El acero rápido al tungsteno (HSS) no es un único material. Los distintos sistemas de aleación dan lugar a diferencias significativas en cuanto a dureza, resistencia al desgaste, dureza en caliente, tenacidad y facilidad de rectificado.
Comprender estas diferencias es fundamental a la hora de seleccionar un tipo de acero para una herramienta de corte o una aplicación de mecanizado concretas. Si bien el acero HSS tradicional al tungsteno ofrece un equilibrio entre dureza y retención del filo, los tipos de acero con alto contenido en carbono, alto contenido en vanadio, con cobalto y aleados con aluminio están diseñados para satisfacer requisitos de rendimiento más especializados.
Esta guía compara los principales grados de acero HSS con tungsteno, explica cómo sus elementos de aleación influyen en el rendimiento y ayuda a identificar el material adecuado para las distintas condiciones de funcionamiento.
En qué se diferencian los grados de acero HSS al tungsteno
El rendimiento del acero HSS al tungsteno no depende únicamente de su contenido total en aleación. Los elementos de aleación influyen en la formación de carburos, la microestructura y la respuesta al tratamiento térmico, factores que, en última instancia, determinan la dureza, la resistencia al desgaste, la dureza en caliente y la tenacidad.
Tungsteno (W): Dureza y resistencia al desgaste
El tungsteno es el principal elemento de aleación del acero HSS al tungsteno tradicional. Contribuye a la formación de carburos duros y ayuda al acero a conservar su dureza a temperaturas elevadas.
Los grados como el W18Cr4V contienen aproximadamente 18% de tungsteno y son conocidos por su buena dureza en caliente y su capacidad para mantener el filo. Sin embargo, un mayor contenido de tungsteno no garantiza automáticamente un mejor rendimiento general. La distribución de los carburos, el tratamiento térmico y el equilibrio de otros elementos de aleación también influyen en la tenacidad y la vida útil de la herramienta.
Carbono (C): dureza y formación de carburos
El carbono se combina con elementos formadores de carburos para producir partículas duras que resisten el desgaste. Aumentar el contenido de carbono puede mejorar la dureza y la resistencia al desgaste tras un tratamiento térmico adecuado.
Los aceros con alto contenido en carbono, como el 9W18Cr4V, están diseñados para aplicaciones que requieren una gran resistencia al desgaste y una buena retención del filo. La contrapartida es una menor tenacidad y un mayor riesgo de astillamiento en caso de impacto o de corte interrumpido.
Vanadio (V): Resistencia a la abrasión
El vanadio forma carburos de vanadio muy duros, que mejoran la resistencia al desgaste abrasivo. Las aleaciones con alto contenido en vanadio, como el W6Mo5Cr4V3 (M3) y el W6Mo5Cr4V4 (M4), son adecuadas para herramientas de corte expuestas a condiciones de desgaste exigentes.
Sin embargo, un mayor contenido de vanadio puede dificultar el rectificado. Estas calidades resultan más útiles cuando la mayor resistencia al desgaste justifica los requisitos adicionales en cuanto a la fabricación y el afilado de las herramientas.
Cobalto (Co): Dureza a altas temperaturas
El cobalto mejora la respuesta de dureza en caliente del acero rápido (HSS), lo que ayuda a que los filos de corte mantengan su dureza a temperaturas elevadas. Las calidades que contienen cobalto, como el M35 y el M42, se asocian habitualmente con aplicaciones de mecanizado exigentes.
Merece la pena tenerlas en cuenta para herramientas destinadas al mecanizado de aleaciones resistentes al calor, aceros inoxidables y otros materiales difíciles de mecanizar. Sin embargo, el cobalto no elimina la necesidad de contar con una geometría adecuada de la herramienta, unos parámetros de corte adecuados y unas condiciones de refrigeración adecuadas.
Molibdeno (Mo): tenacidad y equilibrio de la aleación
El molibdeno puede sustituir parcialmente al tungsteno en el acero HSS, al tiempo que contribuye al endurecimiento secundario y a la resistencia al calor tras el tratamiento térmico.
