desgaste y la capacidad de
realización de tratamientos térmicos.
USO PRÁCTICO
El acero también puede clasificarse dependiendo de su aplicación. Esta clasificación se
suele realizar entre el acero de construcción y el acero para herramientas.
El acero de construcción es usado para soportar construcciones. Estos aceros se
suelen usar en las mismas condiciones con las que se entregan desde las plantas de
acero. La resistencia a la tracción por ejemplo es un importante factor para este grupo.
Los aceros de construcción raramente son sometidos a tratamientos térmicos.
El acero para las herramientas es usado para aplicaciones de herramientas de corte,
cuchillas y herramientas de deformación. Un factor importante de estos materiales
es la resistencia al desgaste, dureza y en ocasiones rendimiento. En muchos casos
las herramientas de acero son endurecidas en varios grados dependiendo de su
aplicación.
Cuando clasificamos los aceros de construcción y los aceros de herramientas, nos
encontramos que el límite entre los dos no esta bien definido.
IMPORTANTE CUANDO MECANIZAMOS MATERIALES DE ACERO
• El grupo de materiales de acero es muy extenso, esto hace importante, el conocer
las propiedades del material a mecanizar. Usando el “Product Dormer Selector” se
puede encontrar la clasificación AMG (Aplicación por Grupo de Material), esto nos
ayudará a encontrar la herramienta correcta para la aplicación.
• En general un material no aleado o con una baja aleación, es blando y pegajoso.
Para este se usan herramientas afiladas con geometrías positivas.
• Un acero altamente aleado puede ser abrasivo o duro. Para reducir el desgaste rápido
en la superficie de corte, se usan herramientas de acero rápido y de metal duro.
• Es preciso mencionar que las herramientas de acero pueden ser endurecidas
varios grados. Por esto es importante ser consciente de las calidades y durezas
para seleccionar la correcta configuración de la herramienta para su aplicación.
19
17. Información General
MECANIZADO DEL ACERO INOXIDABLE
El acero inoxidable es un acero aleado con un contenido de Cromo superior a 12%.
La resistencia a la corrosión, generalmente incrementada con el contenido en Cromo.
Otros elementos aleados como el Nickel y el Molibdeno, cambian la estructura y las
propiedades mecánicas del acero.
El acero inoxidable se puede dividir en los siguientes grupos
Acero inoxidable ferrítico – Tiene una buena resistencia. Buena maquinabilidad.
Acero inoxidable martensítico – Tiene una maquinabilidad relativamente buena.
Acero inoxidable austenítico – Se caracteriza por su alto coeficiente de alargamiento.
Maquinabilidad media- baja.
Acero inoxidable austenítico - ferrítico – Llamado acero inoxidable dúplex. Estos
aceros tienen una baja maquinabilidad.
PORQUE EL ACERO INOXIDABLE ES DIFICIL DE MECANIZAR?
• Los aceros inoxidables se endurecen durante la deformación, en el proceso
de corte. El endurecimiento del acero inoxidable, decrece rápidamente con el
incremento de la distancia mecanizada respecto a la superficie. Los valores de
dureza del mecanizado de la superficie puede incrementarse un 100% del valor de
la dureza inicial si usamos una herramienta incorrecta.
• Los aceros inoxidables no son buenos conductores de calor. Esto lleva a la formación
de una alta temperatura en el filo de corte de la herramienta comparando con el
comportamiento de los aceros. Por ejemplo el 1.3 AMG con un nivel de dureza similar.
• Una alta resistencia conduce a un par alto, el cual resulta bueno en trabajos de
cargas altas para los machos y brocas. Cuando combinamos los efectos del
endurecimiento del acero inoxidable y la baja conductividad de calor, tenemos que
la herramienta de corte trabaja en un medio relativamente hostil.
• Estos materiales tienen tendencia a manchar la superficie de la herramienta que
esta en contacto en el mecanizado.
• La viruta rompe y hay problemas con su manejo, debido a la alta resistencia del
acero inoxidable.
IMPORTANTE CUANDO MECANIZAMOS ACERO INOXIDABLE
• Para operaciones de taladrado, se usan brocas ADX o CDX con refrigeración
interna. Esto contrarrestará el endurecimiento del acero inoxidable. Con
refrigeración interior, el endurecimiento del trabajo se conserva como mínimo un
10%.
• Las altas velocidades de avance transfieren más calor alejándolo de las áreas de
mecanizado. Esto es muy importante para considerar una operación de mecanizado
sin problemas.
