¿Qué es el Carburo Cementado?
El carburo cementado es un término utilizado para describir las aleaciones compuestas que se forman al añadir metales ferrosos a metales de los grupos 4-6 de la tabla periódica.
Las aleaciones WC-Co, en las que el cobalto se une al carburo de wolframio, son especialmente comunes. Son extremadamente duras y pueden mantener su dureza a temperatura ambiente incluso a altas temperaturas. También son fuertes y resistentes a fuerzas externas como la flexión.
Usos de los Carburos Cementados
Los carburos cementados encuentran aplicación en diversos campos donde se requiere alta resistencia al desgaste. Principalmente se utilizan en herramientas de corte y pulido para trabajar con vidrio, plásticos y metalurgia. Además, son adecuados para aplicaciones como brocas de perforación en roca y hormigón, boquillas en productos industriales, tubos para electrodos, pasadores en impresoras de puntos y punzones.
Estos materiales se caracterizan por ser extremadamente duros, siendo el segundo material más duro después del diamante. Su dureza se mantiene incluso en condiciones de altas temperaturas. Además, poseen una gran resistencia y no se deforman fácilmente bajo cargas pesadas. Estas propiedades los hacen ideales para aplicaciones que requieren estas características de alta dureza y resistencia.
Principios de los Carburos Cementados
Como ya se ha mencionado, los carburos cementados son aleaciones compuestas que se obtienen mediante la unión (sinterización) de óxidos metálicos de metales pertenecientes a los grupos 4-6 de la tabla periódica con metales a base de hierro.
A continuación se enumeran nueve metales pertenecientes a los grupos 4-6 de la tabla periódica:
- W (wolframio)
- Cr (cromo)
- Mo (molibdeno)
- Ti (titanio)
- Zr (circonio)
- Hf (hafnio)
- V (vanadio)
- Nb (niobio)
- Ta (tantalio)
Los metales ferrosos más comunes son:
- Fe (hierro)
- Co (cobalto)
- Ni (níquel)
Las más típicas son las aleaciones WC-Co, que se fabrican añadiendo cobalto como aglutinante al carburo de wolframio.
Métodos de Producción del Carburo Cementado
Los carburos cementados se fabrican mediante un método especial denominado pulvimetalurgia. Esto se debe a que el punto de fusión del carburo de wolframio, el principal material utilizado en el carburo cementado, alcanza los 2.900°C, lo que dificulta su fabricación por fusión como el hierro.
La pulvimetalurgia es un método de fabricación en el que los polvos metálicos se prensan y luego se endurecen. Los carburos cementados se fabrican mezclando polvo metálico de carburo de wolframio y polvo metálico como el cobalto como aglutinante, prensándolo y sinterizándolo a continuación a altas temperaturas de entre 1.300°C y 1.500°C.
Se pueden fabricar diversas aleaciones compuestas cambiando la mezcla de polvo metálico para adaptarla a la aplicación. En la actualidad, además del “sistema WC-Co”, se han desarrollado muchos otros tipos, como el “sistema WC-TiC-Co”, el “sistema WC-TaC-Co” y el “sistema WC-TiC-TaC-Co”.
Métodos de Mecanizado del Carburo Cementado
El carburo cementados es tan duro que no puede mecanizarse por métodos normales. Por lo tanto, se mecanizan utilizando diamantes, que son más duros que el carburo cementados, o utilizando descarga de potencia pulsada.
1. Mecanizado con Diamantes
El diamante es muy caro, por lo que se utiliza abrasivo de diamante en una muela para cortar y rectificar. El inconveniente es que la porción de diamante que hay que cortar es pequeña y el corte se realiza poco a poco, por lo que el proceso lleva mucho tiempo. Por este motivo, recientemente se han desarrollado herramientas en las que la propia herramienta de corte está recubierta con una película de diamante.
2. Mecanizado por Descarga Eléctrica
El mecanizado por descarga eléctrica incluye el mecanizado por hilo y el taladrado de formas. En el mecanizado por hilo, los hilos se estiran por encima y por debajo del material y se cortan mientras se descarga electricidad de los hilos. El taladrado de forma se refiere a un método en el que el material se coloca en un líquido y el electrodo se acerca al líquido mientras se descarga electricidad para fundir el metal.
Más Información sobre Carburos Cementados
Normas para Carburos Cementados
La notación para el carburo cementados es un cruce entre la clasificación por material de la herramienta de corte (parte HW) y la clasificación por material de la pieza de trabajo (parte P20), como en HW-P20.
Esto muestra qué tipo de material y qué tipo de pieza se puede mecanizar. Los carburos cementados a base de carburo Cementado se clasifican según el tamaño de partícula como HW y HF, donde HW tiene un tamaño medio de partícula de 1 µm o más y HF tiene un tamaño medio de partícula de menos de 1 µm.
Dos tipos de carburos cementados, HT y HC, también se enumeran en la norma pertinente: HT significa cermet, que se compone principalmente de carburos y nitruros de titanio, tantalio y niobio con un bajo contenido de carburo de tungsteno; HC significa carburos cementados recubierto, que es una aleación de carburo cementado con una superficie de carburos, nitruros, óxidos y diamantes. HC es un símbolo de carburos cementados recubiertos, que son nitruros, óxidos y diamantes recubiertos en una o más capas en la superficie del carburo cementado.