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La guía completa sobre cómo se fabrican las fresas de carburo

2025-08-11

1. Selección de materia prima

El “carburo” en fresas de carburo es en realidad un carburo cementado, hecho de partículas de carburo de tungsteno (WC) unidas por un aglutinante metálico, generalmente cobalto (Co).

Carburo de tungsteno: extremadamente duro (9 en la escala de Mohs, dureza Vickers de ~2600 HV). Proporciona resistencia al desgaste.

Cobalto: fase aglutinante resistente y dúctil que absorbe los golpes y previene la fragilidad.

Por qué es importante la composición:

Más cobalto → herramienta más resistente pero ligeramente más blanda (buena para cortes interrumpidos).

Menos cobalto → más duro pero más quebradizo (bueno para corte continuo en configuraciones rígidas).

El tamaño de grano del WC afecta el filo del borde y la resistencia al desgaste:

Ultrafino (0,2–0,5 μm) para bordes afilados y de alta dureza.

Granos más gruesos (>1 μm) para resistencia al impacto.

2. Mezcla y acondicionamiento de polvos

El polvo de carburo de tungsteno, el polvo de cobalto y pequeñas cantidades de otros carburos (tantalio, titanio, carburos de niobio) se miden en peso.

Un molino de bolas o un molino attritor los mezcla en etanol o agua con un aglutinante de cera/parafina para formar una suspensión homogénea.

Propósito: Garantizar una distribución uniforme del cobalto, evitar la aglomeración y cubrir cada grano de WC con aglutinante para obtener uniones de sinterización fuertes.

3. Secado por aspersión

La suspensión se introduce en un secador por aspersión, que produce aglomerados esféricos de polvo.

Estos aglomerados fluyen como arena fina, algo esencial para un prensado uniforme.

El contenido de humedad está estrictamente controlado; demasiado seco → grietas; demasiado mojado → mal prensado.

4. Presionando el espacio en blanco verde

Dos métodos principales:

Prensado con matriz uniaxial → bueno para piezas en bruto de mango recto.

Prensado por extrusión → permite la creación de varillas largas o varillas con canales de refrigerante internos.

La pieza resultante se llama compacto verde: débil y quebradiza, pero con las dimensiones aproximadas de la varilla final.

La dirección de prensado y la uniformidad de la presión afectan directamente la distribución de la densidad, lo que afecta la resistencia de la herramienta más adelante.

5. Pre-Sinterización (Desunión)

El compacto verde se calienta en un horno de baja temperatura (~600–800 °C) para eliminar el aglutinante de cera/parafina sin causar oxidación ni deformación.

Esto deja sólo polvos metálicos, unidos sin apretar.

6. Sinterización (Sinterización en fase líquida)

Paso principal de densificación: calentamiento a 1400-1500 °C en atmósfera de vacío o hidrógeno.

El cobalto se funde (fase líquida) y fluye entre los granos de WC, juntándolos mediante acción capilar.

La pieza se contrae entre un 18 % y un 22 % linealmente, alcanzando una densidad teórica del 99 %.

Resultado:
Una varilla totalmente densa, extremadamente dura y sin porosidad, lista para moler.

7. Preparación de la varilla

Las varillas de carburo se cortan a medida utilizando una sierra de diamante o electroerosión por hilo.

Los extremos pueden estar achaflanados para evitar que se astillen durante la manipulación.

Para herramientas combinadas (cabezal de corte de carburo con vástago de acero), la soldadura fuerte se realiza en esta etapa.

8. Rectificado CNC de geometría

Molienda de flauta

Realizado en rectificadoras de herramientas CNC de 5 ejes utilizando muelas abrasivas de diamante.

Las máquinas mantienen tolerancias dentro de unas pocas micras.

Los parámetros incluyen:

Número de flautas (2, 3, 4 o más)

Ángulo de hélice (hélice baja para mayor resistencia, hélice alta para una evacuación de viruta más rápida)

Grosor del núcleo (afecta la rigidez y el espacio de la viruta)

Rectificado de geometría final

La punta de la herramienta tiene una forma: plana, de punta esférica, de radio de esquina o de forma especial.

Los ángulos de alivio secundarios y los ángulos de ataque están rectificados para optimizar el rendimiento de corte.

Para herramientas de alta precisión, se aplica la preparación de bordes (pulido) para controlar el filo frente a la resistencia al astillado.

9. Opcional: Perforación del orificio pasante del refrigerante

Si la fresa frontal está diseñada con canales de refrigeración internos, estos se crean durante la extrusión de la varilla o mediante perforación por electroerosión después de la sinterización.

El EDM (mecanizado por descarga eléctrica) puede producir orificios pequeños y precisos sin dañar el carburo.

10. Recubrimiento (PVD/CVD)

Propósito: Prolongar la vida útil de la herramienta, reducir la fricción, resistir el calor.

Recubrimientos comunes:

TiAlN/AlTiN: Resistencia a la oxidación a alta temperatura.

DLC (carbono tipo diamante): baja fricción, excelente para mecanizado de metales no ferrosos.

Recubrimientos nanocompuestos: estructura extremadamente fina para una resistencia extrema al desgaste.

Procesos:

PVD (deposición física de vapor): temperatura más baja (~450–600 °C), conserva los bordes afilados.

CVD (deposición química de vapor): temperatura más alta (~900–1050 °C), recubrimiento más grueso, puede requerir una molienda posterior.

11. Inspección final

Los micrómetros láser miden el diámetro, la concentricidad y la desviación.

Los comparadores ópticos comprueban la forma de la flauta.

Se prueban la adherencia del revestimiento y la rugosidad de la superficie.

Los molinos de alto rendimiento están equilibrados dinámicamente para husillos de alta velocidad.

12. Embalaje

Cada herramienta se limpia con ultrasonidos para eliminar los residuos de pulido y recubrimiento.

Embalado en tubos de plástico individuales para evitar astillas durante el transporte.

Tabla resumen:

paso Proceso Propósito
1 Selección de polvo Equilibrio dureza/dureza
2 Mezcla de polvo Uniformidad de composición
3 Secado por aspersión Polvo fluido para prensar
4 Presionando Forma compacta verde
5 Pre-sinterización Quitar carpetas
6 Sinterización Lograr densidad total
7 preparación de caña Cortar a medida
8 Molienda Crear flautas y geometría
9 Orificios de refrigerante Mejorar la refrigeración y la eliminación de virutas
10 Recubrimiento Prolongar la vida útil de la herramienta
11 Inspección control de calidad
12 Embalaje Proteger antes de usar

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