PROCESOS DE FABRICACIÓN I

PROCESOS CON FORMACIÓN DE VIRUTA

CONSTITUYENTES DEL ACERO

EFECTOS DE ELEMENTOS EN ACEROS S: mejora maquinabilidad, ↓ resistencia al impacto y ductibilidad, daña calidad de superficie ysoldabilidad.

B: mejora templabilidad, pérdida maquinabilidad y formabilidad.

Ca: desoxida aceros, mejora tenacidad, formabilidad y maquinabilidad.

C: mejora templabilidad, resistencia, dureza, resistencia al desgaste; ↓ ductilidad, soldabilidady tenacidad.

Ce: controla forma de inclusiones, mejora tenacidad (aceros ↓ aleación ↑y resistencia),desoxida aceros.

Co: mejora resistencia y dureza a T° elevadas.

Cu: mejora resist. A corrosión atm., ↑ resistencia, afecta trabajo en caliente y calidadsuperficie.

EFECTOS DE ELEMENTOS EN ACEROS S: mejora maquinabilidad, ↓ resistencia al impacto y ductibilidad, daña calidad de superficie ysoldabilidad.

B: mejora templabilidad, pérdida maquinabilidad y formabilidad.

Ca: desoxida aceros, mejora tenacidad, formabilidad y maquinabilidad.

C: mejora templabilidad, resistencia, dureza, resistencia al desgaste; ↓ ductilidad, soldabilidady tenacidad.

Ce: controla forma de inclusiones, mejora tenacidad (aceros ↓ aleación ↑y resistencia),desoxida aceros.

Co: mejora resistencia y dureza a T° elevadas.

Cu: mejora resist. A corrosión atm., ↑ resistencia, afecta trabajo en caliente y calidadsuperficie.

EFECTOS DE ELEMENTOS EN ACEROS Cr: mejora tenacidad, templabilidad, resist. Al desgaste, a corrosión y a alta T°; ↑ profundidadde penetración.

P: mejora resist.,templabilidad, resist. A corrosión y maquinabilidad; ↓ ductilidad y tenacidad.

Mg: mismos efectos que el Ce.

Mn: mejora templabilidad, resist, a abrasión y maquinabilidad; desoxida acero fundido, ↓fragilización y soldabilidad.

Mo: mejora templabilidad, resist. Al desgaste, tenacidad, resist. A T° elevada, termofluencia ydureza, ↓ fragilización.

Nb: refina tamaño grano, mejora resist. Y tenacidad al impacto, ↓ T° transición ytemplabilidad.

Ni: mejora resist., dureza, resist. A corrosión y conductividad térmica, ↓ maquinabilidad.

EFECTOS DE ELEMENTOS EN ACEROS Pb: mejora maquinabilidad.

Se: mejora maquinabilidad.

Si: mejora resist., dureza, resist. A corrosión y conductividad térmica, ↓ maquinabilidad.

Ta: efecto similar al Nb.

Te: mejora maquinabilidad, formabilidad y tenacidad.

Ti: mejora templabilidad, desoxida aceros.

W: mismos efectos que Co.

V: mejora resist., tenacidad, resist. A abrasión y dureza a T° elevadas, inhibe crecimientograno en TT.

Zr: mismos efectos que Ce.

ACEROS La mayoría de los aceros utilizados industrialmente presentan una designaciónnormalizada expresada en cifras, letras y signos.

Ésta dará resultados diferentes según el enfoque que se quiera seguir.

ACEROS La mayoría de los aceros utilizados industrialmente presentan una designaciónnormalizada expresada en cifras, letras y signos.

Ésta dará resultados diferentes según el enfoque que se quiera seguir.

NORMAS APLICADAS

UNE-EN 10020:2001

COMPOSICIÓN QUÍMICA

Al carbono Bajo carbono (%C < 0,25)

Medio carbono (0,25 < %C < 0,55)

Alto carbono (2 > %C > 0,55)

Aleados Baja aleación (elemento aleante < 5%)

Alta aleación (elemento aleante > 5%)

Inoxidables

CALIDAD

No aleados. De calidad.

