Correo Electrónico_mav Uii Competencias

7/23/2019 Correo Electrnico_mav Uii Competencias

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Unidad II

ANLISIS Y DISEO DE PIEZA

En la industria es muy comn tener la necesidad de maquinar piezas a partir de

condiciones que pueden ir desde contar con una simple barra en bruto, hasta tener que

realizar procesos de maquinado partiendo de una preforma, generalmente obtenida de un

proceso previo de moldeo o inyeccin. De ser as la pieza deber! tener sobre espesores

en los puntos a maquinar.

"upondremos la fabricacin de un cilindro. "e considera que la fabricacin se realiza en

un taller de mecanizacin y monta#e de una $%&E con una gran variedad de produccin,

traba#ando con lotes medianos de forma que no se #ustifica la inversin en m!quinas

especiales. 'unque se podra plantear la fabricacin fle(ible mediante una c)lula de

mecanizado, consideraremos que se dispone nicamente de m!quinas*herramienta

convencionales y centros de mecanizado ++ -con control num)rico, por lo que la carga

de piezas y fi#acin de utilla#es ser! manual

$ara la correcta realizacin del traba#o, se deber! estudiar detenidamente el plano de lapieza, para as comprender me#or las diferentes posibilidades que e(isten para su

mecanizado. $osteriormente, se deber! realizar un an!lisis de las superficies y

volmenes a mecanizar, y la eleccin de las su#eciones, herramientas y maquinaria

necesarias.

/inalmente, se deber! obtener el programa de +, antes de ver la simulacin.

2.1 ANLISIS DE LAS SUPERFICIES A MAQUINAREl an!lisis de las superficies a maquinar parte del $lano en el cual se especifican las

partes que ser!n mecanizadas. $ara la pieza e#emplo, deberemos mecanizar cinco

superficies en total.

0a superficie nmero 1 sufrir! varias operaciones, correspondientes a la realizacin de los


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"egmentos y de los agu#eros de a#uste con el perno, por lo que podemos realizar dentro

de ella dos subdivisiones, que corresponden a las superficies 2 y 3.

' su vez, dentro de la superficie 3, deberemos mecanizar la superficie 4. Es importanterecalcar, que el interior del pistn no ser! necesario mecanizarlo, ya que la preforma

proveniente de fundicin, ya tiene la forma adecuada y no requiere me#or acabado

superficial.

2.1.1 ANLISIS DE MATERIAL

El conocer el material de la pieza a producir es definitivo para establecer el proceso de

fabricacin, en este caso supondremos que se maquinar! un cilindro de aluminio

preformado por moldeo con sobre espesores. $or lo que puede ser maquinado sin

problemas como se indica.


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"uperficie 1

&ediante torno ++ se realizar!n las siguientes operaciones8

1. Desbaste sobre un espesor de 1.4 mm., por lo tanto se de#an 9.4 mm. de

6. 'cabado en el espesor de 9.4 mm.

Superficie 2

De la misma forma que en la superficie 1 por medio de un torno ++ se realizar!n

las siguientes operaciones8

1. Desbaste sobre un espesor de 1.4 mm.

6. 'cabado en el espesor de 9.4 mm.

Superficie

Esta superficie comprende las 2 ranuras8 por lo tanto habr! que realizar un

ranurado sobre cada una de estas.

Esta operacin se llevar! se llevar! a cabo en un torno ++.

Superficie ! " #

0a superficie 3 hace referencia al ca#eado cilndrico interior y la superficie 4 hace

referencia al agu#ero en el que debe ubicarse el perno.


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' continuacin se plantea la discusin sobre las posibles soluciones a la hora demecanizar estas dos superficies8

ANLISIS DE TIPO DE MQUINA$%ERRAMIENTA

&ecanizado de las superficies 3 y 4 en un torno ++ con herramienta motorizada.

En principio esta solucin sera la m!s indicada puesto que se podra realizar el

mecanizado de todas las superficies en la misma m!quina, torno de ++, con el

consiguiente ahorro de tiempo y mayor garanta de cotas especialmente si el lote

de piezas a fabricar fuera alto.

En la pr!ctica, para esta pieza no es posible encontrar herramientas motorizadas

que abarquen la distancia que mide el largo del agu#ero del perno, con lo que la

posibilidad de realizar las superficies 3 y 4 en un torno de ++ con herramientas

motorizadas queda descartada.

&ecanizado de las superficies 3 y 4 en una fresadora ++.

0as m!quinas est!ndar m!s apropiadas para la realizacin de las superficies 3 y 4

son fresadoras + o centros de mecanizado.

