La construcción de una casa empieza por los cimientos. La resistencia y seguridad de toda la casa depende de las de los cimentos. En el diseño de las herramientas de corte el cimiento es el material de los elementos de corte. Hay diferentes tipos de materiales: metal duro cementado, diamante policristalino, acero de alta velocidad, cerámica, etc., y cada uno de estos tipos tiene diferentes calidades. Durante las diferentes etapas de la historia del mecanizado de metales, los diferentes materiales y su utilización han llevado a un cambio significativo en la velocidad de corte y, por tanto, en la productividad. Sin embargo, si el siglo pasado, especialmente la segunda mitad, estuvo marcado por el rápido progreso de los materiales de las herramientas, actualmente no hay novedades significativas en este campo. ¿Quiere esto decir que el desarrollo de nuevos materiales ya ha tocado techo y ahora está estancado?
Por supuesto que no. Es simplemente que ahora se estudia más profundamente el material de corte y los nuevos diseños se centran en su estructura, que sólo puede ser observada mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), por difracción de rayos X (XRD), por difracción de electrones retrodispersados (EBCD) y otros sofisticados métodos. Se trata de un extremadamente amplio y complejo mundo de recubrimientos a pesar de su ínfimo espesor, que sólo se puede medir en micras.
El material de corte más utilizado en la actualidad es el metal duro cementado, principalmente recubierto. En cuanto a rendimiento, presenta un equilibrio razonable entre eficiencia, duración y coste. El metal duro cementado también es conocido como “metal duro al tungsteno” o simplemente “metal duro”. La combinación del metal duro cementado, el recubrimiento y el tratamiento post-recubrimiento es lo que se conoce como calidad de metal duro. El único material esencial en la calidad es el metal duro, los demás son opcionales.
El metal duro cementado es un material compuesto formado por dura partículas de metal duro unidas entre ellas por un metal aglutinante (principalmente cobalto). La mayor parte de los recubrimientos aplicados a materiales de herramientas de corte son de elevada resistencia al desgaste. También hay diferentes tratamientos que se pueden aplicar después del recubrimiento (por ejemplo, sobre la cara de desprendimiento de las plaquitas). Los nuevos descubrimientos relacionados con el metal duro cementado, como material para herramientas, se concentran en tres sectores: tecnologías productivas, recubrimientos y las innovadoras técnicas de post-recubrimiento. Se ha logrado un considerable éxito en cada uno de estos tres aspectos, que se refleja en la gran cantidad de nuevos productos lanzados por los fabricantes de herramientas.
Los usuarios de herramientas de corte pueden analizar estas calidades en función de parámetros como productividad, duración y rendimiento. De hecho, la pregunta de cómo se crea un producto para que cumpla los requisitos del usuario pasa a un segundo plano, ya que la aplicabilidad y la eficiencia constituyen la principal forma de medir el progreso desde el punto de vista del cliente.
A la hora de optimizar las calidades de metal duro, ISCAR está muy sensibilizada con el reto al que se enfrentan las empresas de mecanizado de metales. En este sentido, las soluciones ISCAR de materiales de herramientas están diseñadas según las tendencias del mecanizado moderno, por lo que son muy indicativas. Un buen ejemplo de ello son los materiales de baja maquinabilidad, como el titanio, aceros resistentes al calor y súper aleaciones exóticas, cuya presencia en la industria ha crecido últimamente en gran medida. Además de utilizarse en aeronáutica, tradicionalmente consumidora de estos materiales, cada vez están más presentes en las industrias de automoción, generación de energía y petrolífera. El creciente uso de estos materiales requiere soluciones tecnológicas, tanto en maquinaria como en herramientas de corte. Las nuevas herramientas requieren unos cimientos sólidos, deben estar fabricadas en los materiales más avanzados para lograr la geometría de corte deseada. Y para la construcción de estos cimientos, ISCAR ofrece sus nuevos y efectivos “ladrillos”, que son las calidades de metal duro optimizadas por los expertos metalúrgicos de la empresa durante los últimos años.
Para fresado, ISCAR ha desarrollado dos calidades color chocolate para titanio, aleaciones a altas temperaturas y acero inoxidable: la calidad IC882 con recubrimiento PVD y la IC5820 con recubrimiento CVD. Un componente integral de estas calidades es el tratamiento post-recubrimiento que prolonga la duración de la herramienta, gracias a su gran resistencia al astillamiento, al desgaste y al recrecimiento del filo. La calidad IC882 ofrece un rendimiento impresionante en condiciones de corte duras, mientras que las ventajas de la IC5820 se ponen de manifiesto cuando se aplica alta presión de refrigerante dirigido a la zona de corte.
Para aplicaciones de taladrado, la compañía ha diseñado la calidad IC5500. Se trata de una calidad con recubrimiento CVD multicapa con un tratamiento superficial posterior que prolonga la duración de la herramienta. Dado el éxito obtenido, la calidad IC5500 se ha utilizado también para fresado: la nueva plaquita redonda para el mecanizado de superficies 3D, como álabes de turbinas, únicamente se fabrican en esta calidad.
La calidad de metal duro con recubrimiento PVD IC806 se diseñó específicamente para el torneado de súper aleaciones a altas temperaturas, aunque, considerando los excelentes resultados obtenidos en la fabricación de componentes aeronáuticos, ISCAR ha expandido su campo de aplicación a las plaquitas de roscado.
Además del metal duro cementado, la industria del mecanizado de metales utiliza otros materiales de corte como cerámica, diamante o nitruro de boro cúbico (CBN). Su aplicación en el mecanizado de materiales de baja maquinabilidad incrementa considerablemente la productividad. En los últimos años, ISCAR ha desarrollado nuevas calidades que no son de metal duro, entre las que se encuentran las calidades SiAlON IS25 e IS35 para aleaciones a altas temperaturas y la CBN IB20H para torneado pesado.
Pero las demandas de los usuarios no se limitan al mecanizado eficiente de súper aleaciones exóticas o titanio, el acero sigue siendo el principal material estructural, y los fabricantes de herramientas de corte buscan continuamente las soluciones más vanguardistas, entre las que se incluye el diseño de avanzadas calidades para los materiales de corte. ISCAR no se queda atrás. Un ejemplo puede ser la última innovación en tronzado y ranurado: dos nuevas calidades de metal duro con recubrimiento PVD, IC1010 e IC1030, utilizadas en plaquitas TANG-GRIP y DO-GRIP. Estas calidades están diseñadas para el mecanizado de aceros y aceros inoxidables. Mientras que la dura calidad IC1010 está recomendada para operaciones productivas de tronzado y ranurado con elevada velocidad de corte, la tenaz calidad IC1030 es más adecuada para corte interrumpido y condiciones inestables.
La optimización de las calidades de los materiales de corte es un factor fundamental para el éxito de un fabricante de herramientas, y las innovaciones en este campo deben tener cimientos sólidos. Es por esto que el lema de ISCAR “siempre a la vanguardia” guía e inspira el desarrollo de nuevos materiales.
La fabricación de plaquitas empieza a partir de polvo de metal duro (Fig 3)
