Al elegir el tipo adecuado de fresas, es probable que se vean afectados los resultados, la durabilidad y el rendimiento; por lo tanto, se debe seleccionar el tipo correcto, ya que es una de las partes más importantes de los procesos de fabricación y mecanizado. Compararemos las herramientas de acero de alta velocidad (HSS) y de carburo, que se emplean a menudo en la fabricación de estas fresas y tienen atributos particulares. Saber cómo distinguir entre estos materiales es necesario para aumentar la eficacia mecánica y obtener resultados precisos. En esta guía, analizaremos las principales diferencias entre HSS y Fresas de carburo para que puedas decidir cuál se adapta mejor a tus necesidades. Incluso si recién estás empezando Trabajar con fresas de extremoMuchos detalles importantes aquí mejorarán su comprensión del proceso de fresado final.
¿Cuáles son las características clave de las fresas de carburo y HSS?
HSS (acero de alta velocidad):
- Está hecho de una aleación fuerte y resistente, que puede soportar fuerzas indebidas y deformaciones durante el proceso de mecanizado.
- Tan gran ductilidad lo hace apto para el alargamiento o absorción de impactos deseados.
- Más adecuado para operaciones de velocidad baja a media en materiales más blandos como aluminio, acero dulce y plásticos.
- También son más económicos y fáciles de reafilar que las herramientas de carburo.
Carburo:
- Está hecho de un compuesto frágil pero duro de carburo de tungsteno cementado y cobalto, lo que lo hace muy duro y resistente al desgaste.
- Eficaz en el corte a alta velocidad y alta temperatura de materiales más duros como acero inoxidable, hierro fundido y titanio.
- Sometido a una fuerte presión media en lugar de HSS, mantiene el filo de corte durante un periodo más largo.
- Alternativas más económicas pero a costa de una mayor vida útil en cuanto a corte de peso y durabilidad para trabajos más avanzados.
Composición y dureza del HSS frente al carburo
El acero de alta velocidad (HSS) se alea principalmente con carbón junto con tungsteno, molibdeno, cromo y vanadio. Estos componentes aumentan en gran medida la dureza, el calor y la resistencia al desgaste del HSS. Por lo general, la dureza Rockwell del HSS es de 62 a 67 HRC, dependiendo en gran medida de la aleación aplicada y los métodos de tratamiento térmico. Los números dados indican que el HSS se puede utilizar para cortar metales relativamente más blandos, y las aplicaciones más tenaces implican cortes interrumpidos en herramientas de baja velocidad.
El carburo, por el contrario, es un material compuesto más avanzado que se fabrica uniendo carburo de tungsteno con cobalto metálico. Esto da lugar a un compuesto con propiedades de dureza y resistencia excepcionales. La dureza de las herramientas de carburo puede oscilar entre 70 y 92 HRC, según el grado en particular y cómo se fabricó. La dureza superior del carburo le permite cortar y formar materiales increíblemente resistentes, como acero inoxidable y superaleaciones; esto justifica el debate entre carburo y HSS. Por el contrario, el carburo es generalmente más frágil que las herramientas HSS y, por lo tanto, no es apropiado para situaciones que impliquen golpes o vibraciones.
La composición estructural y las características de dureza de los carburos y el acero de alta velocidad tienden a influir en su funcionalidad y área de aplicación. Si bien el acero de alta velocidad es rentable y funciona satisfactoriamente en las operaciones diarias, los carburos son el tipo de material más adecuado para componentes de alta precisión y producción a gran escala debido a su tenacidad inigualable.
Diferencias en el diseño de flauta y de filo
Saber cómo utilizar tecnología de diseño innovadora y herramientas de corte de ranuras es fundamental para aumentar la aplicabilidad, la longevidad y el rendimiento general en constante evolución de las herramientas y engranajes finales. Las herramientas de acero de alta velocidad poseen bordes rectificados que son más que capaces de proporcionar un corte de borde fino, lo que permite que se utilicen para una amplia gama de materiales, así como para operaciones generales. Las herramientas de acero de alta velocidad suelen estar acopladas con una geometría de ranura más suave, diseñada de una manera que facilita una mejor evacuación de viruta a velocidad moderada y un mayor mecanizado, lo que conduce a un mejor acabado de la superficie.
A diferencia de las herramientas de acero de alta velocidad, las herramientas de carburo resultan más ventajosas en entornos de velocidad "media alta" junto con el corte de precisión porque se necesitan niveles más altos de geometría de flauta, así como tecnología de afilado de vanguardia para integrarse en el equipo. Por lo tanto, las flautas modificadas con la ayuda de la optimización y el pulido avanzados pueden reducir significativamente el ángulo de las hélices al tiempo que reducen drásticamente la fuerza necesaria para cortar. Se garantizará un aumento de una amplia gama de mayores dimensiones debido a una menor rotación sobre los perfiles variables basados en la geometría para brocas y fresas.
