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Diciembre de 2020 Página 1 de 3

Multiplique su productividad eligiendo el recubrimiento de herramienta correcto

Dr.-Ing. Miguel Garzón

Conozca las principales técnicas que se utilizan para fabricar los recubrimientos y mejore la escogencia de la herramienta correcta para su aplicación.

Toda persona envuelta en el mundo del mecanizado conoce los pilares de una buena herramienta de corte. Esta debe ser dura para resistir el desgaste y la deformación de los filos de corte. Debe ser tenaz para resistir la rotura del cuerpo de la herramienta. Con el fin de evitar desgaste no interactuar químicamente con el material de la pieza de trabajo, al igual que ser químicamente estable para resistir la oxidación y la difusión. Sobre todo en el caso de corte interrumpido, como el fresado, las herramientas deben tener muy buena resistencia a los cambios térmicos bruscos. Sin embargo, la tecnología aún no logra generar una herramienta única que solucione absolutamente todos los casos de corte.

Por principios físicos de los materiales, se puede tener por un lado gran dureza, como en el caso del diamante o el CBN, por ejemplo, o se tiene muy buena tenacidad para soportar golpes y choques térmicos, como es el caso de los aceros de herramienta o algunos tipos de carburos cementados. Con el fin de acercarse a un mejor compromiso de propiedades mecánicas, en las que además de mejorar la remoción de material, se reduzcan tiempos de ciclo y se minimice el material de desecho, los fabricantes de herramientas vienen trabajando fuertemente en el desarrollo de recubrimientos que permitan sumar sus cualidades a los del material base de las herramientas de corte y se avance hacia ese mundo ideal de la herramienta de corte “perfecta”.

Este artículo busca resumir las principales técnicas que se utilizan para fabricar los recubrimientos con el fin de que usted tenga mayores criterios de escogencia a la hora de definir la herramienta correcta para su aplicación. Es bien sabido que hoy en día, los fabricantes de autopartes, tanto de componentes tradicionales como de movilidad eléctrica, buscan soluciones confiables para satisfacer las demandas del mercado y mantener competitivos sus costos de producción. Esta información le será útil para tomar decisiones informadas en su taller.  

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PVD (deposición física de vapor)

El recubrimiento se forma por vapor de metal que se condensa en las superficies de los insertos. El PVD funciona de la misma manera que cuando el aire húmedo se condensa en una superficie  fría y forma una capa de hielo al bajar la temperatura.

Los recubrimientos PVD se forman a una temperatura mucho más baja que los CVD.

En un proceso PVD normal las temperaturas rondan los 500° C. Es decir por debajo de las temperaturas a las cuales se afecta la microestructura de los materiales con los que se fabrican las herramientas.

El espesor del revestimiento está en el rango de 2-6 μm dependiendo del área de aplicación de los insertos.

Los recubrimientos PVD más comunes en la actualidad son el TiN, Ti (C, N), (Ti, Al) N, (Ti, Al, Cr) N y cada vez más óxidos no ferrosos.

Proceso de recubrimiento PVD (deposición física de vapor). Basado en una ilustración de Sandvik

Las ventajas del recubrimiento PVD

  • El PVD proporciona una buena tenacidad en los bordes, por lo general mayor al del CVD.
  • Los recubrimientos PVD pueden mantener un "afilado" más agudo.
  • PVD se puede utilizar en puntas soldadas.
  • PVD se puede utilizar en herramientas de carburo sólido.
Ventajas principales del recubrimiento PVD. Basado en ilustración de Sandvik

CVD (deposición química de vapor)

En un proceso de recubrimiento CVD, el recubrimiento es formado por una reacción química de diferentes gases. Temperatura, tiempo, flujo de gas, atmósfera gaseosa, etc., se controlan cuidadosamente para dirigir la deposición de las capas de revestimiento.

Dependiendo del tipo de recubrimiento, la temperatura en el reactor puede estar entre 800 y 1100º C.

Cuanto más grueso sea el recubrimiento, más largo será el proceso. El recubrimiento CVD más delgado de la actualidad está por debajo de 4 μm y el más grueso está por encima de 20 μm.

Proceso de recubrimiento CVD (deposición química de vapor). Basado en ilustración de Sandvik

Ventajas del CVD

  • Capacidad para realizar recubrimientos más gruesos.
  • Capacidad para lograr un espesor uniforme del revestimiento en geometrías complejas.
  • Muy buena adherencia al sustrato de carburo.
  • Muy buena resistencia al desgaste.
  • Posibilidad de realizar recubrimientos de óxidos.

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