LOS PROBLEMAS MÁS COMUNES EN INSERTOS DE CARBURO

y como prevenirlos

desgaste lateral

Todos los insertos se desgastan eventualmente, y este desgaste “normal” es el modo de falla más deseable por ser predecible.

El desgaste lateral rápido sucede con mayor velocidad. Puede ocurrir cuando hay inclusiones duras de carburo o material endurecido por la operación en la pieza de trabajo que cortan el inserto, o, cuando pequeñas piezas del recubrimiento se desprenden y cortan el inserto. El cobalto se desgasta con el tiempo, sale de la matriz, y cuando los granos de carburo no tienen suficiente adhesión, se desprenden. 

Las señales de un desgaste lateral rápido incluyen una abrasión relativamente uniforme a lo largo del filo de corte, una mancha sobre el filo de corte producida por el metal de la pieza de trabajo, y cuando la capa inferior del recubrimiento del inserto se muestra en la capa superior.

 

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 Aspectos para tener en cuenta:

  • Abrasión relativamente uniforme que se extiende en todo el filo de corte

  • Ocasionalmente, el metal de la pieza de trabajo que se adhiere sobre el filo de corte puede exagerar el tamaño aparente de la marca de desgaste

¿Cuándo puede ocurrir?

  • En todos los materiales, un inserto fallará debido al desgaste normal si no falla primero por otra cosa

Acciones correctivas:

  • Reducir las velocidades de corte (RPM o SFPM).

  • Usar un grado de carburo más resistente al desgaste, más duro o recubierto.

  • Aplicar correctamente el refrigerante.

Formación de crateres

Es causada por una combinación de difusión, descomposición y desgaste abrasivo. El calor de las virutas de la pieza de trabajo descompone los granos de carburo de tungsteno en el sustrato, y el carburo se esparce en las virutas (difusión). Esto erosiona un cráter en la parte superior del inserto que puede crecer tanto que cause que el lado se convierta en viruta o se desgaste rápidamente.

La formación de cráteres ocurre a menudo cuando se mecaniza hierro o aleaciones con base de titanio. Aún con cráteres no visibles, el rompimiento mejorado de la viruta puede indicar la presencia de este modo de falla.



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Aspectos para tener en cuenta:

  • Cráteres o pequeños pozos en la parte superior de los insertos

  • El rompimiento de viruta puede mejorar después de que comience la craterización

 ¿Cuándo puede ocurrir?

  • Durante el maquinado de hierro (en particular el acero) o aleaciones a base de titanio

 Acciones correctivas.

  • Usar un grado recubierto (preferiblemente un recubrimiento como TiAN, el cual tiene capas gruesas de óxido de aluminio).

  • Seleccionar una geometría de corte más libre para reducir el calor.

  • Reducir las velocidades de los avances.

  • Aplicar refrigerante.

  • Reducir las velocidades de corte (RPM o SFPM).

  • Un aumento del ángulo de ataque tendrá un efecto menor, pero positivo.


adherencia de material

Ocurre cuando un material de la pieza de trabajo se suelda por presión al filo de corte. Generalmente es el resultado de una afinidad química, alta presión y elevadas temperaturas en la zona de corte. Al final, el filo formado se desprende y se lleva piezas del inserto con él.

Este modo de falla se experimenta normalmente con materiales pegajosos, bajas velocidades, operaciones de roscado/taladrado, aleaciones de alta temperatura, acero inoxidable y materiales no ferrosos. Las señales de BUE incluyen material brillante en la parte superior o en el lado del borde del inserto y cambios erráticos en el tamaño de parte o el acabado.



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¿Cuándo puede ocurrir?

  • A bajas velocidades

  • Operaciones de barrenado o roscado

  • Durante el maquinado de materiales pegajosos

  • Durante el maquinado de aleaciones de alta temperatura y acero inoxidable

  • Durante el maquinado de materiales no ferrosos

Acciones correctivas.

  • Usar un recubrimiento de inserto, especialmente de nitruro.

  • Incrementar las velocidades y los avances.

  • Seleccionar insertos de geometría más agudas del filo de corte y/o superficies más lisas.

  • Incrementar la concentración del refrigerante.

formación de astillas

La formación de virutas se genera de la inestabilidad mecánica y es el resultado de la vibración en la pieza de trabajo o el husillo. Las inclusiones duras en la superficie del material que está siendo cortado y los cortes interrumpidos también pueden ocasionar concentraciones locales de esfuerzos que contribuyen a la formación de astillas. Por lo general, este fenómeno ocurre con materiales mecánicos pulverizados o con alistamientos no rígidos ocasionados por rodamientos en mal estado, husillos desgastados u otros problemas.



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¿Cuándo puede ocurrir?

  • Configuraciones no rígidas (rodamientos defectuosos, husillos desgastados, etc.)

  • Cortes interrumpidos

  • Deformación en la herramienta o portaherramientas. A menudo se ve en taladros largos o barras de mandrinado largas

  • Puntos duros en el material de trabajo

  • Materiales de metal en polvo (PM)

Acciones correctivas:

  • Asegurarse de que los alistamientos sean rígidos.

  • Minimizar la deformación.

  • Seleccionar grados de insertos más tenaces y/o geometrías del filo de corte más fuertes.

