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Diciembre de 2020 Página 2 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.

Ventajas del recubrimiento CVD. Basado en una ilustración de Sandvik
Cómo son las capas de recubrimiento dependiendo de las aplicaciones. Ejemplo para tipo de mecanizado

La mayor variedad de diferentes tipos de componentes automotrices probablemente estén en el área ISO P ya que cubre aceros de baja hasta alta aleación. De izquierda a derecha se ven aplicaciones que exigen desde mayor resistencia al desgaste hacia mayor tenacidad. Es decir, en condiciones de operación P01 a P20 aproximadamente, se tienen condiciones de corte continuo como el torneado, pasando desde torneado interno y externo sin vibraciones, hasta torneado en condiciones complejas a velocidades de corte bajas. Subiendo en la escala de P30 en adelante, se encuentran procesos de torneado discontinuo y fresado con condiciones en los que las herramientas sufren “golpes” durante su trabajo y requieren de mayor tenacidad.

La ilustración muestra de manera general cómo se distribuyen las diferentes capas de recubrimiento sobre el sustrato de carburo cementado en el caso de grados de insertos para torneado de acero. En general, los recubrimientos más gruesos significan mayor resistencia al desgaste y entre más duro sea el sustrato mayor resistencia a la deformación tiene la herramienta.

Función específica de capas utilizadas por los fabricantes de herramientas:

  • TiCN (Carbonitruro de Titanio): Resistencia mecánica al desgaste de los filos de corte. Interfaz entre un recubrimiento duro y el carburo.
  • Al2O3 (Óxido de Aluminio): Protección química a altas temperaturas, resistencia a deformación plástica
  • TiN: (Nitruro de Titanio). Resistencia al desgaste y detección fácil del uso de la herramienta por su color.
  • DLC: (Diamond like carbon - Diamante sintético): Resistencia al desgaste abrasivo y por adhesión, protección química y reducción de fricción 

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Recubrimientos de última generación

El fabricante de herramientas de corte Sandvik desarrolló ya la segunda generación de su recubrimiento Inveio, el cual es un avance técnico con el que logran la orientación unidireccional de los cristal de alúmina (Al2O3) en la capa de revestimiento aumentando la resistencia al desgaste y la vida útil de la herramienta.

Recubrimiento CVD Inveio de alúmina unidireccional. Cortesía: Sandvik

Este revestimiento, logrado mediante un proceso CVD, todos los cristales se alinean en la misma dirección, con la parte más fuerte hacia la superficie superior. De esta manera se crea una barrera de mayor resistencia hacia la zona de corte y la viruta. Esto mejora el desgaste de cráter y la resistencia al desgaste del filo de corte. Un efecto importante es que el calor se aleja más rápidamente de la zona de corte, lo que ayuda a que el filo se mantenga en forma durante más tiempo. Igualmente, Sandvik asegura que este recubrimiento soporta mayores presiones de corte a altas temperaturas para cortar más rápido, dado que se endurece a medida que la temperatura sube.

Según Osvaldo Pérez, Especialista de Producto de Sandvik Coromant México, la segunda generación de este recubrimiento presenta “mejor alineación de cristales del recubrimiento y mayor uniformidad de los cristales, teniendo prácticamente el mismo tamaño de cristal y alineación, sin espacios que puedan propiciar su desprendimiento”. 

A lo que complementa, “Al no desprenderse los cristales, tenemos un desgaste más uniforme y predecible, debido a que el desgaste de los cristales va a ser uniforme”.  Debido a que este recubrimiento es un CVD, el especialista recomienda su aplicación “en materiales como el acero y la fundición, donde los desgastes son mayores”, asegura Pérez. Los fabricantes aseguran tener múltiples casos de éxito tanto en México como en el resto del mundo, donde se logran incrementos en la vida del 100% en aplicaciones con respecto a insertos de otros orígenes.

DLC en insertos de corte

La industria automotriz cada vez tiene aplicaciones más frecuentes en las que el material a mecanizar es el aluminio. Con este fin, el fabricante Kyocera generó un proceso propio de deposición DLC libre de hidrógeno para mejorar la vida útil de la herramienta. Una de las características más interesantes del DLC es bajar el coeficiente de fricción para evitar el acumulamiento de material en los filos de corte, con su consecuente deterioro de la calidad superficial y aumento del desgaste. 

Este fabricante ha logrado combinar además el tener filos de corte de radio muy pequeño (muy afilados) que junto con el recubrimiento previenen también la formación de rebabas, tan comunes en el mecanizado de materiales de alta ductilidad. Este tipo de recubrimientos se puede conseguir en herramientas para torneado, fresado y corte de caras. En casos de aplicación, Kyocera asegura lograr también incrementos de más del doble en la vida útil de las herramientas debido a la reducción en acumulación de material en el borde, con respecto a otros insertos de corte.


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