¿Qué son los Aceros Rápidos para Herramientas?
Los aceros rápidos para herramientas, también conocidos como aceros de alta velocidad o HSS por sus siglas en inglés (high-speed steel), forman parte de los materiales fundamentales en la industria metalúrgica para la creación de herramientas de corte.
Estos aceros se desarrollaron con la finalidad de permitir el corte más rápido de materiales metálicos. Son aceros de alto contenido de carbono que contienen elementos de aleación. En inglés, se les llama high-speed steel, por lo que suelen abreviarse como “HSS”.
Esencialmente, estos aceros se pueden emplear en una variedad de materiales de piezas de trabajo, siempre y cuando la temperatura del punto de corte se mantenga por debajo de los 600°C, ya que por encima de esta temperatura, la dureza del acero disminuye rápidamente.
Usos de los Aceros Rápidos para Herramientas
Los aceros rápidos para herramientas, como su nombre sugiere, fueron diseñados para realizar cortes a alta velocidad. Por lo general, se utilizan en la fabricación de herramientas de corte y cuchillas. Si bien en su origen estaban destinados al “corte a alta velocidad”, hoy en día, las “herramientas de carburo cementado”, que emplean carburo cementado, resultan más adecuadas para esta función.
Así pues, los aceros de alta velocidad pueden efectuar cortes a altas velocidades. Además de las herramientas de corte, también se emplean en herramientas para trabajos en frío y en moldes para plásticos.
Propiedades de los Aceros Rápidos para Herramientas
Los aceros rápidos para herramientas destacan por ser los aceros más duros, si bien presentan una mayor tenacidad y resistencia que el carburo cementado. Esto los hace más resistentes a impactos durante el proceso de mecanizado. Esta característica es beneficiosa, ya que disminuye la probabilidad de defectos como grietas, astillamientos y fracturas. Los aceros rápidos para herramientas son especialmente útiles en situaciones donde se necesita resistencia al astillamiento o se buscan costos más bajos.
Por otro lado, presentan una desventaja en su sensibilidad al calor durante el proceso de mecanizado, ya que pierden dureza rápidamente a temperaturas superiores a 600°C. Por esta razón, se debe ser cauteloso para evitar la acumulación de calor en la herramienta, lo que puede lograrse reduciendo la velocidad de corte y utilizando refrigerante de manera adecuada.
Comparados con las herramientas de carburo cementado, que superan a los aceros de alta velocidad en términos de velocidad de corte, resistencia al desgaste y al calor, los aceros rápidos para herramientas presentan algunas desventajas. En operaciones de mecanizado para la producción en serie, donde la eficiencia del proceso afecta directamente los costos, las herramientas de carburo cementado permiten mecanizar más piezas en el mismo período, lo que hace que, a pesar de un mayor costo unitario, su durabilidad y eficiencia las hagan más convenientes en términos de costo total. Los aceros rápidos para herramientas, no obstante, todavía tienen su lugar en aplicaciones donde la duración de la herramienta y la facilidad de reafilado son prioritarias.
Tipos de Aceros Rápidos para Herramientas
Estos aceros se dividen principalmente en dos tipos: los basados en tungsteno (a base de W) y los basados en molibdeno (a base de Mo).
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Basados en tungsteno: Estos aceros, conocidos como aceros rápidos al tungsteno, poseen un alto contenido de carbono al que se añaden tungsteno y otros elementos. Un tipo común es el 18-4-1, donde los números representan las proporciones de tungsteno, cromo (Cr) y vanadio (V). Estos se emplean en su mayoría para herramientas de torneado.
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Basados en molibdeno: Estos aceros fueron desarrollados como una alternativa más económica a los de tungsteno. Contienen alrededor de un 5% de molibdeno y un 6% de wolframio. Comparados con los de tungsteno, tienen mayor dureza y tenacidad, lo que los hace aptos para brocas sometidas a impactos.
La incorporación de cobalto a los aceros de tungsteno y molibdeno incrementa su resistencia al desgaste en comparación con los que carecen de cobalto, y son preferidos cuando se necesita mayor resistencia al desgaste.
Más Información sobre los Aceros Rápidos para Herramientas
Dureza de los Aceros Rápidos para Herramientas
Los aceros rápidos para herramientas tienen una dureza Vickers de 722 HV. El S45C, un acero al carbono utilizado habitualmente en aceros generales, tiene una dureza de 201-269 HV, por lo que es muy duro entre los aceros.
El carburo cementado tiene una dureza de 1700-2050 HV, que es aproximadamente tres veces la del acero rápido para herramientas, por lo que es la herramienta más utilizada en operaciones de corte, pero en situaciones en las que el tiempo de mecanizado no es tan crítico, como prototipos y piezas únicas, tiene una vida útil que no es todo lo larga que debería y no es rentable. Por ello, los aceros rápidos para herramientas sólo son superados por las herramientas de metal duro en cuanto a coste por unidad y facilidad de reafilado con rectificadora.