• Cuando se escoge la velocidad de corte correcta, siempre se empieza con un valor
bajo de la recomendación de Dormer. Esto es debido a diferentes factores del
material que requiere diferentes velocidades de corte. También se mantiene para
los agujeros profundos, la velocidad de corte debe ser reducida un 10 – 20%, para
escoger la aplicación.
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18. Información General
• Cuando roscamos en DUPLEX o en acero inoxidable altamente aleado, mantener
la velocidad de corte más baja que la recomendada por Dormer.
• Usar preferentemente aceite de corte. Si la única opción es la emulsión, se
recomienda como mínimo una concentración de un 8% .
• Primero se debe escoger el recubrimiento de la herramienta, ya que ha de oponer
una gran resistencia a la acumulación de viruta en el filo de corte.
• Evitar usar herramientas con filos de corte gastados, ya que esto incrementaría la
dureza del trabajo.
MECANIZADO DE HIERROS FUNDIDOS
Los hierros fundidos se estructuran en tres elementos:
Ferrítico – Fácil mecanizado, fuerza baja y una dureza por debajo de 150 HBN. Con
una baja velocidad de corte el hierro fundido puede tener un comportamiento
“adhesivo” y por lo tanto puede causar la acumulación de viruta en el filo.
Ferrítico/perlítico – Fuerza y dureza baja que puede variar, alrededor de 150 HBN y
para una fuerza y dureza alta tiene un valor de 290 HBN.
Perlítico – Su fuerza y dureza dependen de la aspereza de sus laminas. Con laminas
finas el hierro fundido es muy duro y tiene una alta fuerza, causando esto
manchas y acumulación de viruta en el filo de la herramienta.
ELEMENTOS ALEADOS
El hierro fundido es una aleación hierro – carbón, con un contenido máximo de carbón
entre el 2 y el 4% y con otros elementos como el silicio (Si), magnesio (Mn), fósforo (P)
y sulfuro (S). Dependiendo principalmente de la forma del carbón, el hierro fundido
se puede dividir en cuatro tipos principales: fundiciones grises, fundiciones nodulares,
fundiciones maleables y fundiciones aleadas.
Por ejemplo; en el níquel, cobre, molibdeno y cromo, el calor y la resistencia a la
corrosión, puede afectar a la rigidez y la fuerza del hierro fundido. Los elementos
aleados, se pueden dividir en dos grupos; formación de carburos y grafito – elementos.
Las aleaciones causan un enorme efecto en el mecanizado de hierros fundidos.
USO PRÁCTICO
Los hierros fundidos se usan en una gran variedad de aplicaciones como en motores,
bombas y válvulas. La razón para utilizar hierro fundido, es una combinación entre una
forma compleja y la necesidad de fuerza.
IMPORTANTE CUANDO SE MECANIZA HIERRO FUNDIDO
• El hierro fundido es fácil de mecanizar debido a sus propiedades de viruta corta. La
razón es que el grafito rompe la viruta fácilmente y puede mejorar la lubricación
• Las herramientas con ángulos de inclinación bajos, generalmente se usan en el
mecanizado del hierro fundido.
• La mayoría de los materiales son abrasivos, por eso el recubrimiento mejora la vida
de la herramienta
• El mecanizado en seco puede realizarse en la mayoría de las aplicaciones.
• La mayoría de las dificultades son debidas a la forma de la fundición irregular, la
presencia de superficies duras y inclusiones de granos.
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19. Información General
MECANIZADO DE ALEACIONES DE ALUMINIO
Las aleaciones de aluminio ofrecen muchas ventajas cuando se mecaniza con: velocidades de
corte altas, fuerzas de corte bajas, desgaste de la herramienta mínimo y una temperatura de
mecanizado relativamente baja. Cuando mecanizamos aleaciones de aluminio, siempre es mejor
utilizar herramientas con geometrías especialmente diseñadas para este material, aunque el uso
general de una herramienta cualquiera la recomiende para este material. Ya que con este material
es difícil obtener un buen acabado superficial y evitar la acumulación de viruta en los filos de la
herramienta.
