La conformación de metales y la combinación de estos (una gran parte de las piezas se obtienen por dos o más procedimientos) para obtener perfiles y piezas de los tamaños demandados en la industria se puede realizar de diversas maneras. Algunas solo pueden hacerse mediante un procedimiento, pero la mayoría se eligen por razones de perfección, economía o rapidez, aunque muchas veces nos adaptamos a los procedimientos disponibles en el taller. Los procedimientos más usados son:

• Moldeo: Fundiendo metal y vertiéndolo en moldes, y comprimiéndolos.
• Deformación y Corte: Golpeo o presión de los materiales, tanto en frío como en caliente.
• Soldadura: Complementario muchas veces de los anteriores para unir piezas.
• Arranque de Material: Forma de viruta o partículas pequeñas, por erosión o electro-erosión, permite la obtención de piezas de alta precisión.

Fundición es el proceso de operaciones necesarias para dar forma a los metales por fusión y solidificación posterior en moldes apropiados. Se utiliza desde hace más de 5000 años, aunque su progreso fue lento hasta el siglo pasado, cuando se profundizó y se obtuvieron nuevos métodos más precisos y exactos. Se realiza en hornos: fusión, moldeo y desmoldeo, acabado.

Teoría de las Herramientas de Corte

La elaboración de una pieza mediante arranque de material se realiza partiendo de un semielaborado mediante forja, moldeo o laminación. Por arranque de material es el más caro, pero a su vez es el único que obtiene piezas de gran precisión. Aunque pueden conformarse piezas con lima, esta ha quedado desfasada y se utiliza solo para piezas de encaje o ajuste final, cara y lenta. La conformación por arranque de material se realiza con máquinas-herramientas: tornos, taladradoras, fresadoras, etc.

Mecanizado es la conformación por arranque del material con máquinas-herramientas. Es el proceso de fabricación que se aplica a una mayor variedad de materiales o procedimientos de acabado. Hay materiales que se mecanizan más fácilmente que otros; son más aptos para ser conformados por arranque. A esta aptitud se denomina maquinabilidad.

Procedimientos de Conformación por Arranque de Material

Para proceder a este tipo de conformación, tendremos que estudiar las características de cada máquina y cómo realizan el trabajo, para después elegir la que más nos convenga. Se puede hacer mediante cuatro procedimientos:

• Cuchillas: La primera fue el buril, barra de acero con punta de diedro; al ser golpeado, penetra su corte en forma de cuña, arrancando viruta continua. La separación de una tira de viruta se denomina pasada, su anchura, anchura de corte, su espesor, profundidad de corte, y la dirección de ataque, avance.
• Abrasivos (Muelas)
• Electroerosión
• Ultrasonidos

Características del Trabajo de las Herramientas de Corte

• Arrancar la mayor cantidad de material en el menor tiempo posible.
• Dejar las superficies bien acabadas.
• Mecanizar cualquier material.
• Realizar los trabajos con el menor costo posible.
• Cuanto menos afilados, mejor.

Todo esto dependerá del material del que estén construidas las herramientas o cuchillas cortantes, las cuales tienen que basarse en: la clase de trabajo que se va a realizar, el material que se va a mecanizar y la clase de máquina y herramienta a utilizar.

Materiales para Herramientas de Corte

• Aceros al carbono: 0.90-1.40, gran dureza, buena tenacidad y resistencia al desgaste hasta 250°C, trabajos delicados, pequeños, acabados.
• Aceros aleados: Carbono, wolframio, molibdeno, cromo. Se emplean aceros indeformables: para piezas de precisión, tienen una resistencia seis veces mayor que los aceros al carbono debido a la presencia de cromo en su estructura. Aceros al wolframio para brocas 0.90-1.10W. Semirrápidos: para fabricar cuchillas 3.5W-4.5Cr.
• Aceros rápidos: Trabajan a temperaturas de hasta 600°C conservando su dureza y filo inicial. Debido a esto, la velocidad a la que se trabaja es mucho mayor que con los otros aceros (rápidos). Hay dos clases: aceros rápidos al wolframio y los aceros rápidos al cobalto (extrarápidos).
• Estelitas: Para herramientas: no son aceros, son mezclas de cromo, cobalto, wolframio y poco de silicio, magnesio, hierro. Se fabrican por fusión a temp. 1300°C. La estelita más común es la alacrita. Estas permiten trabajar los metales con velocidades superiores a las de los aceros rápidos, hasta 700°C sin perder el filo, aunque son más frágiles que estos. Hoy en día casi han desaparecido.
• Carburos metálicos: 1927 patentados como widia, son casi tan duros como el diamante y representan un gran avance en la construcción de herramientas de corte. Están compuestos por carburo de wolframio y otro metal, normalmente cobalto. Los carburos metálicos sinterizados tienen el 9.7 de dureza y su densidad es de 14 en la escala de Mohs, aguantan temperaturas hasta 800°C sin desafilarse. El inconveniente es que son relativamente frágiles. Según su composición, servirán para desbastes o acabados. Tienen forma de plaquitas, las cuales se ensamblan en mangos adecuados mediante soldadura o procedimientos mecánicos.
• Diamantes para herramientas: Se montan en mangos de acero, tienen forma de pastillas. Se utilizan para mecanizar bronce, aluminios aleados, etc. Es muy frágil y solo puede usarse para pasadas continuas y en máquinas que no vibren. Se lubrican con petróleo, su punta es redondeada.
• Herramientas de cerámica: Se componen de alúmina casi pura (98%). Son los más actuales, son materiales porosos de una dureza superior a los carburos metálicos y los aceros rápidos. Son muy frágiles. Se comercializan en forma de plaquitas que van soldadas a sus mangos con resina epoxi o sujetas por medios mecánicos. Resisten temperaturas hasta 1200°C. La velocidad de las cuchillas de cerámica puede ser hasta 4 veces mayor a las de cuchillas de carburo.
• Tratamientos Térmicos de las Herramientas (Acero Rápido): Estas herramientas se templan siempre y se revenen para alcanzar la dureza y tenacidad adecuada. Alguna vez se someten a sulfinización para que estas herramientas duren más (brocas, punzones). Para la restauración de herramientas desgastadas se utiliza un tratamiento especial: ¡el cromado duro!

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