Una aleación dura es una aleación compuesta principalmente por uno o varios carburos refractarios (como carburo de tungsteno, carburo de titanio, etc.) en polvo, con polvos metálicos (como cobalto y níquel) como aglutinante. Se fabrica mediante pulvimetalurgia. Se utiliza principalmente para la fabricación de herramientas de corte de alta velocidad y herramientas de corte para materiales duros y tenaces. También se emplea en la producción de matrices para trabajo en frío, calibres de precisión y componentes altamente resistentes al desgaste, a impactos y vibraciones.
▌ Características de la aleación dura
(1)Alta dureza, resistencia al desgaste y dureza al rojo.
La aleación dura presenta una dureza de 86-93 HRA a temperatura ambiente, equivalente a 69-81 HRC. Mantiene una alta dureza a temperaturas de 900-1000 °C y posee una excelente resistencia al desgaste. En comparación con el acero para herramientas de alta velocidad, la aleación dura permite velocidades de corte de 4 a 7 veces mayores y tiene una vida útil de 5 a 80 veces mayor. Puede cortar materiales duros con una dureza de hasta 50 HRC.
(2)Alta resistencia y alto módulo elástico.
La aleación dura presenta una alta resistencia a la compresión de hasta 6000 MPa y un módulo elástico de (4-7) × 10^5 MPa, ambos superiores a los del acero de alta velocidad. Sin embargo, su resistencia a la flexión es relativamente menor, generalmente entre 1000 y 3000 MPa.
(3)Excelente resistencia a la corrosión y a la oxidación.
La aleación dura generalmente exhibe buena resistencia a la corrosión atmosférica, ácidos, álcalis y es menos propensa a la oxidación.
(4)Bajo coeficiente de expansión lineal.
La aleación dura mantiene una forma y dimensiones estables durante el funcionamiento debido a su bajo coeficiente de expansión lineal.
(5)Los productos moldeados no requieren mecanizado ni rectificado adicional.
Debido a su alta dureza y fragilidad, las aleaciones duras no se someten a corte ni rectificado posterior tras el conformado y sinterizado por pulvimetalurgia. Si se requiere un procesamiento adicional, se emplean métodos como el mecanizado por electroerosión, el corte por hilo, el rectificado electrolítico o el rectificado especializado con muelas abrasivas. Normalmente, los productos de aleaciones duras de dimensiones específicas se sueldan, se unen o se fijan mecánicamente a los cuerpos de las herramientas o bases de moldes para su uso.
▌ Tipos comunes de aleación dura
Los tipos comunes de aleaciones duras se clasifican en tres categorías según su composición y características de rendimiento: tungsteno-cobalto, tungsteno-titanio-cobalto y tungsteno-titanio-tantalio (niobio). Las más utilizadas en producción son las aleaciones duras de tungsteno-cobalto y tungsteno-titanio-cobalto.
(1)Aleación dura de tungsteno y cobalto:
Los componentes principales son carburo de tungsteno (WC) y cobalto. El grado se denota con el código "YG", seguido del porcentaje de contenido de cobalto. Por ejemplo, YG6 indica una aleación dura de tungsteno y cobalto con un 6 % de contenido de cobalto y un 94 % de contenido de carburo de tungsteno.
(2)Aleación dura de tungsteno, titanio y cobalto:
Los componentes principales son carburo de tungsteno (WC), carburo de titanio (TiC) y cobalto. El grado se identifica con el código "YT", seguido del porcentaje de carburo de titanio. Por ejemplo, YT15 indica una aleación dura de tungsteno, titanio y cobalto con un 15 % de carburo de titanio.
(3)Aleación dura de tungsteno, titanio y tantalio (niobio):
Este tipo de aleación dura también se conoce como aleación dura universal o aleación dura versátil. Sus principales componentes son carburo de tungsteno (WC), carburo de titanio (TiC), carburo de tántalo (TaC) o carburo de niobio (NbC) y cobalto. El grado se identifica con el código "YW" (las iniciales de "Ying" y "Wan", que significan duro y universal en chino), seguido de un número.
▌ Aplicaciones de la aleación dura
(1)Materiales de la herramienta de corte:
Las aleaciones duras se utilizan ampliamente en la producción de materiales para herramientas de corte, como herramientas de torneado, fresas, hojas de cepillado, brocas, etc. Las aleaciones duras de tungsteno-cobalto son adecuadas para el mecanizado de viruta corta de metales ferrosos y no ferrosos, como hierro fundido, latón fundido y madera compuesta. Las aleaciones duras de tungsteno-titanio-cobalto son adecuadas para el mecanizado de viruta larga de acero y otros metales ferrosos. Entre estas aleaciones, las que tienen un mayor contenido de cobalto son adecuadas para el mecanizado de desbaste, mientras que las que tienen un menor contenido de cobalto son adecuadas para el acabado. Las aleaciones duras universales ofrecen una vida útil significativamente mayor al mecanizar materiales difíciles de mecanizar, como el acero inoxidable.
(2)Materiales del molde:
La aleación dura se utiliza comúnmente como material para matrices de estirado en frío, matrices de estampación en frío, matrices de extrusión en frío y matrices de estampación en frío.
Las matrices de estampación en frío de aleación dura se someten a desgaste por impacto o por impactos fuertes. Las propiedades clave requeridas son buena tenacidad al impacto, tenacidad a la fractura, resistencia a la fatiga, resistencia a la flexión y excelente resistencia al desgaste. Normalmente, se seleccionan aleaciones con un contenido de cobalto medio a alto y de grano medio a grueso. Entre los grados comunes se encuentra el YG15C.
Generalmente, existe un equilibrio entre la resistencia al desgaste y la tenacidad en materiales de aleación dura. Mejorar la resistencia al desgaste resultará en una menor tenacidad, mientras que aumentar la tenacidad inevitablemente la reducirá.
Si la marca seleccionada presenta mayor probabilidad de agrietamiento y daño prematuro durante el uso, conviene elegir una con mayor tenacidad. Si la marca seleccionada presenta mayor probabilidad de desgaste y daño prematuro durante el uso, conviene elegir una con mayor dureza y mejor resistencia al desgaste. Los siguientes grados: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C, de izquierda a derecha, presentan menor dureza, menor resistencia al desgaste y mayor tenacidad. Por el contrario, ocurre lo contrario.
(3) Herramientas de medición y piezas resistentes al desgaste
El carburo de tungsteno se utiliza para incrustaciones de superficies abrasivas y piezas de herramientas de medición, cojinetes de precisión de rectificadoras, guías y barras guía de rectificadoras sin centro y piezas resistentes al desgaste como centros de torno.
Hora de publicación: 02-ago-2023