ELEMENTOS ALEADOS
La mayoría de aluminios están formados por aleaciones, se pueden usar diferentes tipos de
aleaciones de aluminio que están producidos para contener un ancho rango de características,
por ejemplo; resistencia a la tracción, dureza y maleabilidad plástica. Las aleaciones más comunes
son; silicio (Si), magnesio (Mg), manganeso (Mn), cobre (Cu) y zinc (Zn). Aleaciones con un
contenido máximo de un 1% de hierro y silicio del total de materiales puros o de aluminio no
aleado. Las aleaciones de aluminio se dividen en forjadas y en fundidas. Estas están divididas en
diferentes grupos según; tratamientos térmicos, no tratamientos térmicos y la dureza de trabajo.
A las aleaciones de fundiciones se les pueden realizar o no tratamientos térmicos, así como
también se pueden someter a procesos de moldeado. La aleación de fundición más común es
silicio-aluminio con un 7 – 12% de silicio. El tipo de aleación cambia dependiendo del producto
requerido y del método propuesto de fundición.
A las aleaciones de aluminio producidas en procesos de extrusión se les pueden realizar o no
tratamientos térmicos. El trabajo duro con los tratamientos de diferentes soluciones y precipitados
son métodos usados para aumentar las propiedades de dureza y fuerza del material.
USO PRÁCTICO
El aluminio es el segundo metal más usado. La razón de esto es la atractiva combinación de
características con una baja densidad, una alta conductividad, alta dureza y un fácil reciclaje.
El aluminio se usa para muchas aplicaciones:
• Equipamiento para el transporte de vehículos, camiones, autobuses y trenes, donde el
aluminio da la oportunidad para reducir el peso. Un ejemplo son los motores, pistones y
radiadores.
• Industria mecánica: en un ancho rango de construcciones y a menudo en construcciones
especiales de perfiles de aluminio.
• Las aleaciones de aluminio pesadas, también son usadas en la electromecánica
industrial, en la construcción industrial y en el empaquetamiento industrial.
IMPORTANTE EN EL MECANIZADO DE ALEACIONES DE ALUMINIO
• El buen afilado del corte y las geometrías positivas son importantes para el mecanizado de
aleaciones de aluminio con un bajo contenido de Si.
• Una correcta velocidad de corte y el avance es importante para conseguir deshacerse de la
acumulación de viruta en el filo de la herramienta y mejorar la rotura de la viruta
• Para las aleaciones de aluminio más abrasivas con un alto contenido de Si, por encima del
6%, es recomendado herramientas recubiertas
• El uso de la lubricación es también muy importante cuando mecanizamos aleaciones de
aluminio.
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20. Información General
LUBRICANTES
Lubricantes que se usan en las herramientas de corte para reducir la fricción o el
calor.
Tipo de Descripción Ventajas Desventajas
lubricante
Emulsión La emulsión o el aceite de corte Reducción Coste.
soluble, dan unas propiedades de del calor Medio ambiente.
lubricación combinadas con una Buena
buena propiedad de refrigeración. evacuación
El aceite concentrado en emulsión de la viruta.
contiene unos aditivos que hacen
que el lubricante tenga unas buenas
propiedades, conservantes y aditivos
EP mejoran la fuerza de la emulsión.
Lubricación La lubricación mínima consiste Bajo coste. Mala extracción
mínima en una pequeña cantidad de Buena de la viruta.
aceite distribuida con aire lubricación.
comprimido para lubricar el
proceso de corte.
Aceite Los aceites de corte tienen unas Buena Alto coste.
buenas propiedades de lubricación lubricación. Medio ambiente.
pero no es tan buen refrigerante
como otros fluidos de corte.
Seco / Aire Aplicación de aire comprimido Proceso Trabajos con un
comprimido directamente en el proceso de limpio. límite de número
corte. Quita la de aplicaciones.
viruta.
Bajo coste.
Emulsión Lubricación mínima
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22. Información General
GEOMETRÍA GENERAL
A. Ángulo con inclinación positiva
B. Ángulo con inclinación negativa
Inclinación del Beneficios / Gama de Desventajas
Ángulo aplicaciones
Baja o negativa Geometría fuerte, filo fuerte. No trabaja materiales
(-5° – 5°) Buen trabajo con hierros blandos o tensionados.
fundidos y aceros duros. Altas fuerzas de corte.
Media Buen corte.
(8° – 14°) Buen trabajo en la mayoría
de materiales, por ejemplo en
acero y acero inoxidable.
Alta Baja fuerza de corte. Muy La forma de la viruta a menudo
(20° – 30°) buenos trabajos en aluminio y depende del afilado del filo de
otros materiales blandos. corte de la herramienta.