Además, los filos de corte de carburo también se pueden recubrir con materiales como "carbono tipo diamante" o "nitruro de aluminio y titanio" para aumentar el blindaje térmico y mejorar la resistencia al desgaste y el rendimiento de corte. Las herramientas de carburo están diseñadas con tecnología avanzada, lo que les permite cortar a velocidades más altas y al mismo tiempo tener una alta velocidad de avance, lo que aumenta la versatilidad de dichas herramientas para el mecanizado de aceros endurecidos, aleaciones de titanio y entornos de alta producción.
Variaciones en el material y la construcción del vástago.
Los materiales de los vástagos y su rendimiento de fabricación afectan significativamente el rendimiento general, la resistencia y la compatibilidad de las herramientas de corte. Por lo general, el vástago de precisión está compuesto de acero de alta velocidad (HSS), carburo y aleación de cobalto, cada uno con sus propias ventajas según la aplicación. Por ejemplo, las máquinas herramienta de precisión que se utilizan en la industria automotriz suelen emplear vástagos de carburo, ya que son más rígidos y absorben las vibraciones, lo que ayuda a lograr una mejor precisión y acabado de la superficie durante el proceso de mecanizado.
Además, se buscan incorporar en el diseño de los avances de los vástagos diversas geometrías o tratamientos especializados en el rendimiento. Por ejemplo, algunos vástagos se fabrican con canales de paso de refrigerante para ayudar a eliminar el calor y las virutas excesivos cuando se opera a altas velocidades. Los estudios sugieren que las herramientas de vástago con alto avance de refrigerante pueden aumentar la vida útil de la herramienta hasta en un 50% en aplicaciones difíciles.
El diseño de vástago híbrido combina acero y carburo y es cada vez más común. Se necesitan dureza y rigidez para reducir la deflexión de la herramienta y la rotura del vástago. El uso de recubrimientos de cerámica y nitruro de titanio en las herramientas de corte mejora la resistencia al desgaste. Reduce el desgaste por fricción, manteniendo la eficacia de las herramientas en condiciones rigurosas, especialmente cuando se utilizan fresas de carburo.
¿En qué se diferencian en rendimiento las fresas de HSS y de carburo?
Comparación de velocidades de corte y velocidades de avance
Existe una diferencia entre un acero de alta velocidad (HSS) y un carburo. molino de extremo En términos de velocidad de avance y velocidad de corte, esto se debe principalmente al material. Las fresas de carburo admiten una velocidad de corte significativamente avanzada, por ejemplo, entre 400 y 1200 SFM, según la pieza de trabajo, y esto demuestra la comparación entre HSS y carburo. Esa característica hace que las fresas de carburo sean adecuadas para la industria de "producción en masa" donde el rendimiento es fundamental. Por esa razón, las herramientas de carburo también tienen más estabilidad térmica, lo que permite velocidades de corte más altas sin templar la herramienta.
Por el contrario, las fresas HSS son útiles en un rango de velocidad de corte de 50 SFM a 200 SFM. Sin embargo, por el contrario, las herramientas HSS superan a la competencia cuando la aplicación requerida es flexible y debe ser resistente, cortes interrumpidos, por ejemplo, o cualquier cosa que tenga que ver con materiales frágiles que puedan tener una caja de vibraciones.
Las velocidades de avance, junto con otras métricas, a menudo exponen las discrepancias entre las herramientas y sus capacidades. En comparación con las brocas HSS, las fresas de carburo tienen una velocidad de avance más alta debido a su rigidez y alta resistencia a la deflexión, pero debido a problemas de precisión en la eliminación de material, no pueden seguir el ritmo. En la mayoría de los casos, la velocidad de avance de las fresas de carburo generalmente oscilará entre 0,002 y 0,010 IPT, con mayor precisión dependiendo del diámetro de la herramienta y la pieza de trabajo. Por otro lado, las fresas de HSS son mucho más lentas, con una producción de entre 0,001 y 0,005 IPT, para preservar la vida útil y la integridad general de la herramienta durante largos períodos de uso.
Las fresas de carburo y de acero rápido se pueden elegir en función de las necesidades específicas del usuario, como lo que se está mecanizando, el tipo de acabado de superficie buscado y las tolerancias impuestas. Ambas herramientas están diseñadas para adaptarse a diferentes casos de uso industrial y muestran beneficios exclusivos de sus casos.
