Los materiales típicos para herramientas de carburo cementado incluyen principalmente carburo cementado a base de carburo de tungsteno, carburo cementado a base de TiC(N), carburo cementado con adición de TaC (NbC) y carburo cementado de grano ultrafino. El rendimiento de los materiales de carburo cementado depende principalmente de las fases de refuerzo añadidas.
Carburo cementado con TaC añadido (NbC)
Añadir TaC (NbC) al carburo cementado es un método eficaz para mejorar su rendimiento. En aleaciones de TiC/Ni/Mo, la sustitución de parte del TiC por carburos como WC y TaC, que ofrecen mayor tenacidad, mejora el rendimiento del carburo cementado y amplía su gama de aplicaciones. La adición de WC y TaC mejora:
● Dureza
● Módulo elástico
● Resistencia a la deformación plástica
● Resistencia a altas temperaturas
También mejora la conductividad térmica y la resistencia al choque térmico, lo que hace que la herramienta sea más adecuada para el corte interrumpido. En aleaciones de WC-Co, el rendimiento se puede mejorar añadiendo entre un 0,5 % y un 3 % (fracción másica) de carburos como TaC, NbC, Cr₃C₂, VC, TiC o HfC. Los principales objetivos incluyen:
● Refinamiento de grano
● Mantener una estructura cristalina uniforme sin recristalización significativa
● Aumenta la dureza y la resistencia al desgaste sin comprometer la tenacidad.
Además, estos aditivos mejoran:
● Dureza a altas temperaturas
● Resistencia a altas temperaturas
● Resistencia a la oxidación
Durante el corte, se forma una película de óxido resistente y autocompensante que resiste el desgaste adhesivo y difusivo al mecanizar ciertos metales o aleaciones. Esto mejora la resistencia al desgaste de la herramienta y aumenta su capacidad para resistir el desgaste por cráter y el desgaste en el flanco. Estas ventajas se acentúan a medida que aumenta el contenido de cobalto en el carburo cementado.
● El carburo cementado con 1% a 3% (fracción de masa) de TaC (NbC) puede mecanizar diversos hierros fundidos, incluidos el hierro fundido extraduro y el hierro fundido aleado.
Las aleaciones bajas en cobalto con un contenido de TaC (NbC) del 3 % al 10 % (fracción másica), como YG6A, YG8N e YG813, son versátiles. Permiten procesar:
Hierro fundido refrigerado
Hierro fundido dúctil
Metales no ferrosos
Materiales difíciles de mecanizar como acero inoxidable, acero endurecido y aleaciones de alta temperatura.
Estas se conocen comúnmente como aleaciones de uso general (YW). Aumentar adecuadamente el contenido de cobalto mejora la resistencia y la tenacidad de este tipo de carburo cementado, lo que lo hace adecuado para el mecanizado en desbaste y el corte interrumpido de materiales difíciles de mecanizar. Sus aplicaciones incluyen:
● Revestimiento de piezas fundidas y forjadas de acero de gran tamaño
● Torneado, cepillado y fresado de acero austenítico y aleaciones resistentes al calor
● Mecanizado con grandes ángulos de ataque, grandes secciones de corte y velocidades medias a bajas
● Torneado de desbaste en tornos automáticos, semiautomáticos y multiherramienta
● Fabricación de taladros, fresas madre y otras herramientas con alta resistencia de corte**
En las aleaciones WC-TiC-Co, un contenido excesivo de TiC aumenta la sensibilidad al agrietamiento térmico, lo que resulta en una mayor fragilidad. Añadir TaC a las aleaciones WC-Ti-Co con bajo contenido de TiC y alto contenido de cobalto mejora:
● Dureza
● Resistencia al calor
● Resistencia a la oxidación
Mientras que el TiC reduce la resistencia al choque térmico, el TaC la compensa, lo que la hace adecuada para operaciones de fresado. Alternativas más económicas, como los carburos de NbC o Hf-Nb (fracción másica: Hf-60%, Nb-40%), pueden sustituir al TaC. En aleaciones de TiC-Ni-Mo, la adición simultánea de TiN, WC y TaC mejora significativamente:
● Dureza
● Resistencia a la flexión
● Resistencia a la oxidación
● Conductividad térmica
a altas temperaturas (900–1000°C).
Carburo cementado de grano ultrafino
El refinamiento de los granos de carburo cementado reduce el tamaño de la fase dura, aumentando así su superficie y la resistencia de unión entre ellos. La fase aglutinante se distribuye de forma más uniforme, mejorando:
Dureza
Resistencia al desgaste
Aumentar adecuadamente el contenido de cobalto también mejora la resistencia a la flexión. El carburo cementado de grano ultrafino, compuesto por partículas extremadamente pequeñas de WC y Co, combina:
La alta dureza del carburo cementado
La resistencia del acero de alta velocidad
Comparaciones de tamaño de grano:
Carburo cementado ordinario: 3–5 μm
Carburo cementado de grano fino general: ~1,5 μm
Aleaciones de grano submicrónico: 0,5–1 μm
Carburo cementado de grano ultrafino: tamaño de grano WC inferior a 0,5 μm
El refinamiento del grano mejora:
Dureza
Resistencia al desgaste
Resistencia a la flexión
Resistencia al astillado
Dureza a alta temperatura
En comparación con el carburo cementado ordinario de la misma composición, el carburo cementado de grano ultrafino ofrece:
Aumento de dureza de más de 2 HRA
Aumento de la resistencia a la flexión de 600 a 800 MPa
Propiedades típicas:
Contenido de cobalto: 9%–15%
Dureza: 90–93 HRA
Resistencia a la flexión: 2000–3500 MPa
Los grados producidos en China incluyen YS2 (YG10H, YG10HT), YM051 (YH1), YM052 (YH2), YM053 (YH3), YD05 (YC09), YD10 (YG1101), B60, YG610, YG643 y YD05. Debido a sus granos extremadamente finos, el carburo cementado de grano ultrafino se puede rectificar hasta obtener bordes de corte muy afilados con baja rugosidad superficial, lo que lo hace ideal para herramientas de precisión como:
Broches
Escariadores
Placas de cocción de precisión
Destaca en el mecanizado con pequeñas profundidades de corte y velocidades de avance. También es adecuado para herramientas de pequeño tamaño como:
pequeños taladros
Fresas pequeñas
Broches pequeños
Placas de cocción pequeñas
Al reemplazar las herramientas de acero de alta velocidad, su vida útil es de 10 a 40 veces mayor, pudiendo superar las 100 veces. Las herramientas de carburo cementado de grano ultrafino son especialmente adecuadas para el mecanizado:
Aleaciones de alta temperatura a base de hierro y níquel
Aleaciones de titanio
Aceros inoxidables resistentes al calor
Materiales pulverizados, soldados y revestidos (por ejemplo, a base de hierro, a base de níquel, a base de cobalto, polvos de aleación autofundentes superduros, series de cobalto-cromo-tungsteno)
Aceros de ultra alta resistencia
Aceros endurecidos
Materiales de alta dureza como fundiciones enfriadas con alto contenido de cromo y níquel
Al mecanizar materiales difíciles de mecanizar, su vida útil es de 3 a 10 veces más larga que la del carburo cementado común.
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Hora de publicación: 14 de julio de 2025