Los aceros con molibdeno, como el M2 (W6Mo5Cr4V2), ofrecen un equilibrio óptimo entre tenacidad, resistencia al desgaste y versatilidad en la fabricación. En comparación con el W18Cr4V tradicional, el M2 suele ser la opción preferida para aplicaciones que requieren una mayor tenacidad o una distribución más uniforme de los carburos.
El equilibrio real depende de la composición completa de la aleación y del proceso de fabricación, y no solo del contenido de molibdeno.
Aluminio (Al): una vía alternativa hacia el alto rendimiento
Los aceros HSS con aleación de aluminio, como el W6Mo5Cr4V2Al (acero 501), están diseñados para mejorar la dureza en caliente y la resistencia al desgaste sin necesidad de recurrir a altas adiciones de cobalto.
Estos grados pueden suponer una alternativa para aplicaciones de corte exigentes en las que el coste del material también es un factor a tener en cuenta. Sin embargo, sus márgenes de tratamiento térmico pueden ser relativamente exigentes, y es necesario controlar cuidadosamente los requisitos de oxidación, descarburación y rectificado.
Comparación de calidades de acero HSS al tungsteno
Diferente HSS Los grados están diseñados para ofrecer diferentes combinaciones de dureza, resistencia al desgaste, dureza al rojo, tenacidad y facilidad de fabricación. En la siguiente tabla se comparan los grados más representativos y sus aplicaciones habituales.
| Grado | Principales características de aleación | Puntos fuertes clave en materia de rendimiento | Aplicaciones típicas |
|---|---|---|---|
| W18Cr4V (T1) | Alto contenido en tungsteno | Buena dureza del rojo y buena retención del filo; buena capacidad de afilado | Herramientas de corte de uso general, machos de roscar, escariadores y fresas para engranajes |
| 9W18Cr4V (9W18) | Alto contenido en tungsteno y carbono | Alta dureza y resistencia al desgaste; menor tenacidad | Escariadores, avellanadores y herramientas de corte resistentes al desgaste |
| M2 (W6Mo5Cr4V2) | Tungsteno-molibdeno | Equilibrio entre tenacidad, resistencia al desgaste y dureza en caliente | Brocas, fresas, machos y herramientas para el tallado de engranajes |
| M3 | Tungsteno-molibdeno con un mayor contenido de vanadio | Mayor resistencia al desgaste abrasivo; rectificado más exigente | Tornillos de larga duración, fresas y herramientas para materiales difíciles |
| M4 | Tungsteno-molibdeno con alto contenido en vanadio y carbono | Alta resistencia al desgaste y dureza | Cortadores y herramientas de precisión sometidos a un desgaste intenso |
| M35 | Aleación de tipo M2 con aproximadamente 5% de cobalto | Mayor dureza en caliente y mejor rendimiento de corte | Brocas, machos y fresas para acero inoxidable y aleaciones difíciles de mecanizar |
| M42 | Alto contenido en cobalto y molibdeno | Dureza muy elevada y dureza roja | Taladros, fresas y herramientas de corte especializadas de alto rendimiento |
| T15 | Alto contenido en tungsteno, carbono, vanadio y cobalto | Excelente resistencia al desgaste y capacidad de dureza en caliente | Herramientas especializadas para condiciones de corte exigentes |
| Acero 501 | Tungsteno-molibdeno con aluminio | Alta dureza y dureza en caliente sin un alto contenido en cobalto | Fresas y herramientas para materiales difíciles de mecanizar |
| Acero 5F-6 | Tungsteno-molibdeno con aluminio y un mayor contenido de vanadio | Alta dureza y resistencia al desgaste | Herramientas de corte especializadas y aplicaciones de conformado seleccionadas |
Estas comparaciones describen las características generales del material, no clasificaciones de rendimiento garantizadas. Las propiedades finales dependen de la norma especificada, el proceso de fabricación, el tratamiento térmico y la geometría de la herramienta acabada. Las designaciones internacionales de los grados también deben verificarse con arreglo a la especificación del material aplicable antes de la adquisición.