Diferencias en resistencia al calor y vida útil de la herramienta.
Siguiendo la física de los materiales, las fresas de carburo siempre superarán a las herramientas de acero rápido (HSS). El carburo en sí puede soportar aproximadamente hasta 1600 °F, 870 °C, mientras que las herramientas de HSS solo alcanzan tolerancias de 1100 °F. Una mayor tolerancia a la temperatura conlleva una mayor resistencia: en otras palabras, las herramientas, cuando se diseñan con carburos, pueden retener la fricción durante el mecanizado rápido, lo que permite obtener mejores resultados sin que las herramientas se ablanden o se deformen con el calor.
Según datos circunstanciales, la vida útil de las herramientas de abrasión estimada para las fresas de carburo puede ser hasta diez veces mayor que la de las herramientas HSS. Esto puede estar directamente relacionado con la dureza dominante del material de carburo y la resistencia al desgaste, que minimiza la deformación en los bordes, lo que prolonga el tiempo antes de que sea necesario reemplazar las herramientas. No obstante, este suele ser el caso y depende de que los parámetros de corte correctos y el sistema de refrigeración funcionen en conjunto.
Las herramientas de acero de alta velocidad ofrecen una ventaja sobre las herramientas de carburo cuando se necesitan operaciones de menor flujo o si el costo es una preocupación; sin embargo, es seguro decir que las herramientas de carburo se destacan por su duración mucho mayor y su mejor desempeño que las herramientas de acero rápido. Sin embargo, los costos son inevitablemente más altos debido a la necesidad de gestión del calor.
Calidad del acabado superficial: HSS vs carburo
Según mi experiencia, las herramientas de carburo funcionan bien, especialmente para mantener los bordes de corte afilados en ángulos altos, lo que se traduce en altas velocidades. Sin embargo, como he observado, las herramientas de acero de alta velocidad pueden superar a las herramientas de carburo cuando se requieren aplicaciones de menor velocidad. Si la aplicación está perfectamente orientada al uso de herramientas de acero rápido, existe la posibilidad de lograr la perfección en el acabado de la superficie. Cada herramienta tiene un propósito único y la elección depende completamente del tipo de material que se va a mecanizar junto con los requisitos operativos.
¿Cuáles son las señales visuales que distinguen las fresas HSS de las de carburo?
Diferencias de color y apariencia
En mi opinión, la diferencia visual más destacada entre una fresa HSS o una fresa de carburo es el color y el tipo de acabado. Las herramientas HSS tienden a tener un acabado más opaco y oscuro y es más probable que estén recubiertas con óxido negro o nitruro de titanio dorado, lo que mejora el rendimiento. Lo opuesto es correcto para las fresas de carburo, que están mucho más pulidas, lo que da como resultado un acabado brillante debido a una composición más fuerte.
Marcas y etiquetado en la herramienta
Los dispositivos como las fresas HSS y de carburo reciben grabados relevantes en su superficie para su identificación y ejecución adecuada. Dichos grabados a menudo representan el diámetro de la herramienta, la longitud de la herramienta, el tamaño del vástago e incluso el número de estrías. Además, en la clase de herramientas, es común ver la escritura en su composición material, por ejemplo, "HSS" o "carburo sólido". Los nombres de los tipos de recubrimiento, como TiN (nitruro de titanio) o TiAlN (nitruro de titanio y aluminio), también pueden abreviarse cuando sea necesario.
Los fabricantes suelen emplear determinados códigos o números de serie con fines de seguimiento y control de calidad. Estas marcas permiten a los operarios discernir fácilmente las características de cada herramienta, lo que resulta de suma importancia en un entorno de mecanizado preciso. En el caso de “6 mm x 50 mm 4F TiAlN”, las dimensiones se refieren a una fresa de 6 mm con un cuerpo de 50 mm de longitud y cuatro flautas recubiertas de TiAlN. De esta forma, la herramienta necesaria se marca más, se reducen las comparaciones y se aumenta la eficiencia.
Variaciones en la geometría general de la herramienta
La eficacia de los procesos de mecanizado está determinada en gran medida por las modificaciones realizadas en las geometrías generales de las herramientas. Los más importantes de estos parámetros geométricos son el diámetro de la herramienta, la longitud de la herramienta, el número de ranuras y los ángulos de corte. La extracción, la eliminación de virutas, el acabado de la superficie y otros procesos de mecanizado se ven afectados cuando se modifican estas características. Por ejemplo, la disminución de la longitud conduce a una menor deflexión, lo que hace que la herramienta de corte sea más rígida, mientras que el aumento del número de ranuras daría un acabado más suave, pero puede restringir el flujo de virutas. Es esencial elegir la geometría correcta de una fresa de carburo en función del material y la tarea que se debe realizar para garantizar la máxima eficiencia y precisión de producción.