Esta solucin conlleva el inconveniente de tener que cambiar de m!quina para

mecanizar todas las superficies del pistn, con la consiguiente p)rdida de tiempo,

que se puede hacer m!s importante si se trata de fabricar un gran nmero de

piezas.


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Esta opcin tambi)n incrementa el inventario en curso y hace necesario un mayor

control de la produccin.

$ara lotes grandes se podra pensar en una c)lula fle(ible adecuada para esta

familia de piezas, que integrase un torno y un centro de mecanizado, con un robot

para la alimentacin de ambos.

2.1.2 ANLISIS DE TOLERANCIAS &EOM'TRICAS

Un an!lisis de tolerancia es aquel estudio que determina la m!(ima variacin

probable o la m!(ima variacin posible para una dimensin seleccionada. 'l igualque en el an!lisis de la tolerancia del :peor de los casos:, se le a;aden todas las

tolerancias y otras variablese(istentes en el an!lisis para obtener la variacin

total.

Este m)todo, de una manera m!s realista asume que es altamente improbable

que todas las dimensiones del an!lisis de acumulacin de tolerancias est)n en su

lmite inferior del :peor caso: o un lmite superior al mismo tiempo.

0a direccinde la desviacin as como la cantidad de desviacin deben de e(istir

slo para lograr una condicin del peor de los casos .Es muy probable que la

variacin real ser! diferente de lo que se predi#o por el modelodel peor caso. En

muchos casos, la suma de las dimensiones y tolerancias probablemente se

apro(ima a una distribucinnormal.

En t)rminos generales, en el an!lisis de la tolerancia estadsticase obtiene un

valormenor para la variacin total de un an!lisis de tolerancia peor de los casos

realizado en el mismo :stac


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Una pregunta que surge es =+u!ndo es apropiado utilizar un an!lisis de tolerancia

de peor de los caos> 0a respuesta a esta pregunta depende de una serie de

factores , incluyendo el nmero de tolerancias en la acumulacin de tolerancia, la

cantidad de piezas a fabricar , controles de proceso, controles de fabricacin , la

sensibilidad del dise;o , de las practicas pasadas de la compa;a o sus

e(periencias , y la voluntad de asumir un riesgo, por nombrar algunos.

?odos los factores, especialmente los factores relacionados con los controles de

fabricacin y de procesos, deben ser considerados contra el riesgo de un

resultado demasiado conservador o demasiado liberal.

Un an!lisis de tolerancia estadstico se basa en varias condiciones que son8 0os procesos de fabricacin de las piezas deben ser procesos controlados.

0os procesos deben estar centralizadas y con salidas normales o

distribuciones gaussianas.

0as piezas deben ser seleccionados al azar para el monta#e.

?)cnicamente, para ciertos modelosde an!lisis de tolerancia estadstico,

cada variable que contribuye a la acumulacin de tolerancia debe ser

independiente de las otras variables que afectan la acumulacin de tolerancia. 0a empresadebe estar dispuesta a tolerar la posibilidad de que algunas

partes o ensambles ser!n rechazadas por superar el resultado calculado.

Una solucin a la diferencia entre el dise;o nominal y el dise;o de fabricacin

nominal y el hecho de que algunos procesos no est!n tan controlados como debe

ser, es multiplicar el resultado estadstico por un coeficiente mayor que 1.

+on el an!lisis del peor de los casos, los resultados que se obtienen estrictamente

proporcionan informacin num)rica, los valores vectoriales que representan lavariacin y lmitesque resulta de la adicin de la variacin y restarlo del valor

nominal.
http://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos13/ripa/ripa.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/empre/empre.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/lide/lide.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos13/ripa/ripa.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/empre/empre.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/lide/lide.shtml


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En este sentido, el an!lisis de la tolerancia estadstica es casi e(actamente el

mismo an!lisis que el de la tolerancia como peor de los casos, e(cepto que la

variacin no es la variacin m!(ima posible, sino que es la variacin m!(ima

probable que pueda permitir para ser encontrado.

"e dice que +uanto m!s conoces los procesos, m!s preciso ser! el resultado de

acumulacin de tolerancia estadstica. Es muy importante aprender sobre los

procesos de fabricacin y, cuando sea posible obtener datosfiables de procesos

estadsticamente controlados.

