¿Cuánto afectan las diferentes marcas y recubrimientos de herramientas a los parámetros recomendados
La elección de la marca y el recubrimiento de la herramienta no es un detalle menor; es una variable fundamental del proceso que puede determinar el éxito o el fracaso de una operación de mecanizado. Su impacto en los parámetros recomendados es considerable, requiriendo a menudo ajustes de entre 15 % y 50 % o más en la velocidad de corte (SFM), e influyendo significativamente en las tasas de avance y la vida útil de la herramienta. Tratar todas las herramientas como iguales es un error crítico. La regla general es: el recubrimiento define el “límite superior” de la velocidad, mientras que el sustrato y la geometría de la marca de herramienta definen la “base” de avance, rigidez y estabilidad.
1. El Impacto de los Recubrimientos: La Barrera Térmica
Los recubrimientos son capas superficiales diseñadas para mejorar el rendimiento de la herramienta, principalmente controlando el calor y reduciendo el desgaste. Cambiar el recubrimiento suele requerir un ajuste directo de la velocidad de corte (SFM).
Carburo sin Recubrimiento: La referencia base. Es resistente, pero con capacidad limitada para manejar calor y desgaste. Se utiliza en cortes intermitentes o cuando la nitidez es prioritaria, pero requiere velocidades conservadoras.
TiN (Nitruro de Titanio): Recubrimiento de uso general. Permite un aumento del 10–20 % en SFM respecto a herramientas sin recubrimiento. Es adecuado para aceros al carbono y aleados, pero menos eficaz en aceros inoxidables o aleaciones de alta temperatura.
TiAlN (Nitruro de Titanio y Aluminio) / AlTiN (Nitruro de Aluminio y Titanio): El caballo de batalla para aceros inoxidables y aleaciones de alta temperatura. Forman una capa protectora de óxido de aluminio estable a altas temperaturas, permitiendo un aumento del 25–50 % en SFM respecto al carburo sin recubrimiento. Son esenciales para manejar el calor generado al mecanizar materiales gomosos y con endurecimiento por trabajo, como SUS304 o SUS316.
CrN (Nitruro de Cromo) / TiCN (Carbonitruro de Titanio): Excelentes para materiales abrasivos y metales no ferrosos. Ofrecen alta lubricidad, reduciendo la formación de filos adheridos. No permiten los mismos incrementos de velocidad que TiAlN para acero, pero son superiores para aluminio, cobre y plásticos.
Implicación Práctica: Si pasa de una herramienta sin recubrimiento a una con TiAlN para mecanizar acero inoxidable, debe aumentar la SFM un 30–40 % para aprovechar la resistencia térmica del recubrimiento. Usarla a la misma velocidad que una herramienta sin recubrimiento desperdicia su potencial.
2. El Impacto de las Marcas de Herramientas: El Sustrato y la Geometría
Más allá de los recubrimientos, la marca y la línea específica de producto definen el núcleo de la herramienta: el sustrato de carburo (equilibrio entre dureza y tenacidad) y la geometría de corte (ángulos de ataque, hélice, diseño de canales).
Grado del Sustrato:
Marcas Premium (por ejemplo, Sandvik, Kennametal, Iscar): Invierten fuertemente en I+D para desarrollar grados de sustrato especializados. Un “grado para acero inoxidable” de un fabricante premium tiene una microestructura de grano fino optimizada para la combinación de tenacidad y resistencia térmica necesaria en estos materiales. Esto permite mayores tasas de avance y mejor rendimiento en cortes interrumpidos frente a grados genéricos “C2/C3”.
Marcas Genéricas o Económicas: Usan sustratos de propósito general. Aunque rentables, no soportan las mismas tasas de remoción de material y requieren parámetros más conservadores para evitar astillamientos o desgaste prematuro.
Geometría de la Herramienta:
Geometrías de Alto Rendimiento: Las marcas premium ofrecen herramientas con paso y ángulo de hélice variables, diseñadas para amortiguar vibraciones y permitir mayores profundidades de corte y tasas de avance sin chatter. Cambiar a este tipo de herramienta puede permitir aumentar el avance un 15–25 % o mejorar significativamente el acabado superficial en configuraciones inestables.
Diseños Específicos por Aplicación: La mejor marca es la que ofrece una geometría adaptada al material que se mecaniza. Una herramienta diseñada para aluminio (alto corte, filo muy agudo) fallará catastróficamente en acero inoxidable, sin importar el recubrimiento.
3. Metodología Práctica para el Ajuste de Parámetros
Al cambiar de marca o recubrimiento de herramienta, siga este enfoque de ingeniería:
Comenzar con los Datos del Fabricante: Las marcas de prestigio proporcionan hojas técnicas detalladas con rangos recomendados de SFM y avance (IPT) para distintos materiales. Este es su punto de partida más valioso y mucho más confiable que una tabla genérica.
Aplicar el “Multiplicador de Recubrimiento”: Si cambia de recubrimiento pero mantiene la misma marca o familia, use los multiplicadores conocidos (por ejemplo, +30 % de SFM al pasar de sin recubrimiento a TiAlN).
Comparar y Establecer Referencias: Si cambia de una herramienta genérica a una premium, comience con los parámetros recomendados por la marca premium. Suelen ser más agresivos que los posibles con una herramienta genérica. No asuma que los parámetros anteriores son un punto de partida seguro.
Realizar una Prueba de Corte y Observar: La evidencia está en el corte. Ejecute la nueva herramienta con los parámetros calculados durante un breve periodo y use la viruta como indicador principal.
Correcto: Virutas enrolladas de color paja.
Demasiado Calor (virutas azules): Reducir la SFM.
Rozamiento/Chirrido (virutas plateadas): Aumentar la tasa de avance.
Conclusión: Tratar las Herramientas como un Sistema
La herramienta no es solo un consumible; es un componente crítico del sistema de mecanizado. La marca y el recubrimiento tienen un impacto directo y cuantificable en la economía del proceso, afectando el tiempo de ciclo, la vida útil de la herramienta, las tasas de desecho y la calidad de la pieza. En un servicio de mecanizado de precisión, este conocimiento está integrado en nuestra planificación de procesos. Seleccionamos combinaciones específicas de herramientas —como una fresa de extremo de marca premium con recubrimiento TiAlN y hélice variable para mecanizado multieje de titanio— precisamente porque nos permite operar con parámetros optimizados y comprobados que garantizan estabilidad y calidad, justificando el mayor costo de la herramienta con un rendimiento y fiabilidad muy superiores.
