Brocas de carburo para acero endurecido: guía de selección, velocidades y configuración

Pregúntele a cualquier maquinista sobre la perforación de acero endurecido y le responderán las mismas historias: una punta de taladro brillante, un husillo chirriante y un agujero que se niega a crecer. El acero para herramientas a 50 HRC y más se comporta menos como un metal ordinario y más como un abrasivo. Una vez que una pieza ha sido tratada térmicamente, las reglas cambian y las herramientas que funcionan perfectamente en acero dulce no sobrevivirán a un solo agujero. Existen brocas de carburo para acero endurecido exactamente para esta situación, pero comprar la broca adecuada es sólo la mitad del trabajo. La otra mitad consiste en hacer coincidir el sustrato, la geometría y los datos de corte con la dureza que tiene delante. Así es como abordamos esa coincidencia en nuestro propio taller de rectificado.

Por qué el acero endurecido se comporta de manera tan diferente

El acero rápido es un material maravilloso hasta el punto en que la pieza de trabajo se vuelve tan dura como la herramienta. Los aceros tratados térmicamente como D2, A2, H13, M2 y los aceros para matrices totalmente endurecidos suelen tener entre 45 y 62 HRC, y en ese nivel suceden tres cosas en el filo a la vez.

• La presión de corte en la punta aumenta bruscamente y la delgada red de una broca helicoidal común se desvía en lugar de cortar.
• Casi toda la energía de deformación se convierte en calor, y ese calor no tiene adónde ir porque el acero endurecido lo conduce mal.
• La superficie se endurece aún más bajo el borde de fricción, por lo que un taladro sin filo hace que el siguiente intento sea más difícil que el primero.

El HSS pierde su dureza por encima de los 600 grados centígrados, por lo que pule el acero endurecido en lugar de cortarlo. El carburo sólido mantiene su dureza mucho más allá de esa ventana y tiene la fuerza de compresión para resistir el empuje involucrado. Esa combinación es la única razón por la que el carburo es la respuesta predeterminada aquí.

¿Qué hace que una broca de carburo sea adecuada para acero endurecido?

No todas las brocas de carburo son brocas de acero endurecido. Dos herramientas pueden compartir un diámetro y un mango y comportarse de manera completamente diferente en el corte.

sustrato

El carburo de micrograno y de grano ultrafino con aproximadamente entre un 6 y un 12 por ciento de cobalto ofrece el mejor equilibrio entre el filo del borde y la resistencia a la rotura transversal. Los grados más gruesos tienen un impacto más resistente, pero no pueden soportar las exigencias del acero endurecido con bordes afilados, y un borde redondeado simplemente roza.

Recubrimientos

Un recubrimiento de AlTiN, TiAlN o TiSiN actúa como barrera térmica y reduce la fricción, manteniendo el calor en el chip en lugar de en la herramienta. Los recubrimientos son muy importantes, pero no pueden rescatar un sustrato blando. Elija primero el grado y luego el revestimiento.

Geometria

Un ángulo de punta de 140 grados con una red adelgazada reduce el empuje y ayuda a que el taladro comience sin moverse. Los márgenes reforzados y la preparación de los bordes ligeramente negativa resisten el desconchado. La longitud de la flauta debe ser tan corta como lo permita el orificio, y los canales de refrigerante internos ganan su costo tan pronto como la profundidad supera los tres diámetros. Si desea ver cuánto cambia el comportamiento el ángulo del punto por sí solo, esta comparación de Puntos de perforación de 118 y 135 grados. es una lectura complementaria útil.

Brocas helicoidales de carburo sólido de uso general • Adecuado para una perforación eficiente de diversos materiales como acero, hierro fundido, acero inoxidable, etc. • Broca helicoidal de mango recto con refrigeración interna/externa. Ver producto →

Hacer coincidir la herramienta con la banda de dureza

La dureza es el número más útil a la hora de seleccionar un taladro. La siguiente tabla refleja la lógica inicial que utilizamos en las conversaciones con los clientes.

Datos de corte para perforación con carburo en acero endurecido

El instinto heredado del acero dulce es frenar el husillo y apoyarse en el avance. En el acero endurecido, lo opuesto se acerca más a la verdad: mantenga firme el avance por revolución para que el borde corte en lugar de frotar, y mantenga baja la velocidad de la superficie.

