El acero inoxidable ha sido durante mucho tiempo uno de los principales materiales de ingeniería.
Los productos de acero inoxidable son comunes en diversos sectores industriales; como turbo maquinaria, utensilios de cocina, ingeniería aeroespacial, aplicaciones médicas, de petróleo y gas, y alimentos. La propiedad más importante del acero inoxidable explica la amplia utilización del material: su resistencia a la corrosión.
Generalmente los términos acero "inoxidable" y "acero resistente a la corrosión" se utilizan como sinónimos, así como otros términos como acero anti-oxidación, acero inox y acero no corrosivo.
Inoxidable, que originalmente significaba "libre de manchas rojas de óxido", se desarrolló para prevenir la oxidación del hierro. La corrosión es causada por reacciones químicas y físico-químicas. Existen diferentes tipos de corrosión.
El acero inoxidable se puede dividir en los siguientes grupos, según sus principales características funcionales:
• Acero resistente a la corrosión: resistente a la corrosión bajo condiciones normales
• Acero resistente a la oxidación o al óxido: resistente a la corrosión bajo altas temperaturas y en entornos agresivos
• Acero termorresistente o de alta temperatura: no cambia su resistencia bajo estrés por alta temperatura
Por lo tanto, el acero resistente a la corrosión puede considerarse un tipo de acero inoxidable. Las características funcionales de estos grupos de acero inoxidable determinan la elección de un grado de acero como material para el diseño de herramientas de corte. Para un fabricante involucrado en el maquinado de acero inoxidable, el parámetro clave es la maquinabilidad. La maquinabilidad del acero inoxidable se relaciona con su contenido de acero y estructura. Por tanto, el acero inoxidable se clasifica en los siguientes tipos:
• Acero inoxidable al cromo
- Ferrítico
- Martensítico y ferrítico-martensítico
• Acero inoxidable al cromo-níquel
- Austenítico y súper austenítico
- Dúplex (ferrítico-austenítico)
Además, existe una categoría diferente de acero inoxidable de endurecimiento por precipitación (PH), que puede ser tanto martensítico como semi-austenítico.
El acero inoxidable pertenece a uno u otro de los tipos, lo que permite estimar la maquinabilidad y seleccionar la herramienta de corte requerida. En el diseño de herramientas de corte, el tipo de acero inoxidable es un factor importante para dar forma a la geometría de corte, elegir el material de la herramienta (particularmente el grado de carburo) y el suministro de refrigerante.
Desde el punto de vista de la maquinabilidad, los aceros inoxidables ferrítico y martensítico son muy similares al acero de alta aleación. Es por ello que la norma ISO 513, que especifica los principales grupos de aplicaciones de herramientas de corte, clasifica el acero inoxidable ferrítico y martensítico como ISO P. Sin embargo, las características de los aceros inoxidables austenítico, dúplex y PH son totalmente diferentes. Estos tipos de acero inoxidable presentan una maquinabilidad pobre y su maquinado se especifica como ISO M.
La maquinabilidad también se ve influenciada por el tratamiento térmico. Al cortar acero inoxidable ISO M, debido a la pobre maquinabilidad de este material, el filo de una herramienta de corte trabaja bajo condiciones de carga pesada.
• Debido a la mala conductividad térmica de éste acero, las altas temperaturas causan una fractura térmica.
• El auto-endurecimiento, debido a la deformación del material durante el maquinado, provoca la deformación plástica y la fractura.
• La alta resistencia del material produce desgaste y roturas por fatiga intensivos.
• La tendencia a la adhesión del material contribuye al recrecimiento de filo.
El grupo de aplicaciones ISO S considera el maquinado de superaleaciones termorresistentes (HTSA), titanio y aleaciones de titanio. Entre la amplia gama de las superaleaciones termorresistentes, existen las aleaciones en base a hierro; éstas son aceros inoxidables termorresistentes y su maquinabilidad deja mucho que desear.
Así pues, el acero inoxidable es una clase completa de materiales de ingeniería, que se diferencian por su contenido, propiedades y maquinabilidad. El maquinado de aceros inoxidables requiere herramientas de diversas geometrías de corte y materiales, que cubren tres grupos principales de aplicación: ISO P, M y S.
La industria metalmecánica necesita herramientas cada vez más efectivas para el maquinado de aceros inoxidables; los productores de herramientas de corte están siempre en la búsqueda de respuestas adecuadas a las crecientes demandas de la industria. A pesar de la larga historia del maquinado de aceros inoxidables, los fabricantes de herramientas de corte siguen encontrando nuevas fuentes de desarrollo innovador y mejorando las soluciones existentes. Los más recientes productos de ISCAR, uno de los líderes mundiales en herramientas de corte, apoyan claramente esta conclusión.
Herramientas para torneado
Con base en su experiencia acumulada, ISCAR ha desarrollado tres nuevos conformadores de viruta para insertos de torneado ISO. Los conformadores de viruta determinan el perfil de la superficie de desprendimiento de un inserto. Se denominan R3M, M3M y F3 y especifican sus principales campos de aplicación: operaciones de torneado de desbaste, medio y acabado de acero inoxidable. Se utilizan en el diseño de insertos para torneado positivos y negativos. Las características típicas de los conformadores de viruta son un deflector de forma especial para un mejor control de viruta y una superficie ondulada para evitar que la viruta se atasque. El modelado 3D del flujo de viruta contribuye importantemente a la forma del deflector durante la etapa de diseño. Para ayudar a identificar el conformador de viruta, hay un contorno grabado alrededor de la perforación del inserto y cada conformador de viruta se caracteriza por el número de curvas de contorno.
