ALEACIONES PARA HERRAMIENTAS

Presentación del tema: "ALEACIONES PARA HERRAMIENTAS"— Transcripción de la presentación:

1 ALEACIONES PARA HERRAMIENTAS
DISEÑO DE HERRAMIENTAS David Bejarano Carvajal Jorge Guerra Benjumea

2 Concepto de aleación Mezcla homogénea de propiedades metálicas
Compuesta de dos o mas elementos donde por lo menos uno es un metal Fe Al Cu Pb P C Si S As

3 Analogía Agua-sal Soluto + Solvente

4 Cristalografía Estado cristalino Estructura cristalina

5 La aleación es una solución solida
Sustitusional Intersticial

6 SOLUCIÓN SÓLIDA SUBSTITUCIONAL

7 SOLUCIÓN SÓLIDA INTERSTICIAL

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9 Reglas de Hume-Rothery
se establecen las condiciones necesarias que debe presentar una solución sólida total acorde a los átomos del soluto y del solvente Radio atómico de los elementos debe ser relativamente igual. Tamaños de los radios atómicos de soluto y solvente no sean mayor a un 15% (del tamaño del solvente) Tipos de celdas cristalinas similares. El metal de menor valencia es el solvente. Si hay alta afinidad química, se forman compuestos.

10 Elwood Haynes 1922 Aleaciones de metal estelita
Acero inoxidable martensitico

11 Estelita (Stellite) Cobalto-cromo
Diseñado para que un material tuviese resistencia al desgaste tungsteno o molibdeno Carbono

12 COMPOSICIÓN 45 al 50 % de Cobalto 15 al 20 % de Tugsteno
25 al 30 % de Cromo 1.5 al 2.5 % de Carbono

13 MICROGRAFÍA AMPLIADA 100 VECES
CARACTERÍSTICAS Son obtenidas por fusión y envasadas en moldes luego dimensionadas por rectificado. No son templables. Estructura costituída por carbonatos en forma de agujas en una matriz de cobalto. MICROGRAFÍA AMPLIADA 100 VECES

14 Su principal ventaja: mantienen elevada dureza en caliente (700 a 800°C).
En temperatura ambiente la dureza oscila entre 64 y 65 HRC. La denominación comercial depende de la casa fabricante, algunas de ellas son: Stellite Tantung Steltan.

15 Relaciones típicas de dureza en caliente para materiales de herramienta seleccionados. Los aceros al carbono muestran una rápida pérdida de dureza conforme aumenta la temperatura. Los aceros de alta velocidad son sustancialmente mejores, mientras que los carburos cementados y los cerámicos son significativamente más duros a temperaturas elevadas.

16 Influencia de los elementos aleados en forma de solución sólida en las propiedades mecánicas de los metales base.

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18 1. Curva de solidificación de un metal puro
2. Curva de solidificación de una aleación de los metales

19 Valores típicos de dureza a temperatura ambiente y resistencia a la ruptura transversal para varios materiales de herramienta. MATERIAL RESISTENCIA A LA RUPTURA TRANSVERSAL DUREZA Lb/pulg (Mpa) Acero al carbono HRC (5.200) Acero de alta velocidad HRC (4.100) Aleación de fundición de cobalto HRC (2.250) Carburo cementado (WC) Bajo contenido de Co HRA, HK (1.400) Alto contenido de Co HRA, HK (2.400) Cermet (TiC) HK (1.700) Alúmina (Al2O3) HK (400) Nitruro Cúbico de boro HK (700) Diamante policristalino HK (1.000) Diamante natural HK (1.500)

20 AÑO DE VELOCIDAD PERMISIBLE DE CORTE
Materiales de herramientas de corte con sus datos aproximados de uso inicial y velocidades de corte permisibles AÑO DE VELOCIDAD PERMISIBLE DE CORTE MATERIAL DE HERRAMIENTA USO INICIAL PIES/MIN (M/MIN) Acero de herramienta al carbono s Corte de metales (10) Corte de acero (5) Acero de alta velocidad Corte de metales – (25 – 65) Corte de acero – (17 – 33) Aleaciones de fundición de cobalto Corte de metales – (50 – 200) Corte de acero – (33 – 100) Carburos cementados (WC) Corte de metales – (330 – 650) Corte de acero – (100 – 300) Cermets (TiC) Corte de acero – (165 – 400) Cerámicos Corte de acero – (330 – 650) Diamantes sintéticos – 1.973 Corte de metales – (390 – 1.300) Nitruro de boro cúbico Corte de acero – (500 – 800) Carburos recubiertos Corte de acero – (165 – 400)

21 STELLITE El Estelite o Stellite es una aleación de cobalto-cromo creada para aumentar la resistencia al desgaste de los metales. Puede también contener tungsteno y una cantidad pequeña, pero importante, de carbón. Es una marca registrada de Deloro Stellite Company y fue inventado por Elwood Haynes a principios del siglo XX como substituto para los recubrimientos de cuberteria (en algunos países llamado "servicios") que debía ser limpiada frecuentemente.

22 STELLITE(Composición)
Hay un gran número de aleaciones de Stellite constituido de distintas proporciones de cobalto, níquel, hierro, aluminio, boro, carbono, cromo, manganeso, molibdeno, fósforo, azufre, silicio y titanio. La mayoría de las aleaciones pueden contener desde cuatro hasta seis de estos elementos.

23 STELLITE(Composición)

24 5. OTRAS ALEACIONES Duraluminio (Duralumin)
Compuesto por la aleación de: 3.5 – 5.5 % Cu. 0.2 – 2 % Mg. 0.3 – 1.2 % Mn. 0.1 – 1.5 % Si. 0.25 – 0.5 % Fe (Impurezas) y el resto Al. Se ha trabajado como material para máquinas herramientas sin tener acogida por su baja resistencia al calor. Fue originario de la compañía DURENER METALLWERKE.

25 La aleación recocida tiene: Resistencia a la tensión de 1.970 Kg/cm2.
Alargamiento del 22%. Dureza Brinell de 50. USOS PORCENTAJE Aviación Contrucción Utensilios y artefactos domésticos Htas. mecánicas y otras relacionadas con Ing. Mecánica Equipos de oficina Ferrocarriles Vehículos de carretera (motor) Construcción de barcos e Ing. Marina Plantas textiles 6 11 2 50 5 3 ANÁLISIS DE LOS USOS FINALES DE LAS ALEACIONES DEL ALUMINIO.

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