TIPOS DE VIRUTA
La formación de la viruta es causada por la deformación plástica. Este proceso, es
debido a la fricción generada durante el mecanizado, que genera calor. El calor tiene el
efecto positivo de incrementar la plasticidad del material de la pieza de trabajo, pero el
efecto negativo es que incrementa el desgaste de la herramienta. Cuando el material
de la pieza de trabajo alcanza este estado, se producen puntos de rotura, y luego se
genera la viruta. La forma y el desarrollo de la viruta depende de distintos factores, estos
factores son:
• Compatibilidad química y física entre la herramienta y el material de la pieza de trabajo.
• Operación de corte
• Condiciones de corte (Velocidad, avance, cantidad de material a extraer)
• Geometría de la herramienta
• Coeficiente de fricción ( con o sin recubrimiento)
• Lubricación
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23. Información General
Dependiendo de las diferentes combinaciones de los factores mencionados, la viruta
puede generarse de diferentes formas (mirar la figura de abajo).
1 Viruta en forma de cinta
2-3 Viruta enredada
4-6 Viruta en forma de arandela
7 Viruta en forma de arco
8-9 Elementos de Virutas
TIPOS DE DESGASTES
El desgaste es generado por la abrasión mecánica, la adhesión, la difusión química
y la oxidación. Los factores más importantes que influyen en los diferentes tipos de
desgaste son; las propiedades mecánicas y químicas de los materiales en contacto
y las diferentes condiciones de trabajo, pero principalmente la velocidad de corte y la
temperatura. Con velocidades bajas, la abrasión y la adhesión son más importantes
para el desgaste, mientras que con velocidades altas se produce difusión y deformación
plástica. Con esto no es fácil realizar un modelo para prever el desgaste producido en
el corte de la herramienta.
Los tipos de desgastes pueden ser clasificados en 9 tipos diferentes (mirar la siguiente tabla)
TIPO ORIGEN CONSECUENCIA REMEDIO
Desgaste del flanco Velocidad de corte Superficie Reducir la velocidad
demasiado alta. altamente rugosa, de corte.
tolerancia desigual, Usar una
alta fricción. herramienta
recubierta. Usar
herramientas
de materiales
resistentes al
desgaste.
Desgaste en el cráter Generado por difusión Filo de corte débil, Cambiar la
química debido a la superficie altamente herramienta por una
alta temperatura en el rugosa. con una geometría
filo de corte. más adecuada.
Reducir la velocidad
de corte y luego el
avance.
Usar una
herramienta
recubierta.
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24. Información General
TIPO ORIGEN CONSECUENCIA REMEDIO
Deformación plástica Alta temperatura y alta Mal control de la Usar una
presión. viruta, superficie herramienta con
altamente rugosa, una sección cruzada
alto desgaste del grande.
flanco. Reducir la velocidad
de corte y el
avance.
Desgaste excesivo Oxidación, fricción. Superficie Reducir la velocidad
altamente rugosa, de corte.
roturas en el filo de Usar una
corte. herramienta
recubierta.
Micro-fisuras térmicas Debido a la variación Grietas en el filo Aumentar la
térmica, causada por de corte, superficie refrigeración.
la interrupción del altamente rugosa. Usar una herramienta
corte o por la baja de corte con una
refrigeración. alta resistencia a la
tracción
Grietas Debido a la fatiga Rotura de la Reducir el avance,
mecánica. herramienta. Aumentar la
estabilidad de la
herramienta.
Muesca Es debido a la débil Alta rugosidad, Cambiar la herramienta por
geometría de la desgaste en el una con una más fuerte
herramienta o a la flanco. y con una geometría más
acumulación de viruta adecuada.Incrementar la
en el filo. velocidad de corte para
reducir la acumulación de
viruta en el filo de corte.
Reducir el avance, al inicio
de la operación. Aumentar la
estabilidad de la máquina.
Rotura de la herramienta Carga demasiado alta Rotura de la Reducir el avance y/o
herramienta o de la la velocidad. Cambiar
pieza de trabajo. la herramienta por una
con una más fuerte.
Aumentar la estabilidad
de la máquina.
Acumulación de viruta en el filo de corte Geometría de la herramienta El material de la pieza Incrementar la velo-
negativa. Baja velocidad de de trabajo no se cidad de corte. Cambiar
corte. Material de la pieza de desliza y se producen la herramienta por una
trabajo con tendencia a realizar microsoldaduras. con una geometría
microsoldaduras de la viruta (como Superficie altamente más adecuada.
el acero inoxidable o el aluminio) rugosa. Aumentar la lubricación.
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