Los nuevos conformadores de viruta proporcionan un mayor rendimiento y aumentan la vida útil de la herramienta, en combinación con los más avanzados grados de carburo y la tecnología de tratamiento pos-recubrimiento SUMOTECH de ISCAR.
En la industria metalmecánica, las máquinas/herramienta automáticas tipo suizo son muy populares para la fabricación de piezas de acero inoxidable de pequeño tamaño, especialmente para aplicaciones aeroespaciales y de la industria médica. Los insertos de ranurado y torneado presentados recientemente con el nuevo conformador de viruta NX, que aumentan la línea SWISSCUT INNOVAL de ISCAR, se desarrollaron específicamente para estas máquinas/herramienta. El nuevo conformador de viruta mejora considerablemente el control de viruta en operaciones de maquinado de acero inoxidable. Como en el caso anterior, el modelado 3D de la conformación de viruta facilita encontrar la forma óptima del conformador de viruta.
Para operaciones de tronzado y ranurado, ISCAR lanzó al mercado dos nuevos grados de carburo con recubrimiento tipo PVD TiAlN para el maquinado de acero inoxidable: IC1010 para velocidades de corte medias a altas e IC1030 para velocidades de corte bajas a medias.
Herramientas rotacionales
Las capacidades técnicas de una herramienta de corte son determinadas en gran medida por las propiedades del material. Para el barrenado de acero inoxidable, muchos de los últimos desarrollos de ISCAR buscan crear un mejor material para herramientas, lo que ha dado resultado en dos nuevos grados de carburo: IC806 e IC5500. El grado IC806 con recubrimiento tipo PVD se dedica principalmente al barrenado profundo de acero inoxidable termorresistente difícil de maquinar (grupos ISO S e ISO M), mientras el grado IC5500, que ofrece un nuevo sustrato y recubrimiento tipo CVD, garantiza un alto desempeño en operaciones de barrenado de acero inoxidable ferrítico y martensítico (grupo ISO P).
Los impresionantes resultados del grado de carburo IC5500 en operaciones de barrenado tuvieron un impacto directo en la expansión de su gama de aplicación. El grado fue posteriormente integrado a la línea de productos intercambiables para fresado. La familia de cortadores para fresado con insertos redondos se expandió recientemente con nuevas herramientas destinadas al maquinado de perfiles, especialmente para superficies de álabes de turbomaquinaria. Los nuevos insertos están disponibles en dos versiones de diseño. La primera, producida en el grado IC5820, está destinada al maquinado de aceros inoxidables austeníticos, dúplex y de endurecimiento por precipitación (grupos ISO M e ISO S). La segunda versión, fabricada en el grado de carburo IC5500, está destinada al fresado de aceros ferríticos y martensíticos (grupo ISO P). El uso del grado IC5500, está bien comprobado en operaciones de barrenado; el material del inserto redondo permite velocidades de corte considerablemente mayores.
La recientemente desarrollada familia de cortadores verticales de carburo sólido de cinco gavilanes representa una solución interesante para mejorar el desempeño del maquinado de acero inoxidable austenítico, dúplex y endurecido por precipitación (grupos ISO M e ISO S). El concepto del cortador vertical utiliza el principio a prueba de vibraciones de los reconocidos productos CHATTERFREE de ISCAR: paso angular variable y segmentos de diferente ángulo de hélice en los gavilanes. Un nuevo elemento es un mecanismo de control de desgaste de sub-gavilanes. Los cortadores verticales se fabrican en el nuevo grado de carburo submicrón IC608 con recubrimiento tipo PVD. La combinación del enfoque sin vibraciones, chatter-free, los sub-gavilanes, un centro de corte cónico reforzado y el grado avanzado resistente al desgaste en el diseño del cortador vertical, ofrecen una vida útil de la herramienta notablemente mayor.
Refrigeración efectiva: una plataforma para el éxito
Al maquinar acero inoxidable difícil de maquinar, el suministro eficiente de refrigerante frecuentemente es un factor importante para optimizar el desempeño. Las cortador para ranurado TANGSLIT con canales de refrigerante dirigidos a cada filo, presentados en años recientes, ofrecen una buena solución a los clientes. Los cortadores, adecuados para una presión de refrigerante baja (hasta 10 bar) o alta (hasta 340 bar), alcanzan velocidades de corte crecientes de hasta un 50% y garantizan la eliminación eficiente de la viruta y un mejor acabado superficial.
En respuesta a la creciente demanda de maquinado con refrigerante a alta presión, ISCAR añade nuevos adaptadores con canales internos para refrigerante a sus herramientas de roscado. Los adaptadores utilizan insertos sumamente económicos con 10 filos de corte.
La demanda por herramienta cada vez más eficiente para el maquinado de acero inoxidable requiere de una respuesta adecuada de los fabricantes de herramienta de corte. Una gran competencia y experiencia, multiplicadas por nuestra iniciativa innovadora; esto es el punto decisivo y el camino a seguir. ISCAR cuenta con la determinación y continuará aplicando esta práctica en desarrollos futuros.