¿Cómo influyen las aplicaciones de mecanizado en la elección entre HSS y carburo?
Materiales adecuados para fresas de HSS y de carburo
Las fresas de extremo de acero de alta velocidad (HSS) se utilizan mejor con materiales de dureza reducida, como aluminio, acero con bajo contenido de carbono y plástico. Existen ciertas aplicaciones que requieren que el HSS funcione a velocidades de corte moderadas. En dichas aplicaciones, el HSS ofrece una gran durabilidad y es rentable.
Por el contrario, las fresas de carburo son más adecuadas para trabajar con materiales más resistentes, como acero inoxidable, titanio y hierro fundido. Gracias a su increíble resistencia y resistencia al desgaste, también son más aptas para funcionar en aplicaciones de alto desgaste.
La decisión entre HSS y carburo depende en gran medida del tipo de material a mecanizar y del tipo de rendimiento requerido.
Consideraciones sobre el mecanizado CNC
Las propiedades del material a mecanizar, la precisión requerida en las herramientas y la necesidad de maximizar la eficiencia de los procesos de producción son los determinantes principales para elegir las herramientas y los parámetros para el mecanizado CNC. Para materiales más blandos como el aluminio o los plásticos, el uso de herramientas HSS es suficiente y económico. El acero resistente a las manchas y la aleación de titanio, por ejemplo, necesitan el uso de herramientas de carburo para una mayor durabilidad y un mecanizado con tolerancias estrechas. Además, la aplicación de refrigerante a la herramienta es esencial para disipar la temperatura generada y reducir el desgaste de la misma. Los parámetros de mecanizado adecuados, como los avances y las velocidades en función del material y el tipo de herramienta, garantizan un mecanizado preciso de los componentes y prolongan la vida útil de las herramientas. Siga siempre las recomendaciones del fabricante para obtener el máximo provecho de los resultados finales.
Impacto en la velocidad del husillo y los requisitos de RPM
Los factores que se deben tener en cuenta al determinar los requisitos de velocidad del eje y RPM son las herramientas utilizadas y el material que se va a mecanizar. Por ejemplo, se necesita una velocidad de husillo más alta para permitir un corte limpio cuando se trabaja con aluminio u otros materiales blandos. Por otro lado, las velocidades más bajas son ideales para trabajar con materiales más rígidos, como acero inoxidable o titanio, ya que la herramienta puede sobrecalentarse o desgastarse. Teniendo en cuenta que la cifra de RPM es de suma importancia para lograr un rendimiento de corte, los fabricantes suelen indicar qué RPM son adecuadas para sus herramientas teniendo en cuenta también el material que se utiliza. Para mantener los niveles de rendimiento y la vida útil de la herramienta, el fabricante siempre recomienda la velocidad del husillo del material específico.
¿Cuáles son las diferencias de costo y longevidad entre las fresas de HSS y de carburo?
Comparación de inversión inicial
Como ya he dicho antes, las herramientas de acero rápido (HSS) en general tienden a ser menos costosas que las fresas de carburo. Las herramientas HSS pueden ser bastante asequibles para presupuestos más pequeños o para aplicaciones con menos demanda, pero en mi opinión, no las usaría debido a su ineficacia, ya que la inversión inicial en HSS es significativamente menor que la del carburo. Por otro lado, las inversiones a largo plazo que requieren las fresas de carburo son mayores. Sin embargo, su rendimiento en entornos de alta velocidad y alta precisión garantiza que las inversiones en las fresas valgan la pena para la producción a gran escala.
Análisis coste-efectividad a largo plazo
Las fresas de carburo de tungsteno se consideran muy eficaces en cuanto a su vida útil y reducción de costes a largo plazo en comparación con las herramientas HSS, aunque la inversión es ligeramente superior. Se requieren menos sustituciones y el tiempo de inactividad se reduce en industrias exigentes, lo que reduce los costes operativos; además, las herramientas de carburo tienden a tener un coste inicial elevado, pero reducen significativamente la inversión total. En tareas de alta precisión y alta eficiencia, el pequeño gasto merece la pena y tiene un impacto internacional en los resultados, lo que hace que las fresas de carburo de tungsteno sean la solución ideal.
¿Cómo manejan las fresas de carburo y HSS diferentes condiciones de corte?
