CUTTING EDGE vol.1

Reblandecimiento térmico de aleaciones termorresistentes

Reblandecimiento térmico de aleaciones termorresistentes

Excelente rendimiento durante el mecanizado de aleaciones termorresistentes

En la actualidad, trabajamos en el desarrollo de fresas cerámicas capaces de cortar materiales a velocidades superelevadas,  que las fresas de metal duro existentes  son incapaces de igualar. Para poder alcanzar estas velocidades superelevadas durante el mecanizado de aleaciones termorresistentes, las fresas deben contar con una extraordinaria resistencia al calor generado durante el proceso. El uso de fresas de metal duro integral para el mecanizado de aleaciones termorresistentes exige la reducción del calor generado con vistas a preservar la vida útil de la herramienta. Esto significa que la velocidad de corte está limitada a unos 70 m/min. Sin embargo, las fresas cerámicas permiten alcanzar una velocidad de corte de 500 m/min o superior, lo que provoca un ablandamiento de los materiales debido al calor generado durante el mecanizado. Aunque pueda parecer contradictorio, las aleaciones termorresistentes se ablandan al alcanzar, aproximadamente, los 1000 °C porque la capacidad portante y la resistencia a la tracción disminuyen en este rango de temperatura. Así, mientras que las fresas de metal duro integral no pueden funcionar con unas temperaturas tan elevadas, las fresas cerámicas sí pueden hacerlo. Esta nueva fresa cerámica ofrece un rendimiento excepcional para el mecanizado de materiales, aun cuando se alcancen temperaturas extremadamente altas que generen virutas candentes (consulte la foto 1).

Foto 1: mecanizado con fresas cerámicas

Excelente eficacia y vida útil de la herramienta

El proceso que siguen las fresas cerámicas para el mecanizado de aleaciones termorresistentes es totalmente distinto del empleado por las fresas de metal duro integral. De hecho, mejor que «mecanizado», lo más apropiado sería describir este mecanismo como «escarpado». El filo de la herramienta se funde ligeramente, aunque no sufre daños significativos, puesto que la cerámica posee unas excelentes propiedades de resistencia al calor generado durante el mecanizado. Por lo tanto, la vida útil de las fresas cerámicas es significativamente superior en comparación con las fresas de metal duro integral. Además, mientras que las fresas de metal duro reforzado suelen romperse durante las primeras fases del mecanizado, las fresas cerámicas duran hasta siete veces más (consulte la imagen 1). Por otra parte, a diferencia de lo que sucede con las fresas cerámicas, las fresas de metal duro integral no se han diseñado para unas prestaciones de corte a altas velocidades tan exigentes, una características que proporciona a las primeras una clara ventaja (consulte la imagen 2). No obstante lo anterior, a la hora de utilizar las fresas cerámicas, es preciso prestar atención a los exigentes requisitos que deben cumplir las máquinas herramienta, puesto que la velocidad requerida para generar el calor necesario para ablandar los materiales podría causar otros daños u abrasiones. En este sentido, los husillos de las máquinas herramienta deben permitir su uso a altas revoluciones, un aspecto clave por el que el mecanizado con fresas cerámicas exige el uso de máquinas herramienta de la mejor calidad.

Hiroshi Watanabe, Centro de I+D de herramientas de metal duro

Otros usos de las fresas cerámicas

Participé en el proceso de desarrollo del producto desde sus primeras etapas y pronto me percaté del desafío que suponía la identificación de las condiciones de mecanización ideales. Desgraciadamente, las reiteradas roturas y daños por abrasión impedían una evaluación adecuada del producto. Sin embargo, fieles a nuestro compromiso de buscar la mejor forma de aprovechar el rendimiento potencial de las fresas cerámicas, los ensayos continuados arrojaron finalmente las respuestas que estábamos buscando.