W18Cr4V frente a W6Mo5Cr4V2: ¿cuál es mejor?
Tanto el W18Cr4V como el W6Mo5Cr4V2 (M2) son aceros para herramientas de alta velocidad, pero difieren en su composición de aleación y en su equilibrio de prestaciones. El W18Cr4V es un acero tradicional con alto contenido en tungsteno, mientras que el M2 es un acero rápido (HSS) de tungsteno y molibdeno diseñado para ofrecer una combinación equilibrada de dureza, resistencia al desgaste y tenacidad.
Ninguna de las dos calificaciones es mejor en todos los casos. La elección adecuada depende de la herramienta de corte, el material de la pieza de trabajo, las condiciones de funcionamiento y la vida útil requerida.
Dureza roja
El W18Cr4V es conocido por su dureza al rojo, lo que permite que el filo conserve su dureza a temperaturas elevadas. El M2 también ofrece una buena dureza en caliente y se utiliza ampliamente en herramientas de corte de uso general. El rendimiento real depende del tratamiento térmico y de las condiciones de corte, más que del contenido de tungsteno por sí solo.
Resistencia
El M2 suele ser la opción preferida cuando una herramienta debe combinar la resistencia al desgaste con la tenacidad, especialmente en condiciones de corte interrumpido o con cargas de impacto moderadas. El W18Cr4V ofrece un buen rendimiento en condiciones de corte estables, pero la distribución de sus carburos y su historial de procesamiento pueden afectar a su resistencia al astillamiento.
Resistencia al desgaste
Ambos grados ofrecen una buena resistencia al desgaste cuando se someten a un tratamiento térmico adecuado. El W18Cr4V se beneficia de su alto contenido en tungsteno, mientras que el M2 combina tungsteno, molibdeno y vanadio para lograr un perfil equilibrado de dureza y resistencia al desgaste. En el caso de materiales de pieza abrasivos o ciclos de corte prolongados, la elección debe basarse en el tipo de acero concreto, el tratamiento térmico y la geometría de la herramienta.
Distribución de carburo
La distribución de los carburos influye en la dureza, la resistencia al desgaste, la tenacidad y la uniformidad del filo. El acero W18Cr4V tradicional puede ser más propenso a la segregación de carburos, especialmente en secciones de mayor tamaño o cuando los controles de fabricación son insuficientes. El acero M2 suele ofrecer una estructura de carburos más uniforme, aunque el resultado depende del proceso de fabricación del acero y de la calidad del tratamiento.
Capacidad de molienda
Ambos tipos pueden rectificarse para convertirlos en herramientas de corte de precisión. Sin embargo, el contenido de carburo, el tratamiento térmico y la geometría requerida de la herramienta influyen en la dificultad del rectificado. El M2 se utiliza ampliamente en la fabricación convencional de herramientas, mientras que el W18Cr4V puede requerir un control más riguroso del proceso para lograr resultados uniformes. Los parámetros de rectificado deben ajustarse en función del tipo específico y del estado tras el tratamiento térmico.
Coste
El elevado contenido en tungsteno del W18Cr4V puede incrementar los costes de la materia prima, aunque los precios reales dependen de las condiciones del mercado, la oferta y las especificaciones de fabricación. El M2 se encuentra ampliamente disponible y suele ofrecer un equilibrio práctico entre el coste del material y el rendimiento de la herramienta. El coste total de la herramienta también debe tener en cuenta el rectificado, la vida útil de la herramienta, la frecuencia de sustitución y el tiempo de inactividad en el mecanizado.
Aplicaciones típicas
· W18Cr4V: Brocas, machos, escariadores, brochas y otras herramientas de corte tradicionales que se utilizan en condiciones de corte adecuadas y relativamente estables.
· W6Mo5Cr4V2 (M2): Brocas de uso general, fresas, machos de roscar, escariadores y herramientas para el tallado de engranajes, en los que es importante contar con un equilibrio entre dureza, resistencia al desgaste y tenacidad.
