Vistas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2024-08-23 Origen:www.starfishmachine.com
Las cortadoras e insertos de cerámica y cermet se han vuelto cada vez más populares en la industria del mecanizado debido a su capacidad para soportar altas temperaturas y su excepcional dureza. Estas propiedades los hacen adecuados para el corte y mecanizado a alta velocidad de materiales duros como aceros endurecidos y superaleaciones. Sin embargo, a pesar de sus ventajas, existen varias desventajas asociadas con el uso de cortadores e insertos de cerámica y cermet. Comprender estos inconvenientes es crucial para tomar decisiones informadas en las operaciones de mecanizado.
Una de las principales desventajas de las fresas de cerámica y cermet es su fragilidad. A diferencia de los insertos de carburo, que pueden absorber cierto grado de impactos y vibraciones, los materiales cerámicos y cermet son mucho más propensos a agrietarse y astillarse. Esta fragilidad los hace inadecuados para aplicaciones que impliquen cortes interrumpidos u operaciones en las que la herramienta esté sometida a impactos repentinos. Por ejemplo, en operaciones de fresado en las que la herramienta entra y sale repetidamente de la pieza de trabajo, los insertos cerámicos corren un mayor riesgo de fracturarse.
Para mitigar este problema, los fabricantes suelen reforzar los materiales cerámicos con bigotes de carburo de silicio, que actúan como fibras para mejorar la dureza de la matriz cerámica. Sin embargo, incluso con estos refuerzos, las fresas cerámicas siguen siendo más frágiles en comparación con las herramientas de carburo. Esta limitación requiere un manejo cuidadoso y condiciones de mecanizado específicas para evitar fallas prematuras de la herramienta.
Las cortadoras de cerámica y cermet son muy sensibles al choque térmico, que ocurre cuando hay un cambio rápido de temperatura. Esta sensibilidad puede provocar grietas o astillas en el filo. En las operaciones de mecanizado, el choque térmico puede ocurrir cuando el refrigerante se aplica de manera inconsistente o cuando la herramienta pasa entre las fases de corte y no corte. Por ejemplo, en operaciones de corte interrumpidas, la herramienta se calienta repetidamente durante el corte y se enfría cuando no está en contacto con la pieza de trabajo, lo que genera ciclos térmicos que pueden dañar la herramienta.
Para reducir el riesgo de choque térmico, es esencial mantener una aplicación constante de refrigerante o, en algunos casos, evitar su uso por completo. Sin embargo, este enfoque puede limitar la versatilidad de las herramientas cerámicas y cermet, haciéndolas menos adecuadas para ciertos entornos de mecanizado donde es necesario refrigerante para controlar la temperatura de la pieza de trabajo y la evacuación de viruta.
Si bien las cortadoras de cerámica y cermet destacan en el mecanizado de alta velocidad de materiales duros, su rango de aplicación es relativamente limitado en comparación con las herramientas de carburo. Las cerámicas son particularmente efectivas para mecanizar materiales ferrosos duros y superaleaciones a base de níquel, pero son menos adecuadas para materiales más blandos o con niveles de dureza más bajos. Por ejemplo, las cerámicas no se recomiendan para mecanizar materiales ferrosos con una dureza inferior a 42 Rc debido a posibles problemas de reacción.
Los cermets, que son una combinación de materiales cerámicos y metálicos, ofrecen una gama más amplia de aplicaciones en comparación con la cerámica pura. Sin embargo, todavía no alcanzan la versatilidad que ofrecen las herramientas de carburo. Los cermets se utilizan principalmente para operaciones de acabado y son menos efectivos en tareas de desbaste o mecanizado de alta resistencia.
El costo de las fresas e insertos de cerámica y cermet es generalmente más alto que el de las herramientas de carburo. Este mayor costo se atribuye a los complejos procesos de fabricación involucrados en la producción de estos materiales. Por ejemplo, los insertos cerámicos se someten a un proceso de prensado en caliente que utiliza calor externo y alta presión para eliminar la porosidad y lograr la dureza deseada. Además, moler y dar forma a materiales cerámicos requiere equipos y técnicas especializados, lo que aumenta aún más los costos de producción.
Además, las herramientas de cerámica y cermet ofrecen oportunidades limitadas de reafilado o reacondicionamiento. Una vez que el filo está desgastado o dañado, a menudo es necesario reemplazar la herramienta por completo, lo que genera mayores costos de herramientas con el tiempo. Esta limitación hace que las herramientas cerámicas y cermet sean menos rentables para aplicaciones donde se requieren cambios frecuentes de herramientas.
Los patrones de desgaste de las fresas de cerámica y cermet difieren significativamente de los de las herramientas de carburo. Los insertos cerámicos, por ejemplo, tienden a mostrar descamación a lo largo del filo debido a las presiones causadas por el desgaste del flanco. Si bien esta descamación puede exponer un borde nuevo y más afilado en operaciones de desbaste, también puede provocar un rendimiento impredecible de la herramienta y una reducción de la calidad del acabado superficial en operaciones de acabado.
Las herramientas Cermet, por otro lado, son químicamente más inertes que el carburo, lo que reduce la probabilidad de acumulación de bordes y desgaste de cráteres. Sin embargo, todavía enfrentan desafíos para mantener patrones de desgaste consistentes, especialmente en aplicaciones que involucran altas temperaturas y condiciones de corte agresivas. La necesidad de equilibrar la resistencia al desgaste con la tenacidad a menudo resulta en compensaciones que pueden afectar la vida útil y el rendimiento de la herramienta.
El mecanizado con fresas de cerámica y cermet plantea importantes exigencias a la máquina herramienta. Se requieren altas fuerzas de corte, avances agresivos y altas velocidades del husillo para lograr un rendimiento óptimo con estos materiales. Como resultado, la máquina herramienta debe estar en excelentes condiciones, con sistemas de lubricación, cojinetes de husillo y sistemas de guías lineales en buen estado. Cualquier holgura o juego en el movimiento de la máquina herramienta puede provocar vibraciones perjudiciales para las cortadoras de cerámica y cermet.
Además, el portaherramientas y la configuración deben ser rígidos para minimizar las deflexiones y vibraciones. Se recomienda el voladizo más corto posible y el uso de mangos de herramienta gruesos o barras de mandrinar para mejorar la estabilidad durante el mecanizado. Estos requisitos estrictos pueden limitar el uso de cortadores de cerámica y cermet a configuraciones y máquinas herramienta específicas, lo que reduce su flexibilidad general en un entorno de fabricación.
Si bien las cortadoras e insertos de cerámica y cermet ofrecen ventajas significativas en términos de dureza, resistencia al calor y capacidades de mecanizado de alta velocidad, también presentan varias desventajas. Su fragilidad, sensibilidad al choque térmico, rango de aplicación limitado, costos más altos, patrones de desgaste únicos y requisitos estrictos de las máquinas herramienta son factores importantes a considerar al seleccionar herramientas de corte para operaciones de mecanizado. Al comprender estos inconvenientes, los fabricantes pueden tomar decisiones informadas y optimizar sus procesos de mecanizado para lograr los mejores resultados posibles.