Rendimiento en entornos de alta temperatura
Debido a su excepcional resistencia al calor, las fresas de carburo pueden soportar un rendimiento excelente incluso a altas temperaturas. Estas fresas están clasificadas para alta velocidad, ya que ofrecen una excelente potencia de corte y de herramienta en condiciones extremas. Las fresas de extremo como las de acero rápido tienden a ser más susceptibles al calor y al desgaste, lo que puede conducir a la situación inversa de ofrecer una menor efectividad y una vida útil más corta. El uso de fresas de extremo en casos con duraciones de temperatura más prolongadas es más confiable.
Resistencia a vibraciones y vibraciones
Las fresas de carburo o las fresas de carburo tienen mayor rigidez y densidad, lo que las hace más inmunes a las vibraciones y las vibraciones. Debido a esta característica, las operaciones de alta precisión con carburo cementado arrojan resultados positivos. El acero de alta velocidad, por otro lado, puede ser más flexible, pero no es tan eficaz en la minimización de las vibraciones durante el corte de fresado debido a las mayores RPM o los materiales más tenaces utilizados durante el proceso. Sin embargo, una mayor estabilidad y un acabado superficial mínimo serían ideales en esos momentos, lo que contribuiría positivamente a la optimización de los resultados.
Capacidad para mantener la integridad de vanguardia
Las fresas de carburo superan a las fresas de HSS en términos de retención de filo. Las fresas de HSS, por otro lado, son más resistentes al impacto. La capacidad de utilizar carburo es más notoria al cortar materiales más duros, donde se sabe que las fuerzas de corte son muy altas. Las fresas de HSS deben afilarse y reemplazarse con más frecuencia debido a la tendencia de los extremos a desafilarse. Con un requisito de precisión y eficiencia tan alto, las fresas de carburo son ideales.
¿Cuáles son las mejores prácticas para identificar y seleccionar entre fresas de carburo y HSS?
Consejos para la inspección visual y física
Evaluar y probar la composición del material
Busque las marcas del fabricante o las especificaciones de la etiqueta para mejorar el rendimiento y la durabilidad de la herramienta, y determine si es HSS o carburo.
Compruebe la calidad de la superficie
Busque recubrimientos o acabados superficiales. Las fresas de carburo pueden venir con un revestimiento de belleza como el nitruro de titanio (TiN), que hace que el carburo sea aún más duro, mientras que las de acero rápido también pueden no tener recubrimiento o tener un acabado más simple.
Busque el filo de corte de las fresas fabricadas con carburo para un rendimiento óptimo de la herramienta.
Asegúrese de que el borde de corte esté afilado y en una sola pieza, de lo contrario, se debilita la capacidad de corte y se obtienen resultados de mala calidad. Un borde de corte fragmentado puede cortar, pero esto es ineficiente y el resultado son malos resultados.
Asegúrese de comprobar la rigidez de la herramienta
Sujete la herramienta para comprobar su resistencia. La diferencia es que las herramientas de carburo son rígidas pero frágiles, mientras que las herramientas HSS son flexibles y resistentes a los impactos.
Evaluar el desgaste
Revise las herramientas usadas para detectar desgaste, como bordes redondeados y decoloración de las interfaces de las herramientas; las imperfecciones en estas áreas garantizarán herramientas menos precisas y requerirán reemplazo.
Comprender las especificaciones del fabricante
Interpretar las especificaciones del fabricante de una herramienta es fundamental a la hora de elegir la herramienta adecuada. Las especificaciones suelen incluir la composición del material, el diámetro de la fresa, el tamaño del vástago, el número de ranuras, el tipo/recubrimiento y los parámetros de funcionamiento, como la velocidad de avance y la velocidad de corte. Estos atributos son útiles, ya que determinan la aplicabilidad de la herramienta a diversos materiales y procesos de mecanizado. Siempre tenga en cuenta el documento oficial o la hoja de datos del fabricante para evitar inconsistencias o imprecisiones a la hora de interpretar los requisitos. De esta forma se reduce el riesgo y se maximiza la vida útil y el rendimiento de la herramienta.
Cuándo elegir HSS frente a carburo para proyectos específicos
Para tareas específicas, como tipo de estructura, precisión, tipo de hardware y precio, se debe hacer una distinción entre herramientas de acero de alta velocidad y de carburo.
Acero de alta velocidad (HSS):
Las herramientas HSS son resistentes, flexibles y efectivas, lo que las convierte en una buena opción para tareas de corte de baja a media velocidad. Los materiales de grado HSS se destacan en el forjado en frío de aluminio, acero con bajo contenido de carbono, plástico y otros materiales más blandos como herramientas, ya que son resistentes a los golpes o absorbentes y resistentes a las astillas. El HSS es apropiado para geometrías de corte complicadas, diseños dentados o reparaciones como taladrado o roscado; puede usarse en trabajos pesados porque puede soportar este tipo de operaciones. Las herramientas HSS son efectivas para cortar materiales a una velocidad de 30 a 60 metros por minuto de dichos materiales. Además, dado que son más económicas, serían una buena opción para proyectos pequeños o de bajo presupuesto.
