Conocimientos de mecanizado CBN de vanguardia con los productos CBN Premium de Tungaloy

Sumérgete en el mundo del mecanizado CBN con los productos de torneado premium de Tungaloy. Este artículo explica los fundamentos del Nitruro de Boro Cúbico (CBN), mostrando las complejidades técnicas que dan forma al rendimiento de la herramienta, y ofrece las ideas de Tungaloy sobre la selección de las soluciones CBN adecuadas. Descubre las últimas tendencias en tecnología CBN, para un mayor rendimiento y productividad.

Índice de contenidos

¿Qué es el CBN?

Los avances tecnológicos en diversos sectores, como el de la automoción, el aeroespacial, el del petróleo y el gas, y el médico, han conducido al desarrollo de materiales con mayor resistencia al calor y al desgaste. Estos materiales de vanguardia mejoran la durabilidad de los materiales, pero también plantean mayores retos para el mecanizado.

Generalmente, las herramientas de corte requieren una dureza tres veces superior a la del material que se va a cortar. Así, cuando se mecaniza acero de alta dureza, en torno a 700Hv, la herramienta de corte debe tener una dureza de al menos 2100Hv. Las herramientas de corte y plaquitas duras habituales tienen una dureza de 1500Hv, que es insuficiente para materiales de tan alta dureza..

Tungaloy es una de las pocas empresas que puede fabricar internamente CBN (nitruro de boro cúbico) sinterizado, también conocido como nitruro de boro de cristal cúbico. Este material se forma comprimiendo un compuesto de boro y nitrógeno a muy alta presión y temperatura junto con otros materiales de unión. Es el segundo material más duro conocido por la humanidad, sólo superado por el diamante, con una dureza superior a 7000Hv y una conductividad térmica muy elevada. El CBN desempeña un papel crucial en el mecanizado a alta velocidad de aceros de gran dureza, materiales sinterizados, fundición e Inconel.

Propiedades físicas y características del CBN como material para herramientas

Propiedades del CBN y sus efectos

Contenido de CBN y su relación con la resistencia al desgaste y a la rotura

El contenido de CBN (vol. %) desempeña un papel importante en las características de rendimiento de la herramienta. Las calidades de CBN se producen mezclando partículas de CBN con aglutinantes cerámicos o de metal duro. Tungaloy ofrece una gama de calidades de CBN con un contenido de CBN que oscila entre el 45% y el 95%.

Mejora del rendimiento del mecanizado con las últimas formas de herramientas de Tungaloy

Aunque el rendimiento de la calidad del CBN en sí es importante, Tungaloy también se centra en el desarrollo de la forma de las herramientas de CBN. Comprender las ventajas de estas últimas tecnologías y seleccionar la herramienta adecuada para cada proceso de mecanizado puede prolongar la durabilidad de la herramienta, reducir sus costes y mejorar su eficacia.

Unique Brazing Technology: Wavy Joint

Puntos clave de Wavy Joint de Tungaloy

1. Alta resistencia de unión

El método convencional de soldadura fuerte para puntas CBN une las caras inferior y lateral de una punta de forma plana. En cambio, la técnica de «Wavy Joint» crea una forma ondulada, duplicando el área de soldadura fuerte y dando lugar a una unión más fuerte.

Beneficios de una mayor resistencia de las uniones:

• Mayor estabilidad en operaciones de corte de gran profundidad
• Mayor durabilidad durante los procesos de mecanizado con interrupciones, que suelen implicar esfuerzos repetidos.

2. Alta conductividad térmica

Para gestionar el elevado calor del mecanizado de acero templado, las plaquitas de CBN necesitan una refrigeración eficaz. La alta conductividad térmica del CBN, cuatro veces mayor que la de los metales duros, es clave. La técnica «Wavy Joint» duplica el volumen de CBN en comparación con los métodos convencionales, mejorando la disipación del calor. Esto es vital para reducir el desgaste y prolongar la durabilidad de la herramienta durante el corte a gran profundidad y a alta velocidad.

Ventajas de una mejor disipación del calor:

• Disipa eficazmente el calor de corte generado durante el mecanizado a alta velocidad, reduciendo el desgaste producido por craterizaciones y prolongando la durabilidad de la herramienta.
• El aumento de la resistencia de la unión también contribuye a mejorar la estabilidad en condiciones de corte de alta velocidad y profundidad, mejorando la eficacia del mecanizado.