¿Qué curso deberías elegir?
Elija el W18Cr4V cuando sus características de dureza en caliente, el diseño de la herramienta y el proceso de fabricación establecido cumplan los requisitos de la aplicación. Considere el M2 cuando la prioridad sea una combinación equilibrada de tenacidad, resistencia al desgaste, disponibilidad y uniformidad en la fabricación.
En definitiva, La elección depende de la geometría de la herramienta, el material de la pieza de trabajo, las condiciones de corte y la vida útil requerida de la herramienta. Comparar los grados en las condiciones de funcionamiento previstas resulta más fiable que elegir basándose únicamente en el contenido de tungsteno.
Tungsteno HSS con alto contenido en carbono frente a tungsteno HSS con alto contenido en vanadio
Los aceros rápidos de tungsteno con alto contenido en carbono y vanadio están diseñados para satisfacer diferentes requisitos de rendimiento. Un mayor contenido en carbono permite obtener una mayor dureza tras el tratamiento térmico, mientras que un mayor contenido en vanadio favorece la formación de carburos de vanadio duros que mejoran la resistencia al desgaste abrasivo. Sin embargo, ninguno de estos elementos determina por sí solo el rendimiento; la composición completa de la aleación y el tratamiento térmico también son importantes.
| Propiedad | Tungsteno HSS con alto contenido en carbono | Tungsteno HSS con alto contenido en vanadio |
|---|---|---|
| Dureza | Puede alcanzar una dureza elevada tras un tratamiento térmico adecuado | Puede alcanzar una dureza elevada, dependiendo de su composición y del tratamiento térmico |
| Resistencia al desgaste | Bien, dependiendo del contenido y la distribución del carburo | Resistencia al desgaste abrasivo generalmente elevada gracias a los carburos de vanadio duros |
| Resistencia | Un exceso de carbono puede aumentar la fragilidad y el riesgo de astillamiento | Un alto contenido en carburo también puede reducir la tenacidad. |
| Rectificado | Depende de la estructura y la dureza del carburo | A menudo son más difíciles de rectificar debido a los carburos de vanadio duros |
| Tratamiento térmico | Requiere un control minucioso de la austenización, el temple y el revenido | Requiere un control minucioso para conseguir la dureza y la estructura de carburo deseadas |
| Aplicaciones típicas | Herramientas de corte y aplicaciones que requieren una elevada dureza y resistencia del filo | Herramientas expuestas a un desgaste abrasivo intenso, entre las que se incluyen determinadas fresas y herramientas de corte de precisión |
¿Qué tipo deberías elegir?
Elige un tipo de acero con alto contenido en carbono cuando los requisitos principales sean una dureza elevada y una buena retención del filo. Merece la pena considerar un tipo de acero con alto contenido en vanadio cuando el desgaste por abrasión limita la vida útil de la herramienta.
En ambos casos, una dureza excesiva o un contenido elevado de carburo pueden aumentar el riesgo de astillamiento del filo. La mejor opción depende de si la aplicación se ve limitada principalmente por el desgaste del filo, el desgaste abrasivo o el impacto mecánico.
HSS de cobalto y tungsteno frente a HSS sin cobalto
El acero rápido (HSS) con cobalto está diseñado para mantener la dureza de forma más eficaz a temperaturas de corte elevadas. Las calidades sin cobalto, como el W18Cr4V y el M2, también pueden ofrecer una buena dureza en caliente y son adecuadas para muchas aplicaciones de corte convencionales.