Herramientas de carburo
Las herramientas de carburo, es decir, herramientas fabricadas con carburo de tungsteno (WC) o carburo de titanio (TI), ofrecen una gran precisión y eficiencia al trabajar a altas velocidades de corte. Estas herramientas son mucho más duras y resistentes al calor que las de HSS; por lo tanto, son capaces de mecanizar materiales mucho más complejos, como acero inoxidable, fundición y superaleaciones, con un desgaste mínimo. Se utilizan en máquinas CNC de alta velocidad que utilizan velocidades de avance mucho más altas, hasta un límite de velocidad diez veces superior al de las de HSS, que varía de 150 a 250 metros por minuto en determinadas situaciones. Su principio de mantener la agudeza del filo también ayuda a mantener los acabados superficiales y las características dimensionales para optimizar los acabados superficiales en caso de producción en masa de la misma herramienta.
Algunas de las consideraciones clave:
La seguridad inherente, es decir, la dureza de las herramientas de carburo, les permite soportar condiciones extremas al trabajar con materiales duros o abrasivos, lo que hace que estas herramientas sean las más adecuadas para operaciones de trabajo pesado.
Para proyectos donde se requiere menor velocidad, se deben utilizar materiales suaves y manejables y que requieren el uso de herramientas HSS, estas herramientas son más asequibles y más resistentes que las herramientas WCl.
Sí, si bien las herramientas WCl cuestan más, duran más y son más precisas, lo que compensa el alto precio inicial, lo que representa una verdadera ventaja para entornos industriales o de alto rendimiento.
La decisión debe tomarse dependiendo del material a mecanizar, el tipo de acabado necesario, el volumen de producción y la eficiencia, y los gastos para garantizar que se mantenga la calidad.
Preguntas frecuentes (FAQ)
P: ¿Puede destacar las diferencias clave entre las fresas de HSS y de carburo?
R: Las principales diferencias entre las fresas de HSS y las de carburo giran en torno a la rigidez y el material utilizado en la fabricación de estas herramientas. El acero de alta velocidad es simplemente acero para herramientas que se ha mejorado con la inclusión de tungsteno, mientras que la composición de las fresas de carburo es carburo de tungsteno. En comparación con el HSS, el carburo es mucho más duro y mucho más resistente al desgaste; esto lo hace capaz de soportar velocidades de corte más altas y funcionar mucho mejor con materiales más duros. Pero el HSS no es tan frágil como los carburos y es más tolerante y, por lo tanto, mejora su rendimiento con configuraciones menos rígidas o con vibraciones; por otro lado, las fresas de carburo se destacan en condiciones más exigentes.
P: ¿Puede comparar las fresas de carburo y las HSS en cuanto a dureza?
R: Como era de esperar, las fresas de carburo superan a las de acero rápido en una prueba de dureza en varios niveles. Las fresas de carburo y las brocas suelen tener una dureza de entre 62 y 65 HRC, mientras que el carburo puede alcanzar unas sorprendentes 90 HRC. Esta dureza permite que las herramientas de carburo no solo mantengan su filo de corte durante más tiempo, sino que también les permite funcionar a altas temperaturas durante las operaciones de mecanizado.
P: ¿Por qué es necesario utilizar fresas HSS cuando existen otras herramientas?
R: Le daré una respuesta sobre la amplia gama de usos que tienen las fresas HSS. ¿Qué hay del factor costo? A diferencia de las herramientas de carburo, tienden a romperse más fácilmente. Además, son increíblemente fáciles de afilar y, aunque son menos resistentes que las herramientas de carburo, pueden trabajar con metales más duros. Son perfectas para mecanizar metales blandos como el aluminio o el acero dulce. Además, tienden a ser la herramienta preferida por aquellos ingenieros que todavía están aprendiendo o que manejan máquinas de menor calidad.
P: ¿Qué tipo de materiales llevan a un ingeniero a optar por utilizar fresas de carburo en lugar de HSS?
