UNIVERSIDAD TÉCNICA LUIS VARGAS TORRES FACULTAD DE INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS INTEGRANTES: STEWART VARGAS ALEX ARGANDOÑA STALIN NARANJO FECHA: 15 DE AGOSTODEL.

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1 UNIVERSIDAD TÉCNICA LUIS VARGAS TORRES FACULTAD DE INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS INTEGRANTES: STEWART VARGAS ALEX ARGANDOÑA STALIN NARANJO FECHA: 15 DE AGOSTODEL 2016 TEMA: ACEROS DE ALTA VELOCIDAD

2 Las herramientas de acero de alta velocidad (HSS) es una especie de perfil metálico con un hueco tubular de corte transversal.se llaman así porque se desarrollaron, para maquinar a mayores velocidades de las que era posible hacerlo antes

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4 Los principales elementos de aleación en los HSS son el cromo, vanadio, tungsteno, cobalto y molibdeno. Para apreciar su función en las herramientas de corte, consulte la sección. Los efectos de los diversos elementos en los aceros y observe lo siguiente: Cromo: mejora la tenacidad, la resistencia al desgaste y la resistencia a temperaturas elevadas.

5  Vanadio: mejora la tenacidad, la resistencia a la abrasión y la dureza en caliente.  El tungsteno y el cobalto tienen efectos similares: mejoran la resistencia y la dureza en caliente.  Molibdeno: mejora la resistencia al desgaste, la tenacidad y la resistencia y dureza a la temperatura elevada.

6 Presentadas en 1915, las aleaciones de cobalto fundido tienen los siguientes intervalos de composición: de 38% a 53% de Co, de 30% a 33% de Cr y de 10% a 20% de W. Debido a su elevada dureza (comúnmente entre 58 y 64 HRC dureza Rockwell), tienen buena resistencia al desgaste y pueden mantener su dureza a temperaturas elevadas.

7 Carburos Poseen la tenacidad y resistencia al impacto requeridos, pero también tienen limitaciones importantes, en particular respecto de la resistencia y la dureza en caliente. No pueden utilizarse efectivamente donde existen altas velocidades de corte (y de ahí, altas temperaturas). Los dos grupos más importantes de carburos utilizados en maquinado son el carburo de tungsteno y el carburo de titanio. Carburo de tungsteno Consiste en partículas de carburo de tungsteno aglutinadas en una matriz de cobalto. Estas herramientas se manufacturan mediante técnicas de metalurgia de polvos (de ahí el término carburos sinterizados o carburos cementados),

8 Carburos microgramo. Las herramientas de corte también se producen con carburos de granos de tamaños submicroscópicos y ultra finos (micrograno). El tamaño del grano se encuentra en el intervalo de 0.2 a 0.8 µm (8 a 30 µ pulg). En una aplicación, con estos materiales se están produciendo micro brocas con diámetros del orden de 100 µmm (0.004 pulgada), que se utilizan en la fabricación de tarjetas de circuitos microelectrónicas. Carburos con gradientes funcionales. En estas herramientas, la composición del carburo en el inserto tiene un gradiente a través de la profundidad cercana a su superficie, en lugar de ser uniformes, como los insertos comunes de carburo.

9 Carburo de titanio El carburo de titanio (TiC) consiste en una matriz de níquel- molibdeno. Tiene una resistencia al desgaste mayor que la del carburo de tungsteno, pero no es tan tenaz. El carburo de titanio es adecuado para maquinar materiales duros, y para cortar a velocidades superiores a las apropiadas para el carburo de tungsteno. Insertos A las herramientas de acero de alta velocidad se les da forma en una sola pieza y se rectifican para proporcionarles diversas características geométricas, dichas herramientas incluyen insertos, brocas y cortadores para fresado y para engranes.

10 Métodos de montaje de insertos en portaherramientas: a)Con abrazaderas. b) con tornillos de sujeción. c) Ejemplos de insertos montados con tornillos de sujeción sin rosca, que se aseguran con tornillos laterales

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12 Los rompe virutas en los insertos tienen los propósitos de a) controlar el flujo de la viruta durante el maquinado; b) eliminar las virutas largas, Y c) reducir la vibración y el calor generado. Los avances cortos, las velocidades bajas y el traqueteo son dañinos porque tienden a dañar el filo de corte de la herramienta. Clasificación de los carburos Con la manufactura global que cada vez crece más rápidamente y el mayor uso de las normas ISO (Organización Internacional para la Estandarización), los grados de carburo se clasifican mediante las letras P, M y K. Debido a la amplia variedad disponible de composiciones de los carburos, los esfuerzos de la clasificación ISO, se comparan los grados ISO con los grados tradicionales clasificados por el American National Standards Institute (ANSI), que van de los grados C1 a C8.