2.2 SELECCI(N DE %ERRAMIENTAS Y PARMETROS DE CORTE

@peracin de torneado

M)*+i,u-e -e /ec)+i0)-81

'vance f$rofundidad )p

1 Secci+ -e cr,e8

Espesor de viruta 31'ncho de corte 4
http://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtml


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2.2.1 TIPOS DE %ERRAMIENTAS' continuacin se muestran algunos tipos de herramientas para tornado, as como

los tipos de insertos m!s comunes


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propiedades especficas. En general, el material de herramienta idneo para unaaplicacin debe ser8A Duro, resistente al desgaste en incidencia y a la deformacinA ?enaz, resistente a rotura del ncleoA o reactivo en contacto con el material de la pieza

A Bumicamente estable, resistente a o(idacin y difusinA Cesistente a cambios repentinos de temperatura

ACEROS DE %ERRAMIENTAS

C5)ific)ci+ -e 5 )cer -e 3err)/ie+,)6

En la pr!ctica, la aplicacin de este t)rmino queda limitada a los aceros especiales

de gran calidad utilizados en la fabricacin de tiles o herramientas destinados a

traba#ar los materiales por corte o por presin.

7ay diversos procedimientos que pueden servir para agrupar los aceros de

herramientas. Uno de ellos los clasifica en funcin del medio de temple utilizado8

as se tiene aceros de temple en agua, aceros de temple en aceite y aceros de

temple al aire. El contenido en elementos de aleacin tambi)n puede servir para

agrupar los aceros, y en funcin de )l se dividen en aceros de herramientas al

carbono, aceros de ba#a aleacin y aceros de aleacin media. /inalmente, en

funcin de la aplicacin que van a tener, se clasifican en aceros r!pidos y aceros

para traba#os en fro.

E5ecci+ -e 5 )cer -e 3err)/ie+,)6En la mayora de los casos nos encontramos con que son varios los tipos e incluso

las familias de aceros que nos resolveran satisfactoriamente un determinado

problema de herramientas, lo que hace que la seleccin se base en otros factores,

tales como productividad prevista, facilidad de fabricacin y costo. En ltima

instancia es el costo de las herramientas por unidad de producto fabricado el que

determina la seleccin de un determinado acero.

0os aceros de herramientas, adem!s de utilizarse para la fabricacin de

elementos de m!quinas, se emplean para la fabricacin de tiles destinados a

modificar la forma, tama;o y dimensiones de los materiales por arranque de viruta,

cortadura, conformado, embuticin, e(trusin, laminacin y choque.


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De todo lo dicho se deduce que, en la mayora de los casos, la dureza, tenacidad,

resistencia al desgaste y dureza en caliente constituyen los factores m!s

importantes a considerar en la eleccin de los aceros de herramientas.

Te+)ci-)-6

En el caso de los aceros de herramientas, el t)rmino tenacidad se refiere m!s a la

capacidad de sufrir golpes sin rotura que a la facultad de absorber energa durante

la deformacin. 0a mayor parte de las herramientas tienen que ser piezas rgidas,

y por lo general cualquier deformacin que presenten, por peque;a que sea, las

hace inservibles. 0os aceros de herramientas con contenidos en carbono medios y

ba#os, son los que presentan me#or tenacidad y constituyen el material utilizado en

la fabricacin de herramientas resistentes al choque.

Dure0) e+ c)5ie+,e6Esta propiedad e(presa la resistencia que presenta el acero al ablandamiento a

temperaturas elevadas, y viene refle#ada, en cierto modo, por la resistencia que

ofrece el material al revenido, la cual constituye un factor importante a considerar

en la eleccin de los aceros de herramientas que traba#en a m!s de 499 + es

fundamental que posean aleacin, formadores de carburos duros y estables,

me#ora generalmente la resistencia la ablandamiento a temperaturas elevadas,

destacando en este sentido los aceros que contienen grandes cantidades de

tungsteno, cromo y molibdeno.

M)7ui+)4i5i-)-6

Esta propiedad indica la mayor o menor facilidad que presenta el material a su

mecanizacin y a la obtencin de un acabado perfecto. 0os factores que influyen

en la maquinabilidad de los aceros de herramientas son la dureza en estado de

recocido, la microestructura del acero y la cantidad de carburos presentes.

En comparacin con los aceros aleados normales, los aceros de herramientas son

mucho m!s difciles de mecanizar. 0a maquinabilidad y facilidad de traba#o de los

aceros de herramientas disminuye al aumentar el contenido de carbn y

elementos de aleados. +onforme aumenta el contenido en carbono y elementos

de aleacin en los aceros, carbono en combinacin con elementos que tienen gran

tendencia a formar carburos, como el vanadio, el tungsteno, el cromo y el


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molibdeno, reduce la maquinabilidad al formarse gran nmero de partculas duras

de carburo, que no se disuelven en el recocido.