R: Los materiales que llevan a un ingeniero a optar por utilizar fresas de carburo en lugar de HSS son el titanio y el acero inoxidable; debido a que son un poco ásperos, se deben utilizar las siguientes técnicas para ellos: serrado, doblado y taladrado. Es obvio que hay ángulos precisos, velocidades extremas y bujes que se deben utilizar al realizar las tareas mencionadas anteriormente; por lo tanto, configurar una herramienta HSS no hará justicia a la tarea. Serían más adecuadas para las siguientes condiciones: 1. Alta velocidad de la herramienta para la presión. 2. Buen avance. 3. Se requiere acabado de engranajes. 4. La longevidad de la herramienta es factible. 5. Corte de materiales abrasivos. 6. Se requiere precisión de ensamblaje. 7. Máquinas CNC fuertes y robustas.
P: ¿Existe alguna distinción entre los tipos de flauta en las fresas de HSS y de carburo?
R: La misma observación se aplica a los tipos de ranuras de las fresas HSS que a las fresas de carburo; incluso, a pesar de observar a la empresa de herrería GRAVOTECH, se observa particularmente que los tipos de ranuras de otros tipos de fresas o cortadores de extremos deben configurarse con precisión para ayudar a CHIRA a construir los mecanismos de fresas rotativas que se pueden integrar en la pinza intermedia de la fresadora CHIRA. Las fresas de carburo generalmente tienen ranuras más avanzadas y de múltiples tamaños, a diferencia de sus contrapartes HSS, dado que el material es más resistente. Por ejemplo, una fresa de cuatro ranuras o diseños complejos de rotura de viruta son más accesibles para carburos que para HSS.
P: ¿En qué se diferencia la aplicación de refrigerante en las fresas de tipo HSS y las de carburo?
R: El refrigerante es apreciable tanto en el caso de las fresas de HSS como en el de las fresas de carburo, pero es diferente. Las herramientas fabricadas con HSS son herramientas tratadas térmicamente. Por lo tanto, deben enfriarse con algún líquido, ya que el calor puede dañar sus recubrimientos resistentes, especialmente durante un período de trabajo prolongado que requiere recubrimientos más gruesos. Las herramientas fabricadas con carburo tienen más resistencia al calor, lo que permite realizar cortes en seco directamente en los dispositivos de enroscado. Aún así, durante el corte en ángulo de una herramienta, se requiere la inserción de un sólido para enfriar, ya que existe un riesgo potencial de que la herramienta de corte pierda partículas sólidas debido al choque térmico.
P: ¿Cómo compararía las fresas de carburo y HSS en cuanto a su precio de compra y vida útil de la herramienta?
R: Las fresas de extremo HSS son comparativamente más económicas que sus contrapartes de carburo, lo que las hace más adecuadas para tiradas cortas o materiales más blandos. Por otro lado, las fresas de extremo de carburo se destacan por su vida útil, especialmente con materiales más duros y a velocidades más altas. Sí, las herramientas de carburo tienen un costo más alto. Sin embargo, las menores necesidades de mantenimiento y las ganancias de productividad significan que en aplicaciones de gran volumen o cuando se trabaja con materiales difíciles, estos beneficios superan los aspectos negativos.
P: ¿Las aplicaciones de las fresas de HSS son las mismas que las de las fresas de carburo?
R: Existe cierta superposición de aplicaciones, pero las fresas de carburo y HSS se utilizan mejor en diferentes escenarios. EL CARBURO DE TUNGSTENO es adecuado para mecanizar materiales más blandos, volúmenes de producción bajos y configuraciones menos rígidas. El uso general y los cambios/reafilados frecuentes de herramientas son aceptables. Las brocas HSS también son fáciles de usar. Las fresas de carburo dominan a alta velocidad, trabajando más duro con materiales más frágiles, tolerancias más ajustadas y tareas de corte de larga duración en comparación con las HSS. También hay muchas operaciones de este tipo en las que las herramientas HSS serían poco prácticas o imposibles de usar, pero las herramientas de carburo pueden realizarlas.
P: ¿Cómo influye la formabilidad del carburo en su utilización en comparación con la formabilidad del HSS?
R: El bajo valor de tenacidad del cobalto en comparación con las fresas de HSS sugiere que las fresas de cobalto tienen una alta probabilidad de astillarse y romperse si no se manejan correctamente. Este rasgo característico aumenta la necesidad de centrarse más en la orientación adecuada del producto, herramientas de corte sustanciales y parámetros precisos. El HSS, por otro lado, al ser menos frágil, es más tolerante con las malas condiciones, lo que lo hace ideal para su uso por parte de operadores menos capacitados y para otros casos en los que se utilizan máquinas más antiguas o menos precisas. Por el contrario, la fragilidad del cobalto tiene la ventaja de verse compensada por su excelente resistencia a la abrasión y la retención de bordes de corte relativamente afilados, lo que favorece sus propiedades operativas en muchas áreas.