La diferencia principal no radica simplemente en si un grado contiene cobalto, sino en hasta qué punto su composición general se adapta a la temperatura de corte, al material de la pieza de trabajo y a la vida útil requerida de la herramienta.
| Propiedad | Acero rápido (HSS) con cobalto | HSS sin cobalto |
|---|---|---|
| Dureza roja | Por lo general, mejora a temperaturas elevadas | Buena, aunque suele ser inferior a la de otras menas comparables que contienen cobalto en condiciones exigentes de corte en caliente. |
| Corte a alta temperatura | Más adecuado para condiciones que generan un calor de corte considerable | Adecuado para numerosas condiciones de corte convencionales con velocidades y refrigeración adecuadas |
| Materiales difíciles de mecanizar | Se suele preferir para aleaciones resistentes al calor, determinados aceros inoxidables y otros materiales que plantean grandes exigencias | Puede funcionar bien cuando la geometría de la herramienta, la selección del grado y los parámetros de corte son los adecuados |
| Coste | Por lo general, es más elevado debido a la aleación de cobalto y a los costes de los materiales | A menudo, son más económicos y se pueden encontrar fácilmente |
| Resistencia | Depende del tipo concreto; una mayor dureza en caliente no implica automáticamente una mayor tenacidad. | También depende del tipo de aleación; algunas aleaciones sin cobalto ofrecen un equilibrio eficaz entre tenacidad y resistencia al desgaste. |
¿Cuándo merece la pena el coste adicional del acero HSS al cobalto?
Merece la pena tener en cuenta los grados que contienen cobalto, como el M35 y el M42, cuando las temperaturas de corte son elevadas y es fundamental mantener la dureza del filo. Pueden ayudar a prolongar la vida útil de la herramienta en aplicaciones exigentes, siempre que el diseño de la herramienta y los parámetros de corte sean los adecuados.
Los grados sin cobalto suelen ser una opción práctica para trabajos de perforación, fresado, roscado y escariado de uso general, en los que las temperaturas de corte y el desgaste son más moderados.
El acero HSS al cobalto no es necesariamente más resistente ni más económico a lo largo de la vida útil de la herramienta. Compara el precio de compra con la vida útil de la herramienta, las necesidades de reafilado, la frecuencia de sustitución y el tiempo de inactividad de la máquina. El mejor tipo de material es aquel que ofrece el rendimiento requerido a un coste total de herramientas aceptable.
HSS de tungsteno frente a HSS de molibdeno
El acero rápido al tungsteno (HSS) y el acero rápido al molibdeno (HSS) son dos de los principales tipos de aleaciones de acero rápido. Las calidades ricas en tungsteno, como la W18Cr4V, dependen en gran medida del tungsteno, mientras que las que contienen molibdeno, como la M2 (W6Mo5Cr4V2), combinan tungsteno y molibdeno para equilibrar la dureza, la resistencia al desgaste y la tenacidad.
Ninguno de los dos tipos es superior en todos los casos. El rendimiento depende del tipo específico, del proceso de fabricación, del tratamiento térmico y de las condiciones de corte previstas.
Diferencias clave
| Factor | HSS con alto contenido en tungsteno | Acero rápido (HSS) con molibdeno |
|---|---|---|
| Dureza roja | Ofrece un excelente comportamiento en cuanto a dureza en caliente | Además, ofrece una buena dureza en rojo cuando se somete a un tratamiento térmico adecuado |
| Resistencia al desgaste | Depende del tipo de carburo, su distribución y su dureza | Ventajas de un sistema de aleación equilibrado con tungsteno, molibdeno y vanadio |
| Resistencia | Puede verse afectado por la segregación de carburo y la calidad del procesamiento | El M2 suele ofrecer un equilibrio práctico entre dureza y resistencia al desgaste. |
| Fabricación | Algunos tipos de acero tradicionales requieren un control minucioso de la distribución del carburo | El M2 se utiliza ampliamente en la fabricación de herramientas y está disponible en numerosas variantes de producto |
| Coste | Un alto contenido en tungsteno puede aumentar los costes de los materiales | A menudo ofrece un equilibrio rentable entre rendimiento y disponibilidad |
| Aplicaciones típicas | Brocas, machos, escariadores y herramientas de corte especializadas tradicionales | Brocas de uso general, fresas, machos de roscar y herramientas para el tallado de engranajes |
¿Qué tipo deberías elegir?