Acer p)r) u epeci)5e6

0os aceros al tungsteno presentan una resistencia al desgaste muy bueno,

utiliz!ndose para la construccin de herramientas de bru;ir, hileras de trefilar,

matrices de estampar, etc.

0os aceros de ba#a aleacin, especialmente los que contienen nquel, destacan

por su tenacidad. "e utilizan para la fabricacin de herramientas y piezas

sometidas a golpes fuertes, como ocurre con las cuchillas de las cizallas, rodillos

de laminar roscas, etc.

0os aceros para moldes se utilizan para la fabricacin de troqueles para laindustria de pl!sticos, los cuales se conforman por punzonado o por un proceso

mi(to de punzonado y mecanizado.

Tr),)/ie+, ,8r/ic -e 5 )cer -e 3err)/ie+,)6

El calentamiento de estos aceros debe realizarse efectuando el calentamiento

lentamente. @ bien precalentando el material a una temperatura m!s ba#a antes

de introducirlo en un horno a elevadas temperaturas. ' veces se colocan las

piezas a tratar en un horno fro, calent!ndose simult!neamente el horno y las

piezas hasta alcanzar la temperatura requerida. En cualquier caso, es importante

que la pieza permanezca a la temperatura adecuada el tiempo necesario para que

se caliente uniformemente toda su masa.

Debe procurarse no calentar el acero de herramientas a temperaturas demasiado

altas ni mantenerlo a temperatura demasiado tiempo para evitar los

sobrecalentamientos.

El procedimiento y los medios de temple utilizados varan segn el tipo de acero a

tratar y la velocidad de enfriamiento requerida, los aceros al carbono y de ba#a

aleacin se templan en salmuera o agua, y los aceros de alta aleacin en aceite,

aire a sales fundidas.

Es conveniente efectuar el revenido de los aceros de herramientas

inmediatamente despu)s de templarlos y antes de que se hayan enfriado a la


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temperatura ambiente, para reducir al mnimo el peligro de formacin de grietas,

debidas a las tensiones originadas en el temple.

ACEROS RPIDOS

Entre los aceros de herramientas, este tipo es el m!s aleado, y los aceros que lo

forman contienen normalmente grandes cantidades de tungsteno -12 ' 1F, #unto

con cromo -2,4 ' 3,4F, vanadio -9,G ' 2,6F y a veces molibdeno y cobalto. El

contenido de carbono vara entre 9,H y 1F, aunque en algunos pueden llegar a

valer hasta un 1,4F.

0a principal aplicacin de estos aceros es la fabricacin de herramientas de corte,

aunque tambi)n se utilizan en la construccin de matrices de e(trusin,

herramientas para bru;ir y punzones de corte.

$resentan una dureza en caliente e(celente y una resistencia al choque bastantebuena. Entre sus cualidades tenemos buena indeformabilidad, buena resistencia

al desgaste, maquinabilidad regular, pudiendo templarse en aceite, al aire o en

sales fundidas.

0os aceros r!pidos se pueden clasificar en dos grupos8 aceros con molibdeno y

aceros con tungsteno.

ACEROS E9TRA$RPIDOS

0os aceros e(tra r!pidos o de alta velocidad %SS-7igh "peed "teel, son quienes

tienen la m!s amplia aplicacin en herramientas de corte. +on molibdeno y

olframio en su composicin, adem!s de cromo y vanadio, tienen buena

resistencia a la temperatura y al desgaste. Jeneralmente lo encontramos en

brocas -mechas, machos de roscar, co#inetes, fresas y ho#as de sierra.

"i el porcenta#e de tungsteno -olframio es superior al 1GF, es cuando reciben el

nombre de aceros 7"".

Estos aceros se caracterizan por una notable resistencia al desgaste del filo de

corte an con temperaturas superiores a los K99+, por lo que las herramientas

fabricadas con este material pueden emplearse cuando las velocidades de corte

requeridas son mayores a las empleadas para traba#ar con herramientas de acero

r!pido.


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El 7"" fue descubierto en1GGpor /rederic< Linslo ?aylorun ingeniero

estadounidense m!s conocido por haber puesto las bases de la @rganizacin

+ientfica del ?raba#o-?aylorismo. Descubri, tras muchos e(perimentos, que

a;adiendo olframio a un acero aleadoen una proporcin superior al 1GF,

aumentaba su punto de fusindesde 499+ hasta G99+.

"e bas en el acero C&" descubierto por Cobert &ushet 29 a;os atr!s y que

vena siendo empleado como me#or acero para herramientas de corte.

$ensado como acero de herramienta, pudo aumentar la velocidad de corte

habitual de 19 mMminhasta 39 mMmin.