13 La dificultad de maquinar estos materiales de manera eficiente y la necesidad de mejorar el desempeño en el maquinado de los materiales de ingeniería más comunes ha llevado a importantes desarrollos en herramientas recubiertas. Los recubrimientos tienen propiedades únicas, como: Menor fricción. Mayor adhesión. Mayor resistencia al desgaste y al agrietamiento. Actúan como una barrera para la difusión. Mayor dureza en caliente y resistencia al impacto.

14 Los materiales que suelen utilizarse para recubrimiento son el nitruro de titanio (TiN), el carburo de titanio (TiC), el carbonitruro de titanio (TiCN) y el óxido de aluminio (Al2O3), cuyo espesor varía por lo general de 2 a 15 µm (80 a 600 µpulg); se aplican sobre las herramientas y los insertos mediante dos técnicas, 1. Deposición química de vapor (CVD, por sus siglas en inglés), incluyendo la deposición química de vapor asistida por plasma. 2. Deposición física de vapor (PVD, por sus siglas en inglés).

15 Los recubrimientos para herramientas de corte y matrices (dados) deben tener las siguientes características generales: Alta dureza a elevadas temperaturas, para resistir el desgaste. Estabilidad química y neutralidad con respecto al material de la pieza de trabajo, para reducir el desgaste. Baja conductividad térmica, para evitar la elevación de la temperatura en el sustrato. Compatibilidad y buena unión o adherencia con el sustrato, para evitar la descamación o astillado. Poca o nada de porosidad en el recubrimiento, para mantener su integridad y resistencia.

16 Recubrimientos de nitruro de titanio. Los recubrimientos de nitruro de titanio tienen bajos coeficientes de fricción, dureza elevada, resistencia a temperaturas altas y buena adhesión al sustrato. En consecuencia, mejoran mucho la vida útil de las herramientas tanto de acero de alta velocidad como de carburo, los insertos para brocas y los cortadores. Esquema de los patrones característicos de desgaste en herramientas de acero de alta velocidad sin recubrir y con recubrimiento de nitruro de titanio.

17 Recubrimientos de carburo de titanio. Los recubrimientos de carburo de titanio sobre insertos de carburo de tungsteno tienen alta resistencia al desgaste del flanco al maquinar materiales abrasivos. Recubrimientos cerámicos. Debido a su neutralidad química, baja conductividad térmica, resistencia a las temperaturas elevadas y resistencia al desgaste del cráter y del flanco, los cerámicos son adecuados para recubrir materiales para herramientas. El recubrimiento cerámico más utilizado es el óxido de aluminio (Al2O3). Sin embargo, ya que son muy estables (no reactivos químicamente), por lo general, los recubrimientos de óxidos se unen con debilidad al sustrato.

18 Recubrimientos de fases múltiples. Las propiedades deseables de los recubrimientos, recién descritas, se pueden combinar y optimizar con el uso de recubrimientos de fases múltiples o multifásicos. Las aplicaciones típicas de las herramientas con recubrimientos de capas múltiples son las siguientes: 1. Corte de alta velocidad y continuo: TiC/Al2O3. 2. Corte de trabajo rudo y continuo: TiC/Al2O3/TiN. 3. Corte interrumpido ligero: TiC/TiC + TiN/TiN. También existen recubrimientos en capas múltiples alternas. El espesor de estas capas es de 2 a 10 mm, menores que los recubrimientos regulares de fases múltiples

19 Una herramienta típica recubierta con fases múltiples puede constar de las siguientes capas, empezando desde arriba, junto con sus funciones fundamentales: 1. TiN: baja fricción. 2. Al2O3: alta estabilidad térmica. 3. TiCN: reforzado con fibra, tiene un buen equilibrio de resistencia al desgaste del cráter y del flanco, en particular para corte interrumpido. 4. Sustrato delgado de carburo: alta tenacidad a la fractura. 5. Sustrato grueso de carburo: duro y resistente a la deformación plástica a temperaturas elevadas.

20 Recubrimientos de diamante. los recubrimientos de diamante y el carbono similar al diamante, se describe su uso como recubrimiento para herramientas de corte, sobre todo en los insertos de carburo de tungsteno y nitruro de silicio. También se han desarrollado recubrimientos de diamante nano cristalino en multicapas, con capas de unión de diamante que dan resistencia al recubrimiento.