Se recomienda considerar el acero rápido (HSS) con alto contenido en tungsteno cuando sus características de rendimiento y su proceso de fabricación consolidado se adapten a la aplicación. El acero rápido (HSS) que contiene molibdeno, en particular el M2, suele ser una buena opción cuando es importante encontrar un equilibrio entre tenacidad, resistencia al desgaste, disponibilidad y coste.
La decisión debe basarse en las especificaciones completas del grado y en el rendimiento real de la herramienta, y no simplemente en si el tungsteno o el molibdeno es el elemento de aleación predominante.
Acero rápido al tungsteno frente al carburo de tungsteno
En primer lugar, una distinción importante: El acero rápido al tungsteno no es el mismo material que el carburo de tungsteno. El acero HSS al tungsteno es un acero aleado que contiene tungsteno y otros elementos de aleación. Las herramientas de carburo de tungsteno suelen estar fabricadas con carburo cementado, en el que las partículas de carburo duro se unen entre sí mediante un aglutinante metálico.
Ambos materiales se utilizan ampliamente en herramientas de corte, pero su comportamiento varía en función del calor, el desgaste y los impactos.
Principales diferencias en el rendimiento
| Factor | Tungsteno HSS | Carburo de tungsteno cementado |
|---|---|---|
| Dureza | Elevada dureza tras el tratamiento térmico | En general, mucho más difícil |
| Dureza roja | Buena dureza en caliente para numerosas aplicaciones de corte | Por lo general, mantiene su dureza a temperaturas de corte más elevadas |
| Resistencia al desgaste | Buena, aunque en general inferior a la del carburo | En general, ofrece un rendimiento superior frente al desgaste por abrasión y en el corte a alta velocidad |
| Resistencia | En general, mayor resistencia a los impactos y al astillamiento de los bordes | Suelen ser más frágiles, sobre todo en los filos afilados o sin refuerzo. |
| Resistencia a los impactos | A menudo resulta más adecuado para cortes intermitentes y cargas variables | Depende del tipo de carburo; existen tipos más resistentes, pero los impactos pueden provocar astillas o fracturas. |
| Velocidad de corte | Normalmente adecuado para velocidades de corte más bajas | A menudo permite alcanzar velocidades de corte considerablemente más altas |
| Capacidad de molienda | Se puede rectificar mediante procesos convencionales de rectificado de herramientas con muelas adecuadas. | Requiere un esmerilado con diamante adecuado u otros procesos especializados |
| Coste | A menudo, los costes iniciales de materiales y utillaje son más bajos | Normalmente, el coste inicial es más elevado, aunque la mayor vida útil de la herramienta puede compensarlo |
| Geometría de la herramienta | Adecuado para formas complejas, aristas afiladas y herramientas que requieren un reafilado frecuente | Adecuado para filos rígidos y resistentes al desgaste; es importante la preparación del filo |
| Materiales difíciles de mecanizar | Puede funcionar bien en determinadas aplicaciones, sobre todo en aquellas en las que la tenacidad es importante | A menudo se prefiere para el mecanizado a alta velocidad de materiales duros o abrasivos, siempre que se cumplan los requisitos relativos al material y a la configuración. |
¿Qué es mejor: el acero rápido (HSS) o el carburo de tungsteno?
Opta por el carburo de tungsteno cuando la velocidad de corte, la uniformidad dimensional y la resistencia al desgaste sean las principales prioridades. A menudo resulta adecuado para la producción en serie y para aplicaciones de mecanizado exigentes en las que la máquina y su configuración proporcionan la rigidez suficiente.
Elige el HSS de tungsteno cuando la tenacidad, la geometría compleja de la herramienta, el reafilado o un menor coste inicial de las herramientas sean factores más importantes. Sigue siendo útil para brocas, machos, brochas y otras herramientas que se utilizan en condiciones en las que la fragilidad del carburo puede suponer un inconveniente.
En el caso de materiales difíciles de mecanizar, como las aleaciones resistentes al calor, el carburo puede ofrecer una mayor productividad, aunque el resultado depende de la pieza concreta, las condiciones de corte y el tipo de herramienta. El acero rápido (HSS) con cobalto también puede resultar eficaz en determinadas aplicaciones.