0os 'cero C!pidos -7"" tienen altos niveles de dureza y muy buena resistencia

al desgaste a altas temperaturas de laminacin. Esta calidad se produce por el

m)todo de Doble Colada Centrifugada -++ Duple( y el material del ncleo eshierro de Grafito Esferoidal (SG) Perltico.
http://es.wikipedia.org/wiki/1898http://es.wikipedia.org/wiki/1898http://es.wikipedia.org/wiki/Frederick_Winslow_Taylorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Frederick_Winslow_Taylorhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Organizaci%C3%B3n_Cient%C3%ADfica_del_Trabajo&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Organizaci%C3%B3n_Cient%C3%ADfica_del_Trabajo&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Taylorismohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aleaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_fusi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C2%BAChttp://es.wikipedia.org/wiki/%C2%BAChttp://es.wikipedia.org/wiki/Herramientahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mhttp://es.wikipedia.org/wiki/Minhttp://es.wikipedia.org/wiki/Laminaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/1898http://es.wikipedia.org/wiki/Frederick_Winslow_Taylorhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Organizaci%C3%B3n_Cient%C3%ADfica_del_Trabajo&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Organizaci%C3%B3n_Cient%C3%ADfica_del_Trabajo&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Taylorismohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aleaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_fusi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C2%BAChttp://es.wikipedia.org/wiki/Herramientahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mhttp://es.wikipedia.org/wiki/Minhttp://es.wikipedia.org/wiki/Laminaci%C3%B3n


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ACEROS E9TRA$RPIDOS AL CO:ALTO

Narias herramientas de corte se fabrican con este tipo de acero 7"". Estas tienen

un agregado de cobalto mayor al 4F en su composicin.El cobalto es agregado para mantener la dureza del acero an sometido a altas

temperaturas para evitar el revenido y por consecuencia perder el afilado, razn

por el cual se utiliza en herramientas de corte a alta velocidad que generan calor

e(cesivo por friccin.

$ero en la industria metalmec!nica, es comn encontrar barras y cuchillas de este

material para el mecanizado en tornos, las cuales deben pasar por un proceso de

afilado.


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De esta manera, se afilan herramientas de acuerdo a los perfiles de corte

pensados por el Ing. /rederic< Linslo ?aylor, segn el proceso que se observa

en el dibu#o8

Herramienta de corte segn

diseo de Taylor
http://es.wikipedia.org/wiki/Frederick_Winslow_Taylorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Frederick_Winslow_Taylor


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CAR:UROS METLICOS ;CERMICOSD


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DEFINICI(N Y PROPIEDADES

0os recubrimientos por deposicin fsica en fase de vapor -$ND, del ingl)s

$hysical Napor Deposition se forman a temperaturas relativamente ba#as -399*

K99 +. El proceso implica la evaporacin de un metal que reacciona con, por

e#emplo, nitrgeno para formar un recubrimiento duro de nitruro en la superficie de

la herramienta.

0os recubrimientos $ND aportan resistencia al desgaste a la calidad gracias a su

dureza. "u tensin compresiva tambi)n a;ade tenacidad al filo y resistencia a

roturas de tipo peine.

' continuacin se describen los principales componentes del recubrimiento $ND.

0os modernos recubrimientos son combinaciones de estos componentes en capas

sucesivas yMo recubrimientos laminares. 0os ltimos presentan varias capas

delgadas, de espesor nanom)trico, que hacen que el recubrimiento sea an m!s

duro.

$ND*?i8 el nitruro de titanio fue el primer recubrimiento $ND. ?iene propiedades

de aplicacin general y color dorado.$ND*?i-+,8 el carbo nitruro de titanio es m!s duro que el ?i y aporta resistencia

al desgaste en incidencia.

$ND*-?i,'l8 el nitruro de titanio aluminio tiene elevada dureza y resistencia a la

o(idacin, por ello me#ora la resistencia al desgaste global.


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(ido $ND8 se utiliza por su estabilidad qumica y porque me#ora la resistencia a

formacin de cr!teres de desgaste.

Ap5ic)ci+e

0as calidades con recubrimiento $ND se recomiendan cuando se necesita un filo

tenaz y agudo al mismo tiempo, y tambi)n para mecanizar materiales pastosos.

Estas aplicaciones est!n muy e(tendidas e incluyen todas las brocas y fresas

enterizas, y la gran mayora de calidades para ranurar, roscar y fresar. 0as

calidades con recubrimiento $ND tambi)n se utilizan ampliamente para

aplicaciones de acabado y como calidad de la plaquita central en taladrado.

CERMET ;CT

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