Especiales.

Aleados. De calidad.

Especiales.

Inoxidables. Contenido Níquel.

Características físicas.

APLICACIÓN

Construcción.

Uso general.

Temple y revenido.

Inoxidables.

para httas y mecanizado.

Rápidos.

UNE 36010

SAE Al carbono (muy bajo, bajo, medio y alto)

De media aleación (aceros al Mn)

De fácil mecanizado o aceros resulfurados.

Aleados.

Inoxidables.

De alta resistencia y baja aleación.

Para herramientas.

MAQUINABILIDAD Propiedad de los materiales para comparar facilidad de mecanizado.

3 factores para determinar:

Clasificación del material.

Geometría del filo que se utilizará.

Material de la htta. De corte.

GRUPO DE MATERIALES DE PIEZA Según Norma ISO, existen 6 grupos con propiedades a base de la maquinabilidad.

ISO P

ACERO

Grupo más amplio.

No templando, templado y revenido condureza hasta 400 HB.

Aceros no aleados tienen %C < 0,8% sinotros elementos aleantes.

Aceros aleados %C < 1,7% y aleantes Ni,Cr, Mo, V y W.

Aceros de baja aleación → aleante < 5%.

Aceros de alta aleación → aleante > 5%.

MAQUINABILIDAD

Distinta según elementos de cadaaleación, TT y proceso de fabricación.

Control de viruta es relativamentesencillo y uniforme.

Fuerza de corte específica kc1: 1.400-3.100 N/mm².

Fuerzas de corte y potenciapermanecen dentro de un margenlimitado.

ISO M

ACERO INOXIDABLE

Contenido de Cr superior a 12%.

Bajo contenido de C (C ≤ 0,05%)

Adición Ni, CR, Mo, Nb y Tiaportan resistencia a corrosión yaltas T°.

Cr conbinado con O crean capaneutralizadora de Cr2O3 que sanpropiedades anticorrosivas.

MAQUINABILIDAD

Material de viruta larga.

Control de viruta regular en ferrita/martensita y completo enaustenita y dúplex.

Fuerza de corte específica: 1.800-2.850 N/mm².

El mecanizado crea altas fuerzas de corte, filo de aportación,superficies con endurecimiento térmico y mecánico.

El mayor contenido de nitrógeno (N) de la estructura austenítica,incrementa la resistencia y aporta algo de resistencia ante lacorrosión, pero reduce la maquinabilidad al mismo tiempo que seincrementa el endurecimiento por deformación.

La adición de azufre (S) se utiliza para mejorar lamaquinabilidad.

Mo y N reducen la maquinabilidad, sin embargo, aportanresistencia al ataque de ácidos y contribuyen a mejorar laresistencia a las altas temperaturas.

ISO M

ACERO INOXIDABLE

Contenido de Cr superior a 12%.

Bajo contenido de C (C ≤ 0,05%)

Adición Ni, CR, Mo, Nb y Tiaportan resistencia a corrosión yaltas T°.

Cr conbinado con O crean capaneutralizadora de Cr2O3 que sanpropiedades anticorrosivas.

MAQUINABILIDAD

ISO K

FUNDICIÓN

Hay 5 tipos principales de fundición: Fundición gris (GCI),

Fundición maleable (MCI),

Fundición nodular (NCI),

Fundición de grafito compactado (CGI)

Fundición dúctil austemperizada (ADI).

Se denomina fundición a un compuesto de Fe-C con un porcentaje relativamente alto de Si(1-3%). El contenido de carbono es superior al2%, que es la máxima solubilidad del C en lafase austenítica. Cr (cromo), Mo (molibdeno) yV (vanadio) forman carburos, que incrementanla resistencia y la dureza, pero reducen lamaquinabilidad.

MAQUINABILIDAD

Viruta corta con buen control de la misma en lamayor parte de condiciones. Fuerza de corteespecífica: 790 – 1350 N/mm².

Al mecanizar a velocidades superiores,especialmente en fundición con incrustaciones dearena, se crea desgaste por abrasión.