En definitiva, hay que comparar la vida útil de la herramienta, la velocidad de corte alcanzable, el riesgo de fallo del filo, los costes de reafilado y el tiempo de inactividad. El mejor material es aquel que cumple los requisitos de mecanizado con el menor coste total posible, no necesariamente el que presenta mayor dureza.
¿Es el acero al tungsteno más duro que el HSS?
Sí, si por “acero de tungsteno” se refiere al carburo de tungsteno cementado, este suele ser más duro que el acero rápido (HSS). Sin embargo, el término «acero de tungsteno» es ambiguo, por lo que es necesario identificar los materiales antes de realizar una comparación fiable.
En algunos mercados, especialmente en la terminología industrial china, el término “acero de tungsteno” suele referirse al carburo cementado. En inglés, sin embargo, el término también puede utilizarse de forma genérica para describir los aceros aleados con tungsteno, incluido el acero HSS con tungsteno.
Acero de tungsteno frente a HSS de tungsteno: ¿cuál es la diferencia?
· Carburo de tungsteno cementado: Material compuesto fabricado principalmente a partir de partículas duras de carburo de tungsteno unidas mediante un aglutinante metálico. Ofrece una dureza y una resistencia al desgaste muy elevadas, pero suele ser más frágil que el acero rápido (HSS).
· Acero rápido al tungsteno: Una aleación de acero que contiene tungsteno, carbono, cromo, vanadio y otros elementos. El tratamiento térmico potencia su dureza y su rendimiento de corte, mientras que su matriz de acero suele ofrecer una mayor tenacidad que el carburo cementado.
¿Qué material es más duro?
| Propiedad | Carburo de tungsteno cementado | Tungsteno HSS |
|---|---|---|
| Dureza | En general, más alto | Más blando, pero sigue siendo muy duro tras el tratamiento térmico |
| Resistencia al desgaste | En general, superior | Ideal para numerosas aplicaciones de herramientas de corte |
| Resistencia | Por lo general, más delgado; propenso a astillarse o romperse | En general, mayor resistencia a los impactos |
| Velocidades de corte habituales | A menudo más alto | Normalmente más bajo |
| Aplicaciones habituales | Insertos de metal duro, fresas de extremo, herramientas resistentes al desgaste | Brocas, machos, escariadores, brochas y herramientas de corte complejas |
Los valores exactos de dureza dependen del tipo de carburo, del contenido de aglutinante, de la composición del acero rápido (HSS) y del tratamiento térmico. Además, sus escalas de dureza pueden variar, por lo que los valores solo deben compararse utilizando métodos de ensayo adecuados.
¿Cuál deberías elegir?
Opta por el carburo cementado cuando las prioridades sean las altas velocidades de corte y la resistencia al desgaste, y la configuración de la máquina permita soportar sus filos de corte. Opta por el acero rápido al tungsteno (HSS) cuando sean más importantes la tenacidad, la geometría compleja de la herramienta, el reafilado o la resistencia a los impactos.
La clave está en distinguir el carburo de tungsteno cementado del acero rápido al tungsteno. Si en las especificaciones de un material solo se indica “acero al tungsteno”, comprueba el grado o la composición antes de comparar la dureza, seleccionar una herramienta de corte o especificar un componente.
Cómo elegir el grado adecuado de acero HSS con tungsteno
Para seleccionar el tipo adecuado de acero rápido al tungsteno no basta con comparar la dureza o el contenido en tungsteno. El tipo debe adaptarse al material de la pieza de trabajo, a las condiciones de corte, a la geometría de la herramienta y a la vida útil prevista. Un tipo con mayor contenido en aleación no siempre es la opción más económica si el rendimiento adicional que ofrece no es necesario para la aplicación.
