Materiales para las herramientas de corte

1. Aceros al carbono y de media aleación

1.1. Este tipo de acero es el primero que se utilizó como material de herramienta, en la segunda mitad del siglo XVIII. Pero sus aplicaciones eran muy limitadas, con una escasa dureza, la cual empeora aún más al aumentar la temperatura. Por el contrario, tenía las ventajas de un coste bajo y facilidad de afilado. Las escasas cualidades de corte de estos aceros condujeron a que se desarrollaran aceros de baja y media aleación para las herramientas, los cuales mejoraban un poco la resistencia al desgaste y por tanto alargaban la vida útil. Aun así sus cualidades seguían siendo insuficientes

2. Metal duro

2.1. Debido a la elevada dureza y escasa ductilidad, la forma de fabricación es mediante metalurgia de polvos. Para ello se añade como aglomerante cobalto, con una proporción en masa de entre el 6 y 10%. Este material constituye la matriz que rodea las partículas de carburo, y afecta a las propiedades de la herramienta.

3. Cermets

3.1. Son una particularización de los materiales cerámicos y están constituidos por partículas de óxido de aluminio sobre una matriz metálica que normalmente es de carburo de titanio aunque también puede ser carburo de molibdeno, de niobio y de tantalio. Son estables químicamente, no suelen presentar filos recrecidos pero tienen un elevado coste que ha impedido una difusión de su uso.

4. Cerámicos con base de nitruro de silicio (SiN)

4.1. consisten en nitruro de silicio principalmente al que se le añade oxido de aluminio, de itrio y carburo de titanio. Este material tiene muy buenas características como son: tenacidad, dureza en caliente y resistencia al impacto térmico. Por todo ello se recomienda para mecanizar hierros fundidos y superaleaciones con base de níquel. Por el contrario, las herramientas con base de SiN tienen afinidad con el hierro a altas temperaturas.

5. Estas aleaciones se comenzaron a utilizar en torno a 1915 con el objetivo de poder aumentar las velocidades de corte. Su composición en peso está en torno a los siguientes márgenes, según la fuente que consultemos, [4] y [7], estos pueden oscilar levemente. Cobalto: 38 – 53% Cromo: 30 – 33% Tungsteno: 10 – 20% Determinación de duración de herramientas de torno bajo diferentes condiciones de corte Antonio Guarnido Barrera Capítulo 2 - 3 La aleación resultante es muy dura, alrededor de 60 HRC, por lo que tiene una mejor resistencia al desgaste que las herramientas de acero rápido, lo cual fue la razón de ser de su uso.

6. Aceros rápidos

6.1. También conocidos como aceros de alta velocidad o HSS (High Speed Steels). Son aceros al carbono fuertemente aleados. Su introducción supuso un importante avance al permitir aumentar la velocidad de corte considerablemente ya que este tipo de acero mantiene su dureza a alta temperatura. Este material es muy tenaz lo que hace que se use para herramientas que van a estar sometidas a vibraciones elevadas o cortes interrumpidos. Se divide en tipos. Tipo tungsteno: (grado-T) Los aleantes son: tungsteno (W), principalmente, además de cromo (Cr), vanadio (V), en menores proporciones, y los componentes básicos del acero. La proporción de tungsteno se encuentra entre 11,75 y 19% Tipo molibdeno: (grado-M) Incorpora a la aleación de acero rápido grado-T, molibdeno (Mo). La proporción en peso está entre el 3,25 y el 10 %.

7. Aleaciones de fundición de cobalto

7.1. Más conocido como borazón, es tras el diamante el material más duro que se conoce. Fue presentado en 1962 y se produce uniendo una capa de nitruro de boro cúbico policristalino a un sustrato de carburo mediante sinterización a alta presión y alta temperatura. El sustrato aporta tenacidad mientras que el borazón aporta una elevada resistencia al desgaste del filo de corte. Estas herramientas también se pueden encontrar en piezas pequeñas sin sustrato. Este es sensible a choque térmico por lo que en cortes interrumpidos se desaconseja emplear fluidos de corte. También es empleado como abrasivo

8. Nitruro de boro cúbico (cBN)