Las fundiciones NCI, CGI y ADI requierenatención extra debido a sus distintas propiedadesmecánicas y a la presencia de grafito en la matriz,si se comparan con una GCI normal..

La fundición se suele mecanizar sin refrigerante,pero también se puede utilizar lubricante, sobretodo para mantener al mínimo la contaminacióndel polvo de carbono y hierro.

ISO N

MATERIAL NO FERROSO

Este grupo contiene metales blandos no férreos, con durezainferior a 130 HB, excepto los bronces de alta resistencia(>225HB)

Las aleaciones de aluminio (Al) con menos de un 12-13%de silicio (Si) representan la parte más amplia

MMC (compuestos con matriz metálica): Al + SiC (20-30%)

Aleaciones con base de magnesio

Cobre, cobre electrolítico con 99.95% Cu

Bronce: cobre con Tin (Sn) (10-14%) y/o aluminio (3-10%)

Latón: cobre (60-85%) con zinc (Zn) (40-15%)

MAQUINABILIDAD

Material de viruta larga

Control de viruta relativamente fácil, si estáaleado

El Al puro es pastoso y requiere filos agudos yvalores altos de vc

Fuerza de corte específica: 350-700 N/mm²

Las fuerzas de corte y la potencia requerida enla máquina son bajas

ISO S

ALEACIONES TERMORRESISTENTES

Se puede dividir en superaleacionestermorresistentes (HRSA) y titanio.

Los materiales HRSA se pueden dividir a su vez entres grupos:aleaciones con base de níquel, de hierro y de cobalto.

Condición: recocido, solución con tratamientotérmico, envejecido, laminado, forjado, fundición.

Propiedades: mayor contenido de aleación (más Coque Ni), ofrece mejor resistencia térmica, incrementala resistencia a la tracción y a la corrosión.

MAQUINABILIDAD

Las propiedades físicas y comportamiento demecanizado de cada aleación varía considerablemente,debido tanto a la naturaleza química de la aleacióncomo al procesamiento metalúrgico concreto querecibe durante su fabricación.

Recocido y envejecido tienen gran influencia sobrelas posteriores propiedades de mecanizado.

Control de viruta difícil (viruta segmentada)

Fuerza de corte específica: 2.400-3.100 N/mm² paraHRSA y 1.300-1.400 N/mm² para titanio

Las fuerzas de corte y la potencia requerida son altas

ISO H

ACERO TEMPLADO

Este grupo de materiales incluye aceros templadosy revenidos con dureza >45 – 68 HRC.

Acero carburizado (~60 HRc), el acero paracojinetes de bolas (~60 HRc) y el acero paraherramientas (~68 HRc). Entre los tipos de fundiciónendurecida se incluye la blanca (~50 HRc) y lafundición ADI/Kymenite (~40 HRc). El acero paraconstrucción (40 – 45 HRc), el acero al Mn y losdistintos tipos de recubrimientos duros, es decir,estelita, acero P/M y el metal duro tambiénpertenecen a este grupo.

El torneado de piezas duras habitual se sitúa dentrode la gama 55 – 68 HRC.

MAQUINABILIDAD

El acero templado es el grupo más reducido desde el punto devista del mecanizado y el acabado es la operación demecanizado más habitual. Fuerza de corte específica: 2550 –4870 N/mm². Esta operación suele producir un control deviruta regular. Las fuerzas de corte y la potencia requerida sonbastante altas.

El material de la herramienta debe tener buena resistencia a ladeformación plástica (resistencia al calor), estabilidad química(a alta temperatura), resistencia mecánica y resistencia aldesgaste por abrasión. El CBN tiene estas características ypermite tornear en lugar de rectificar.

También se utiliza cerámica mixta o reforzada con filamentospara tornear, cuando la pieza tiene exigencias moderadas deacabado superficial y la dureza es demasiado alta para el metalduro.

El metal duro domina en aplicaciones de fresado y taladrado, yse utiliza hasta aprox. 60 HRc.