Ten en cuenta el material de la pieza de trabajo
Empiece por el material que se va a mecanizar. Los aceros de uso general pueden mecanizarse eficazmente con calidades estándar de acero rápido (HSS), como el M2 o el W18Cr4V. Los aceros inoxidables y las aleaciones resistentes al calor pueden generar más calor y ofrecer mayor resistencia al corte, por lo que merece la pena considerar calidades que contengan cobalto, como el M35 o el M42. Los materiales abrasivos de las piezas pueden beneficiarse de calidades con un mayor contenido en vanadio.
Ten en cuenta la velocidad de corte
Las velocidades de corte más elevadas generan más calor en el filo. Si el ablandamiento térmico limita la vida útil de la herramienta, puede ser adecuado utilizar un tipo de acero con mayor resistencia al ablandamiento térmico. El acero rápido (HSS) con cobalto suele considerarse adecuado para operaciones de corte exigentes a altas temperaturas, mientras que los tipos estándar siguen siendo adecuados para muchas condiciones de corte convencionales.
Ten en cuenta la geometría de la herramienta
Las herramientas complejas, los filos estrechos y los perfiles intrincados requieren un análisis minucioso de la capacidad de rectificado y la resistencia del filo. Elija un tipo de acero que permita conseguir la geometría y la calidad superficial requeridas sin que el rectificado resulte excesivamente difícil ni se produzcan daños en el filo.
Ten en cuenta el impacto y las interrupciones
El corte interrumpido, las cargas variables y las condiciones de mecanizado inestables aumentan el riesgo de que se astillen los filos. En estas situaciones, la tenacidad y la preparación de los filos cobran especial importancia. Evita elegir un tipo de herramienta basándote únicamente en la dureza máxima; un equilibrio entre dureza y resistencia al desgaste ligeramente diferente puede proporcionar una vida útil más fiable.
Ten en cuenta los requisitos de vestimenta
Identifica la causa principal del fallo de la herramienta. Si el desgaste por abrasión es la principal limitación, puede merecer la pena considerar los grados con alto contenido en vanadio. Si el filo se ablanda a altas temperaturas, da prioridad a la dureza en rojo. Si se producen astillamientos antes de que se produzca un desgaste significativo, analiza la tenacidad, la geometría de la herramienta y la estabilidad de corte antes de pasar a un grado más duro.
Ten en cuenta los requisitos de molienda
El rectificado afecta a la precisión dimensional, la calidad de los bordes y el coste de producción. Los grados con alto contenido en vanadio pueden resultar más difíciles de rectificar debido a sus carburos duros. Asegúrese de que el equipo de rectificado disponible, la selección de muelas y los controles del proceso permitan conseguir de forma constante la geometría requerida para la herramienta.
Ten en cuenta el coste de las herramientas y el volumen de producción
Para la producción de bajo volumen o para herramientas que requieren un reafilado frecuente, un tipo de acero HSS estándar puede ofrecer la mejor relación calidad-precio global. En la producción de alto volumen, un tipo de acero más especializado puede justificar su mayor coste de material si reduce los cambios de herramienta, el tiempo de inactividad o los desechos. Compara el coste total del utillaje en lugar de limitarte al precio de compra.
Un proceso práctico de selección de herramientas HSS de tungsteno
Utiliza esta secuencia para determinar el curso adecuado: Pieza → Condiciones de corte → Geometría de la herramienta → Tipo de acero HSS
1. Pieza de trabajo: Determina la dureza, la abrasividad y la maquinabilidad del material.
2. Condiciones de corte: Evalúa la velocidad de corte, la temperatura, el uso de refrigerante y si el corte es continuo o intermitente.
3. Geometría de la herramienta: Defina la nitidez de los bordes, el perfil, la precisión dimensional y los requisitos de rectificado necesarios.
4. Calidad HSS: Elige un grado que ofrezca un equilibrio entre dureza, dureza al rojo, resistencia al desgaste, tenacidad y coste.
Por último, comprueba las especificaciones de los materiales y los requisitos de tratamiento térmico de cada tipo de acero. Cuando varios tipos de acero parezcan adecuados, realizar pruebas de corte en condiciones de producción representativas es la forma más fiable de confirmar la vida útil de la herramienta y la rentabilidad global.