Fuentes de referencia
1. Título: Mecanizado de acero VP20ISOF con herramientas de carburo reafiladas en fresado de extremos
- Autores: Ricardo Ribeiro Moura, AR Machado
- Fecha de publicación: 2013-06-10
- Resumen: Esta investigación compara el rendimiento de las herramientas de fresado de carburo cementado con recubrimiento integral reafiladas y las herramientas nuevas durante el mecanizado de aceros duros empleados en los sectores de matrices y moldes. El enfoque de esta investigación se centra en la vida útil de la herramienta, los mecanismos de desgaste y la eficacia de los recubrimientos (TiAlN y AlCrN). Se ha visto que el rendimiento de las herramientas reafiladas es satisfactorio e igual al de las herramientas nuevas, lo que significa que las herramientas de carburo pueden seguir siendo efectivas después de ser reafiladas.
- Metodología: Los investigadores utilizaron un diseño factorial para variar las velocidades de las mesas de corte y otras condiciones de las herramientas para examinar su desgaste y vida útil experimentalmente.
2. Título: Evaluación del rendimiento de herramientas de carburo recubiertas de TiCN y sin recubrimiento cuando se utilizan para el fresado de extremos de aleación de titanio titanio-6 aluminio-4 vanadio
- Autores: Mohruni A S.
- Fecha de publicación: 2005-08-09
- Resumen: En este artículo, el autor evalúa el rendimiento de corte de las fresas de carburo de tungsteno sin revestimiento y las fresas de carburo de tungsteno revestidas con carbonitruro de titanio (TiCN) durante el fresado de la aleación de titanio Ti-6Al-4V. La investigación indica que, a bajas velocidades de corte, las herramientas sin revestimiento tienen un mejor rendimiento que las revestidas con TiCN y viceversa a velocidades más altas.
- Metodología: La investigación en este artículo se basó en la experimentación y comparación de ambos tipos de herramientas utilizando diferentes velocidades de corte y midiendo el desgaste de la herramienta, la vida útil de la herramienta y las fuerzas de corte.
3. Título: Evaluación de la relevancia del radio de punta de la fresa de extremo PCD en el mecanizado de alta velocidad de aleación de titanio Ti-6Al-4V
- Autores: Sarwar Ali Abbasi, P. Feng
- Fecha de publicación: 13-01-2015
- Resumen: Este trabajo examina el efecto de los radios de punta en el rendimiento de la fresa de PCD durante el mecanizado de aleación de titanio Ti-6Al-4V. Los resultados indican que los radios de punta más pequeños reducen la fuerza de corte y la rugosidad de la superficie.
- Metodología: La investigación utilizó análisis numéricos de elementos finitos 3D para evaluar los efectos de varios radios de punta sobre las fuerzas de corte y la distribución del calor.
4. Título: UNA COMPARACIÓN DEL RENDIMIENTO DE LAS FRESAS DE EXTREMO DE MICROBOLAS PCD EN EL MECANIZADO DE CARBURO DE TUNGSTENO DE GRANO ULTRAFINO
- Autores: Arezo Vallen
- Año de publicación: 2016
- Resumen: Este artículo detalla cómo las microfresas BL-PCD superan a las herramientas PCD convencionales en el mecanizado extendido de carburo de tungsteno de grano ultrafino. Esta investigación muestra los avances en la durabilidad y la finura de la superficie de las herramientas BL-PCD en la fabricación de artículos.
- Metodología: Se realizó una secuencia de pruebas metódicas de desgaste de la herramienta y condición superficial de la pieza terminada para diferentes procesos y condiciones de mecanizado.
Breve sinopsis de los hallazgos más importantes
- Rendimiento de las herramientas de carburo: aparentemente, las herramientas de carburo se pueden reafilar y cambiar, y funcionan tan bien como las herramientas nuevas. Esto significa que son bastante efectivas y duraderas en el proceso de mecanizado.
- Ángulo de velocidad de corte: La velocidad de corte tiene un efecto pronunciado en el rendimiento de las herramientas HSS y de carburo, ya que son bastante opuestas entre sí. El rendimiento de las herramientas de carburo es mayoritariamente superior al HSS a mayor velocidad.
- Impacto del radio de la punta: La geometría de la herramienta junto con el radio de la punta mejora la eficiencia de corte y la textura de la superficie, en una variedad de velocidades operativas, sin embargo, el mecanizado de alta velocidad depende más de estos atributos.
- Caracterización del material: Las herramientas de carburo son ideales para operaciones exigentes sobre HSS porque la resistencia al desgaste y la calidad de la superficie dependen en gran medida del tipo de material de la herramienta.
Brocas de acero de primera calidad de la fábrica SAMHO de China