Preparación de la arista (Afilado)

El afilado de las plaquitas CBN desempeña un papel crucial en la mejora del rendimiento de corte y la durabilidad. Al crear una cara roma cerca de la arista de corte, conocido como «edge killing», el afilado refuerza la arista, un proceso que a veces se denomina «matado de aristas». A pesar de la gran dureza del CBN, es más propenso a astillarse que los carburos cementados debido a su menor resistencia a la fractura. Para contrarrestar esto, a menudo se aplica un afilado mayor en comparación con las plaquitas de metal duro. Tungaloy ofrece una gama de especificaciones de afilado, que incluye diferentes anchuras y ángulos del terreno negativo, adaptadas a las necesidades específicas de mecanizado, garantizando un rendimiento óptimo.

■Guía de selección de especificaciones de afilado

■Comparación de la resistencia al corte

■Resistencia al desgaste durante el mecanizado continuo

■Resistencia a la rotura durante el mecanizado con interrupciones

■Influencia de la anchura y el ángulo negativos del fondo en la resistencia al desgaste.

■Influencia de la anchura negativa del fondo en el desgaste producido por craterizaciones.

Serie Hardbreaker de Tungaloy

Los avances en el mecanizado, en particular el mecanizado por láser de materiales duros, permiten ahora geometrías complejas de rompevirutas 3D en plaquitas de CBN. Estos rompevirutas mejoran el control de la viruta y consiguen ángulos que antes eran difíciles con CBN. Las plaquitas de CBN con rompevirutas son eficaces en procesos propensos a paradas de máquina o vibraciones debidas a un control deficiente de la viruta o a una baja rigidez de la pieza de trabajo.

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Plaquitas de geometría periférica exclusiva de Tungaloy: GNGA/FNGA/YNGA

Las plaquitas de CBN se utilizan habitualmente para mecanizar componentes de acero templado, como piezas de transmisión de automóviles. Sin embargo, las virutas pueden quedar atrapadas entre la plaquita y la pieza de trabajo, provocando daños potenciales y fallos en la plaquita, especialmente cerca de las bridas o en operaciones de cara frontal. Para solucionar este problema, Tungaloy ofrece plaquitas con un radio de esquina reducido, lo que aumenta la holgura y reduce el riesgo de acumulación de virutas.

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Tipo GNGA

Tipo FNGA

Tipo YNGA

Caracteristicas de las plaquitas GNGA/FNGA/YNGA:

• Plaquitas con un ángulo de esquina único más pequeño que las geometrías ISO estándar
• El pequeño ángulo de las esquinas garantiza una mayor separación entre la arista de corte y el material de trabajo, reduciendo la acumulación de virutas
• A pesar de sus normas exclusivas, las plaquitas son compatibles con los portaherramientas existentes (CNGA/DNGA/VNGA), lo que elimina la necesidad de sustituir los portaherramientas.
• Soluciones eficaces para los daños repentinos en la superficie o la corta durabilidad de las plaquitas causados por la acumulación de virutas.

Las plaquitas GNGA permiten un flujo suave de la viruta, lo que evita que se acumulen, mejora el acabado superficial y minimiza el astillado de la arista de corte.

Control de virutas en torneado frontal con interrupciones

Tipo GNGA – Ángulo de arista de: 70°

Tipo CNGA – Ángulo de arista de: 80°

Ejemplos de daños en las plaquitas por acumulación de virutas

• Comparar el rastro de virutas con la profundidad real de corte para identificar la posible acumulación de virutas.
• Si las trazas superan la profundidad real, existe el riesgo de que se produzcan anidamientos de virutas

Comparación de daños en las plaquitas GNGA (70°) y CNGA (80°)

• La reducción de la acumulación de virutas ayuda a minimizar el desgaste anormal de las plaquitas.

Serie MiniForce-Turn CBN para torneado interior

MiniForce-Turn, es la serie especializada de herramientas de torneado interior de Tungaloy que se distingue por sus exclusivos diseños de plaquita. Dentro de la gama MiniForce-Turn, las plaquitas de CBN están integradas, permitiendo la utilización de las ventajas de las múltiples aristas en aplicaciones de mecanizado con CBN. Estas herramientas presentan formas de plaquita exclusivas adaptadas a las operaciones de torneado interior, ofreciendo plaquitas reversibles de seis aristas que destacan por su rentabilidad. A pesar de su configuración reversible, las plaquitas presentan un diseño y una disposición que garantizan una resistencia al corte comparable a la de sus homólogas de una sola cara. En particular, la transición desde las plaquitas de una cara utilizadas habitualmente puede suponer un ahorro de costes significativo. Además, las plaquitas equipadas con rompevirutas están estratégicamente diseñadas para mitigar las vibraciones durante las operaciones de gran voladizo en acero templado, reduciendo así la aparición de vibraciones molestas.

Calidades de CBN de Tungaloy y sus propiedades

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