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II Corte
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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
Materiales para las Herramientas de Corte
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)
Materiales para las Herramientas de Corte
Los metales tienen un brillo característico.
Son buenos conductores de calor.
(FUENTE: APARICIO, A. TECNOLOGIA DEL METAL.(1987)
Materiales para las Herramientas de Corte
Resisten muy bien a los esfuerzos exteriores.
Admiten deformaciones plásticas para cambiar su forma y dimensiones.
(FUENTE: APARICIO, A. TECNOLOGIA DEL METAL.(1987)
Materiales para las Herramientas de Corte
Son buenos conductores de electricidad.
Resistencia a los esfuerzos exteriores, plasticidad.
(FUENTE: APARICIO, A. TECNOLOGIA DEL METAL.(1987)
Materiales para las Herramientas de Corte
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.
(FUENTE: APARICIO, A. TECNOLOGIA DEL METAL.(1987)
Materiales para las Herramientas de Corte
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.
(FUENTE: APARICIO, A. TECNOLOGIA DEL METAL.(1987)
Materiales para las Herramientas de Corte
“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.
Materiales para las Herramientas de Corte
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)
Materiales para las Herramientas de Corte
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%.
( FUENTE; Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”,1995)
Materiales para las Herramientas de Corte
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%.
Materiales para las Herramientas de Corte
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.
( FUENTE; Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”,1995)
ACEROS DE HERRAMIENTAS
Materiales para las Herramientas de Corte
ESCARIADORES, AVELLANADORES
(FUENTE: http--maquinasrusas_tripod_com-images-6T82_jpg_archivos)
Materiales para las Herramientas de Corte
Aplicaciones de los Aceros al Carbono
( FUENTE; Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”,1995)
Materiales para las Herramientas de Corte
Brocas para corte de materiales metálicos y no metálicos.
Fresas
(FUENTE: http--maquinasrusas_tripod_com-images-6T82_jpg_archivos)
Materiales para las Herramientas de Corte
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.
( FUENTE; Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”,1995)
Materiales para las Herramientas de Corte
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.
( FUENTE; Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”,1995)
Materiales para las Herramientas de Corte
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.
( FUENTE; Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”,1995)
Materiales para las Herramientas de Corte
INSERTOS AJUSTABLES
(FUENTE: http--maquinasrusas_tripod_com-images-6T83_jpg_archivos)
Materiales para las Herramientas de Corte
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.
(FUENTE: http--maquinasrusas_tripod_com-images-6T89_jpg_archivos)
Materiales para las Herramientas de Corte
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.
( FUENTE; Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”,1995)
Materiales para las Herramientas de 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.
( FUENTE; Eugene A. Avallone. “Manual del ingeniero mecánica Marks”,1995)
Materiales para las Herramientas de Corte
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.
Tratamientos Térmicos
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.
Tratamientos Térmicos
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.
Tratamientos Térmicos
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.
Tratamientos Termo Químicos del Acero
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.
Tratamientos Termo Químicos del Acero
- Templado.
- Revenido.
- Recocido (completo).
- Recocido de proceso
- Normalizado.
- Esferoidizacion.
Tratamientos Térmicos
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]
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