• Velocidad en superficie: aproximadamente de 40 a 60 m/min por debajo de 45 HRC, de 25 a 40 m/min entre 45 y 55 HRC y de 15 a 25 m/min por encima de 55 HRC.
• Avance por revolución: alrededor de 0,05 a 0,15 mm por revolución dependiendo del diámetro, con diámetros mayores en el extremo superior.
• Profundidad de picoteo: de medio diámetro a un diámetro, retrayéndose completamente para eliminar las virutas.
• Refrigerante: refrigerante a través de la herramienta o neblina de aire y aceite a alta presión; El refrigerante de inundación por sí solo rara vez llega al punto.

Cuidado con las patatas fritas. Las virutas plateadas o de color pajizo significan que el proceso es saludable, mientras que las virutas azules o brillantes significan que la velocidad de la superficie o el avance son incorrectos.

Reglas de configuración que mantienen vivo el carburo

El carburo es frágil y la perforación con acero endurecido no perdona nada. La mayoría de las brocas rotas que vemos se deben a la configuración más que a la pendiente.

• Mida el descentramiento en el vástago y mantenga el descentramiento total indicado por debajo de 0,01 mm. Cada micrón extra multiplica la carga en una flauta.
• Utilice el taladro y el soporte más cortos que lleguen al agujero. Los portapiezas superan a las largas extensiones de pinza.
• Sujete la pieza de trabajo cerca del orificio y elimine el movimiento; una fracción de milímetro es suficiente para picar un borde.
• Nunca taladre acero endurecido a mano, porque el avance manual varía la carga con cada oscilación.
• Localice con una broca de carburo, luego ingrese con avance constante y sin permanecer en la parte inferior.
• Reemplace un taladro desafilado en lugar de retocarlo a mano, lo que generalmente destruye la preparación del borde.

Para orificios de más de cinco diámetros, un diseño de orificio profundo específico con geometría de refrigerante pasante marca la diferencia entre un orificio recto y una pieza desechada.

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Cuando perforar no es la respuesta: en su lugar, fresar el agujero

Por encima de aproximadamente 55 HRC, o cuando el orificio es grande en relación con la máquina, la interpolación helicoidal suele ser la ruta más inteligente. Una fresa de alta precisión se hunde en un ángulo poco profundo y orbita hacia afuera, distribuyendo la carga a lo largo de la flauta en lugar de concentrarla en un punto. El resultado es un orificio más redondo, mucho menos riesgo de que se rompa una herramienta enterrada en una pieza terminada y tolerancias de posición que se mantienen sin una operación de escariado por separado. Las calidades ultraduras con un borde reforzado y una fina estructura de micrograno están diseñadas exactamente para este trabajo.

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Elección de un socio fabricante de herramientas de acero endurecido

Perforar acero endurecido es un problema de herramientas, y una herramienta solo funciona tan bien como el rectificado detrás de ella. Changzhou Maton Tools es un fabricante de herramientas de carburo con sede en Xixiashu, la ciudad de herramientas del delta del río Yangtze. Rectificamos nuestras brocas y fresas en centros de rectificado CNC importados de cinco y seis ejes y los inspeccionamos con equipos de alta precisión de Alemania, Japón y Suiza. Nuestro equipo incluye dos ingenieros superiores con nivel de profesor y más de diez ingenieros de herramientas, respaldados por una larga asociación de investigación con la Universidad de Ciencia y Tecnología del Este de China y más de diez patentes. Trabajamos según ISO9001 y atendemos a clientes en los sectores aeroespacial, automotriz, electrónica, fabricación de moldes y fabricación de defensa.

Nuestro brocas de carburo sólido La gama cubre brocas helicoidales de uso general, brocas para agujeros profundos, brocas de ranura recta y diseños de tres ranuras. Díganos la dureza de su material y la configuración de su máquina, y le recomendaremos el grado, el recubrimiento y la geometría que se ajusten antes de realizar un pedido.

Conclusiones clave

• El carburo gana sobre el acero endurecido debido a su dureza en caliente y su resistencia a la compresión, no por su recubrimiento.
• Haga coincidir el sustrato y la geometría con la banda de dureza; un taladro de 30 HRC y un taladro de 55 HRC son herramientas diferentes.
• Mantenga baja la velocidad de la superficie y avance por revolución firme, con picos cortos y refrigerante entregado al punto.
• La rigidez, el bajo descentramiento y la alimentación constante evitan más roturas que cualquier cambio de calidad.
• Por encima de 55 HRC, considere el fresado helicoidal con una fresa de extremo ultraduro en lugar de taladrar.