¿Qué son los Punzones de Metal Duro?
Los punzones de metal duro cementado es una herramienta fabricada con una aleación de metal duro cementado, que se presiona contra el material y se utiliza para taladrar.
También se denomina punzón o matriz macho. Un ejemplo de carburo cementado es una aleación fabricada añadiendo carburo de tungsteno (WC) y carburo de titanio (TiC) al hierro, utilizando polvo de cobalto (Co) como aglutinante y sinterizado a una temperatura elevada de 1.300-1.500°C en un molde a presión.
En otras palabras, al presionar y calentar el material cerca de su punto de fusión, se convierte en una aleación metálica fuertemente adherida y solidificada. Los punzones de metal duro son punzones extremadamente duros y resistentes al calor que se utilizan como medidas antidesgaste. Con los materiales de punzón normales (equivalentes al SKD11), el calor por fricción a unos 1.330 °C hace que los bordes del punzón empiecen a correrse, lo que provoca un corte deficiente.
Usos de los Punzones de Metal Duro
Los punzones de metal duro se utilizan ampliamente en el mecanizado de piezas para moldes, máquinas automáticas, máquinas de precisión y equipos de laboratorio. Como los punzones son de metal duro cementado, su principal función es proporcionar resistencia al desgaste.
Suelen utilizarse en moldes de precisión y como punzones para matrices de prensado. El uso de punzones de metal duro con bajas fluctuaciones dimensionales debidas al desgaste permite mantener dimensiones estables.
Los punzones de metal duro tienen una excelente resistencia al desgaste y son resistentes a la tensión de compresión, pero débiles frente a la tensión de tracción, por lo que debe aumentarse la resistencia de la sección de sujeción del punzón cuando se utilizan.
1. Moldes Pulvimetalúrgicos
Los punzones de metal duro se utilizan en la fabricación de moldes pulvimetalúrgicos y se emplean en el mecanizado de piezas para motores y transmisiones. Permiten un mecanizado de alta precisión, lo que aumenta la productividad.
2. Matrices de Precisión para Prensas
Los punzones y matrices de alta precisión se utilizan para fabricar componentes de automoción y electrónicos como matrices de prensado.
Principio de los Punzones de Metal Duro
Los carburos cementados para herramientas de corte se clasifican en tres categorías de aplicación: clase P, clase M y clase K.
1. Clase P
La clase P tiene una excelente resistencia al calor y a la soldadura y contiene una gran cantidad de TiC, TaC, etc. Esta aleación es especialmente resistente a los daños térmicos, como cráteres y grietas térmicas. Se utiliza para procesar acero, acero aleado y acero inoxidable.
2. Clase M
La clase M contiene una cantidad moderada de TiC, Ta, etc. y es resistente a los daños térmicos y mecánicos. Se utiliza para procesar acero inoxidable, hierro fundido y fundición dúctil.
3. Clase K
La clase K es una aleación basada en WC con una excelente resistencia y es especialmente resistente a daños mecánicos como el desgaste por hendidura. Se utiliza para el mecanizado de fundición, metales no férreos y no metales.
Por otro lado, debido a su dureza, también tiene poca tenacidad y se rompe con facilidad. Es resistente a la compresión, pero no a la tracción ni a las fuerzas laterales.
Características de los Punzones de Metal Duro
Las herramientas y los moldes deben ser varias veces más duros que el material que mecanizan. La dureza superior del carburo cementado lo hace adecuado para aplicaciones de herramientas y moldes.
El carburo cementado se desarrolló como material para herramientas de corte y es dos veces más pesado que el acero. Se caracteriza por un peso específico equivalente al del oro. Otras ventajas son, además de su dureza, su excelente resistencia y elasticidad, así como su escasa pérdida de dureza a altas temperaturas. Por tanto, el carburo cementado tiene propiedades que lo hacen adecuado como material para herramientas de corte.
Los punzones de metal duro utilizados en las matrices de conformado se fabrican con carburo cementado ultrafino. El mecanizado se realiza mediante una combinación de búsqueda cilíndrica y rectificado de perfiles, con una precisión de unas 5 µm. Además, la cara extrema y la superficie de la punta se lapean para mejorar la rugosidad superficial.
Tipos de Punzones de Metal Duro
1. Punzones de Diámetro Pequeño (ø – 9,9 mm)
Es posible el procesamiento de microformas de puntas de pequeño diámetro, etc. Son posibles punzones con un diámetro de alrededor de 0,1 mm. Se utilizan para forja en frío de precisión, perforación de agujeros, pasadores piloto, etc. El material es acero HSS como SKH51, HAP-40, etc., y carburos cementados de grano fino y ultra-fino.
2. Punzones de Diámetro Medio (Φ10 mm en adelante)
Los punzones del tamaño más adecuado para la forja en frío de precisión. Se utilizan para la forja en frío de precisión y la perforación de agujeros. Los materiales utilizados son aceros como el SKH-51 y el SKD-11, y carburos cementados de grano fino, medio y grueso.
3. Punzones Largos de Gran Diámetro (hasta Φ50 mm)
Para la perforación de agujeros profundos por conformación en cabeza, estos punzones utilizan carburo cementado para mantener la precisión del producto y son para forja en frío de precisión. Carburos cementados de grano fino, medio y grueso.