Carburos Metálicos o Metales Duros (HM) (FRANCIS)

Los metales duros hacen posible un gran aumento de la capacidad de corte de la herramienta. Los componentes principales de un metal duro son el volframio y el Titanio, además del cobalto y el carbono. El metal duro es caro y se suelda en forma de plaquetas normalizadas sobre los mangos de la herramienta que pueden ser de acero barato. Con temperaturas de corte de 900 º aunque tienen buenas propiedades de corte y se puede trabajar a grandes velocidades. Con ello se reduce el tiempo de trabajo y además la gran velocidad de corte ayuda a que la pieza con la que se trabaja resulte lisa. Es necesario escoger siempre para el trabajo de los diferentes materiales la clase de metal duro que sea más adecuada.

Los carburos metálicos se forman con metales de transición como el wolframio o el titanio. A menudo no tienen una estequiometria definida. Esto se debe a que el carbono ocupa posiciones libres tetraédricas en la estructura del metal. Las sustancias formadas se caracterizan por su elevada resistencia mecánica y térmica con puntos de fusión del orden de unos 3000 a 4000 ºC y se utilizan en la elaboración de utensilios de cerámica, componentes de maquinaria y en herramientas para mecanizado rápido y mecanizado de metales duros de difícil mecanización.

Las herramientas de mecanizar recubiertas de carburo metálico, también son denominadas de cermet, y ofrecen la ventaja de una mayor duración de la herramienta. Se emplean en el mecanizado de todo tipo de metales y permiten unas velocidades de corte muy elevadas. Las fundiciones de aluminio, por ejemplo, con la presencia de cristales de silicio de elevada dureza requieren obligatoriamente el uso de herramientas de carburo metálico. Los distintos fabricantes de herramientas de carburos metálicos tienen distintas gamas y calidades, en función de las condiciones de corte requeridas.

Wolframio (LEONARDO)

El wolframio es un elemento muy utilizado para la fabricación de aceros para herramientas, empleándose en especial en los aceros rápidos, aceros para herramientas de corte, y aceros para trabajos en calientes. Sirve para aumentar la dureza a elevadas temperaturas y evitan que se desafilen o ablanden las herramientas, aunque lleguen a calentarse a 500° ó 600°C. También se usa para la fabricación de aceros para imanes.

El wolframio se disuelve ligeramente en la ferrita y tiene una gran tendencia a formar carburos. Los carburos de wolframio tienen gran estabilidad.

Titanio

Se suelen añadir pequeñas cantidades de titanio a algunos aceros muy especiales para desoxidar y afinar el grano. El titanio tiene gran tendencia a formar carburos y a combinarse con el nitrógeno. En los aceros inoxidables cromo-níquel, actúa como estabilizador de los carburos y evita la corrosión ínter cristalina.

Clasificación

Mono carburos: Su composición es uno de los carburos descritos anteriormente, y su aglutinante es el Co. Ejemplo: WC, es carburo de wolframio (carburo de tungsteno, comercialmente).

Bicarburos: En su composición entran sólo dos clases de granos de carburos diferentes, el Co es el aglomerante básico. Ejemplo: WC +TiC con liga de Co.

Tricarburos: En su composición entran las tres clases de granos de carburos: W, Ti, y Ta. El Co, o el Ni son los aglomerantes. Ejemplo: WC +TiC + TaC; con liga de Co.

Características (ALEXANDRA)

El carburo metálico, es una aleación muy dura y frágil. El TiC aumenta su resistencia térmica y su resistencia al desgaste pero también aumenta

su fragilidad. Los bicarburos poseen menor coeficiente de fricción que los mono carburos. Los mono carburos son menos frágiles que los bicarburos. El cobalto, aumenta la ductilidad pero disminuye la dureza y la resistencia al desgaste. Se pueden alcanzar velocidades de más de 2500 m/min. Poseen una dureza de 82-92 HRA y una resistencia térmica de 900-1100° C. En el mecanizado se debe controlar lo mejor que se pueda la temperatura, pues, en el

mecanizado de aceros corrientes la viruta se adhiere a los mono carburos a Temp. de 625-750° C. y en los bicarburos a una Temp. de 775-875° C. Esto implica buena refrigeración en el mecanizado.

Las herramientas de HM, se fabrican en geometrías variadas y pequeñas, el cual se une al vástago o cuerpo de la herramienta a través de soldadura básicamente, existiendo otros medios mecánicos como tornillos o pisadores.