Diferencias clave en los parámetros de corte: acero inoxidable vs carbono
Las diferencias fundamentales en los parámetros de corte entre el acero inoxidable y el acero al carbono provienen de sus propiedades metalúrgicas distintas. El acero al carbono es generalmente más mecanizable, mientras que el acero inoxidable requiere un enfoque más calculado para superar sus desafíos. Comprender estas diferencias es crucial para optimizar la vida útil de la herramienta, el acabado superficial y el tiempo de ciclo. La divergencia central radica en la gestión del endurecimiento por trabajo, la disipación de calor y las fuerzas de corte.
1. Tendencia al Endurecimiento por Trabajo: El Factor Principal
Acero Inoxidable: Los grados austeníticos (como 304, 316) tienen una alta tendencia a endurecerse rápidamente durante el mecanizado. Si la herramienta roza en lugar de cortar, la dureza superficial puede aumentar drásticamente, provocando un desgaste acelerado y posible fallo de la herramienta en pasadas posteriores.
Acero al Carbono: Tiene una tendencia mucho menor al endurecimiento por trabajo. Es más tolerante a cortes ligeros o roces ocasionales de la herramienta.
Impacto en los Parámetros: En el acero inoxidable, se requiere una tasa de avance más alta y constante para asegurar que la herramienta corte siempre por debajo de la capa endurecida. “Rígido y agresivo” es la consigna. En el acero al carbono, las tasas de avance pueden ser más flexibles.
2. Conductividad Térmica: Gestión del Calor
Acero Inoxidable: Posee baja conductividad térmica (aprox. 15–25 W/m·K). El calor generado durante el corte no se disipa rápidamente y permanece concentrado en la interfaz herramienta-pieza, elevando la temperatura de la punta de la herramienta.
Acero al Carbono: Tiene mayor conductividad térmica (aprox. 45–65 W/m·K). Transfiere el calor de forma más efectiva hacia la viruta y la pieza.
Impacto en los Parámetros: Para controlar el calor en el acero inoxidable, las velocidades de corte (SFM) deben ser significativamente menores que en el acero al carbono. Por ejemplo, mientras el acero 1018 puede trabajarse a 500–600 SFM en desbaste, el inoxidable 304 debe trabajarse a 200–300 SFM. Además, el uso de refrigerante a alta presión es mucho más crítico para el inoxidable.
3. Resistencia y Tenacidad
Acero Inoxidable: Generalmente tiene mayor límite elástico y resistencia a la tracción a las temperaturas de mecanizado en comparación con los aceros al carbono suaves. También mantiene su resistencia a altas temperaturas, lo que lo hace más “duro” de cortar.
Acero al Carbono: Los aceros suaves como 1018 o 1045 tienen menor resistencia, requieren menos potencia de corte y generan fuerzas de corte más bajas.
Impacto en los Parámetros: La mayor resistencia del acero inoxidable requiere máquinas más potentes y rígidas. Además, la profundidad de corte (especialmente axial) debe ser más conservadora para evitar sobrecargar la herramienta, especialmente en diámetros pequeños.
4. Formación y Control de Viruta
Acero Inoxidable: Tiende a formar virutas largas y continuas, difíciles de romper, que pueden enrollarse en la herramienta o la pieza, dañando el acabado y la herramienta.
Acero al Carbono: Suele formar virutas más cortas, en forma de “C”, fáciles de evacuar, especialmente con geometrías de rompevirutas adecuadas.
Impacto en los Parámetros: En acero inoxidable, es esencial usar geometrías de herramienta con ángulos positivos y rompevirutas efectivos. Un mayor avance ayuda a engrosar y romper la viruta. En acero al carbono, los rompevirutas estándar suelen funcionar bien en una gama más amplia de parámetros.
Comparación Paralela de Parámetros
Parámetro | Acero Inoxidable (ej. 304) | Acero al Carbono (ej. 1018) |
|---|---|---|
Velocidad de Corte (SFM) | Baja a Media (150 – 350 SFM) | Media a Alta (400 – 700 SFM) |
Tasa de Avance (IPT) | Alta y Constante (crítica para evitar endurecimiento por trabajo) | Más Flexible (puede ajustarse según acabado o desbaste) |
Profundidad de Corte | Conservadora en profundidad axial; la radial puede ajustarse para HSM. | Más agresiva, especialmente en configuraciones rígidas. |
Geometría de la Herramienta | Filos afilados con ángulos positivos. Esencial. | Puede usarse geometría neutra o negativa para desbaste pesado. |
Material/Recubrimiento de la Herramienta | Carburo con sustrato tenaz. Recubrimiento TiAlN altamente recomendado por su resistencia térmica. | Carburo o incluso HSS para trabajos simples. Recubrimientos TiN o TiCN comunes. |
Refrigerante | Inundación de alta presión esencial para la gestión del calor y la evacuación de virutas. | Refrigerante por inundación útil, pero menos crítico que en inoxidable. |
Resumen de Implicaciones Prácticas
Pasar del acero al carbono al acero inoxidable requiere un cambio de mentalidad fundamental:
Reduzca la Velocidad (SFM). No puede mecanizar acero inoxidable a las mismas velocidades que el acero al carbono sin quemar las herramientas.
Mantenga o Aumente el Avance (IPT). No “acaricie” el corte; un avance firme y constante es su mejor defensa contra el endurecimiento por trabajo.
Priorice la Rigidez y el Refrigerante. Cualquier debilidad en la configuración (portaherramientas, máquina o fijación) se evidenciará por las mayores fuerzas y calor del acero inoxidable.
En fabricantes como Neway, este conocimiento está incorporado directamente en nuestro proceso de mecanizado CNC. Mantenemos bibliotecas de parámetros separadas y comprobadas para cada familia de materiales, garantizando que cuando solicite piezas en acero al carbono o acero inoxidable, el proceso esté automáticamente optimizado para el comportamiento único de cada material, asegurando eficiencia, vida útil de herramienta y calidad de la pieza.