  • Reducir las tasas de avance.

  • Usar insertos afilados.

  • Implementar las mismas estrategias usadas para evitar la formación en el borde.

falla mecánica térmica 

Una combinación de ciclado térmico (cuando la temperatura del inserto cambia rápidamente), carga térmica (las diferencias de temperatura entre las zonas calientes y frías) e impacto mecánico, pueden causar falla mecánica térmica. Las grietas por esfuerzo que se forman a lo largo del filo del inserto ocasionan secciones de carburo para sacar y aparecer como viruta.

La presencia de múltiples grietas perpendiculares al filo de corte es una señal diciente de este modo de falla. Se experimenta con más frecuencia durante el fresado y el torneado con corte interrumpido, en operaciones con flujo intermitente de refrigerante o durante las operaciones de refrentado en un gran número de partes.

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Aspectos para tener en cuenta:

  • Múltiples grietas perpendiculares al filo de corte

  • Es necesario identificarlas antes de que se produzca el astillado

¿Cuándo puede ocurrir?

  • Fresado

  • Operaciones de refrentado cuando se maquina una gran cantidad de piezas

  • Operaciones con flujo de refrigerante intermitente

Acciones correctivas:

  • Seleccionar grados de insertos más tenaces.

  • Reducir las velocidades y los avances.

  • Usar una geometría de corte más libre para reducir el calor.

  • Aplicar correctamente el refrigerante o retirarlo completamente.

Deformación del filo

Dos factores pueden contribuir a la deformación del borde. El primero es sobrecarga térmica, que ocurre cuando el calor excesivo hace que el adhesivo del carburo (cobalto) se suavice. El segundo; la sobrecarga mecánica, ocurre cuando la presión del inserto contra la pieza de trabajo causa que el inserto se deforme o se hunda en la punta. La deformación del borde es común en operaciones a altas temperaturas, elevadas velocidades y avances, y el uso de aceros duros, superficies endurecidas por el trabajo y aleaciones de alta temperatura.

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Aspectos para tener en cuenta:

  • Deformación en el filo de corte

  • Las dimensiones de la pieza de trabajo pueden no ser las esperadas

¿Cuándo puede ocurrir? 

  • Operaciones de alta temperatura

  • Aceros duros o superficies endurecidas por el trabajo

  • Aleaciones de alta temperatura

  • Velocidades de avance altas

  • Alta velocidad 

Acciones correctivas:

  • Reducir los avances y las velocidades.

  • Usar un inserto con un radio de nariz más grande.

  • Seleccionar un grado de carburo recubierto o uno más duro. Un grado más resistente al desgaste con un contenido más bajo de cobalto.

  • Usar una geometría de corte más libre.

  • Seleccionar un inserto con mayor radio de punta.


ranurado

Esto ocurre generalmente con piezas de trabajo forjadas o fundidas, en las cuales la superficie es más dura o abrasiva que el material más profundo de corte. La concentración local de esfuerzos también puede causar ranurado. Como resultado de los esfuerzos de comprensión a lo largo del filo de corte y la falta de esfuerzo detrás del mismo, los insertos pueden estar particularmente forzados en la línea de profundidad de corte. El impacto de cualquier clase puede crear una ranura. El ranurado es común en materiales con óxido de la superficie de oxidación, materiales endurecidos por el trabajo y superficies fundidas irregulares.

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Aspectos para tener en cuenta:

  • Despostillado o astillado en la profundidad del área de corte en el inserto

  • ¿Cuándo puede ocurrir?

  • Durante el maquinado de materiales con dureza superficial u oxidación

  • Durante el maquinado de materiales de trabajo endurecidos

  • Durante el maquinado de fundición o superficies irregulares

  • Consulte también adherencia de material)

Acciones correctivas:

  • Reducir los avances.

  • Variar la profundidad de corte en pasadas múltiples.

  • Seleccionar una herramienta con ángulo de avance más amplio, grados de inserto más tenaces o un rompe virutas diseñado para altas tasas de avance.

  • Incrementar la velocidad de corte si se mecaniza una aleación de alta temperatura (aunque esto puede incrementar el desgaste lateral).

  • Incrementar el afilado en el área de la profundidad de corte.

  • Prevenir la formación del borde.

Fractura mecánica

El desgaste excesivo de cualquier tipo puede causar fractura mecánica o sobrecarga. Cuando la carga mecánica es lo suficientemente grande, el inserto se rompe durante los primeros momentos de un corte. El desgaste excesivo de cualquier tipo puede causar fracturas mecánicas.


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Aspectos para tener en cuenta:

  • Fractura del inserto

  • Grandes segmentos del inserto se rompen

¿Cuándo puede ocurrir?

  • Cualquier operación, pero especialmente aquellas que impliquen un impacto muy fuerte, como un corte interrumpido 

Acciones correctivas:

  • Corregir todos los mecanismos de falla, además del desgaste lateral normal.

  • Reducir los avances y/o las profundidades de corte.

  • Verificar la rigidez del alistamiento.

  • Usar insertos más gruesos.

  • Seleccionar insertos con grados más tenaces, filos de corte mejor asegurados o geometrías de rompevirutas para altas tasas de avance.


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