El acero rápido al tungsteno es conocido por su capacidad para conservar la dureza, resistir el desgaste y mantener un rendimiento óptimo del filo a temperaturas elevadas. Se utiliza desde hace mucho tiempo para fabricar brocas, fresas, machos de roscar, escariadores y otras herramientas de corte de precisión.
Conocer su composición, sus propiedades y los tipos disponibles ayuda a los fabricantes a seleccionar el material adecuado para las herramientas en función de las condiciones específicas de mecanizado. Esta guía explica qué es el acero rápido al tungsteno, en qué se diferencia de otros tipos de acero rápido y qué características son las más importantes en las aplicaciones prácticas.
¿Qué es el acero rápido al tungsteno?
El acero rápido al tungsteno (HSS al tungsteno) es un acero para herramientas de alta aleación que utiliza el tungsteno como elemento aleante principal para mejorar la dureza en caliente, la resistencia al desgaste y el rendimiento de corte. También contiene carbono, cromo y vanadio, y algunas calidades incorporan cobalto o molibdeno para conseguir características de rendimiento específicas.
A diferencia del acero al carbono para herramientas convencional, el acero HSS al tungsteno es capaz de mantener una dureza útil a temperaturas de corte elevadas, lo que permite que las herramientas de corte funcionen en condiciones en las que los aceros para herramientas convencionales se ablandarían más rápidamente.
El W18Cr4V es un ejemplo clásico de acero rápido al tungsteno. Su elevado contenido en tungsteno contribuye a su dureza en caliente y a su resistencia al desgaste, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de herramientas de corte de precisión. Sin embargo, el rendimiento real depende de la composición completa de la aleación, del tratamiento térmico, de la geometría de la herramienta y de las condiciones de mecanizado, y no solo del contenido en tungsteno.
HSS con tungsteno frente a HSS convencional
Acero rápido (HSS) Es una amplia categoría de aceros para herramientas diseñados para mantener la dureza y el rendimiento de corte a temperaturas elevadas. El acero HSS al tungsteno es una de las ramas tradicionales de esta categoría, que se caracteriza por el tungsteno como principal elemento de aleación.
La diferencia fundamental radica en el sistema de aleación. Las calidades tradicionales de acero rápido al tungsteno (HSS), como la W18Cr4V, dependen en gran medida del tungsteno para garantizar la dureza en caliente y la resistencia al desgaste. Otras calidades de acero rápido al tungsteno utilizan diferentes combinaciones de tungsteno, molibdeno, vanadio y cobalto para equilibrar la dureza, la tenacidad y el coste de fabricación.
El tungsteno desempeña varias funciones importantes en el acero HSS:
- Dureza del rojo: Ayuda al acero a mantener su dureza a medida que aumentan las temperaturas de corte, retrasando el ablandamiento del filo.
- Resistencia al desgaste: Contribuye a la formación de carburos duros que resisten el desgaste abrasivo.
- Retención de vanguardia: Ayuda a que las herramientas mantengan su geometría y su filo durante las operaciones de corte repetidas.
- Estabilidad a altas temperaturas: Favorece la dureza y la estabilidad microestructural durante la exposición a temperaturas elevadas.
Estas ventajas no significan que el acero HSS con tungsteno sea siempre superior a otros tipos de acero HSS. Algunos tipos a base de molibdeno ofrecen una mayor tenacidad o un equilibrio más favorable de propiedades para brocas, fresas y herramientas expuestas a un corte intermitente. La elección adecuada depende del material de la pieza de trabajo, las condiciones de corte, el diseño de la herramienta y la vida útil requerida.
Composición del acero rápido al tungsteno
La composición del acero rápido al tungsteno determina su dureza, resistencia al desgaste, dureza al rojo, tenacidad y capacidad de rectificado. Si bien el tungsteno es el elemento de aleación determinante en el acero rápido al tungsteno tradicional, el carbono, el cromo y el vanadio también son esenciales. Algunas calidades contienen cobalto o molibdeno para ajustar aún más sus prestaciones.
Los porcentajes exactos varían según el grado. La siguiente tabla explica la función principal de cada elemento en la aleación.
| Elemento de aleación | Función principal | Repercusión en el rendimiento |
|---|---|---|
| Carbono (C) | Forma carburos y favorece el endurecimiento | Aumenta la dureza y la resistencia al desgaste, pero unos niveles excesivos pueden reducir la tenacidad |
| Tungsteno (W) | Forma carburos estables y mejora la dureza en caliente | Ayuda a mantener la dureza a temperaturas elevadas |
| Cromo (Cr) | Mejora la templabilidad y contribuye a la formación de carburos | Favorece el endurecimiento completo y la resistencia al desgaste |
| Vanadio (V) | Forma carburos de vanadio duros | Mejora la resistencia al desgaste y la retención del filo |
| Cobalto (Co) | Mejora el comportamiento en cuanto a la dureza en caliente | Ayuda a mantener la dureza durante el corte a altas temperaturas |
| Molibdeno (Mo) | Favorece el endurecimiento y el rendimiento a altas temperaturas | Puede mejorar la tenacidad y la dureza en caliente, dependiendo del tipo de acero |
Estos elementos actúan de forma conjunta, en lugar de hacerlo de forma independiente. Sus proporciones, la distribución del carburo, el tratamiento térmico y el proceso de fabricación influyen en las propiedades finales del acero.
El papel del tungsteno
El tungsteno es el principal elemento de aleación del acero HSS al tungsteno tradicional. Durante el tratamiento térmico, el tungsteno interviene en la formación de carburos y contribuye al endurecimiento secundario y a la resistencia al ablandamiento a temperaturas elevadas.
Esto es especialmente importante en las herramientas de corte, donde la fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo genera calor. Si el filo se ablanda demasiado rápido, pierde dureza, se desgasta más rápido y puede que ya no mantenga la geometría requerida.
El tungsteno ayuda al acero a mantener una dureza adecuada en estas condiciones, lo que contribuye a dureza, resistencia al desgaste y estabilidad del filo. Sin embargo, un alto contenido en tungsteno por sí solo no garantiza un mejor rendimiento. La distribución de los carburos y el tratamiento térmico también son importantes, y una formación excesiva o desigual de carburos puede reducir la tenacidad y dificultar el mecanizado del material.
El papel del carbono y el vanadio
El carbono y el vanadio son esenciales para la dureza y la resistencia al desgaste del acero HSS al tungsteno.
El carbono se combina con los elementos de aleación para formar carburos y permite que el acero alcance una elevada dureza mediante el temple y el revenido. Aumentar el contenido de carbono puede mejorar la dureza y la resistencia al desgaste, pero también puede aumentar la fragilidad y reducir la tenacidad al impacto si la aleación y el tratamiento térmico no están debidamente equilibrados.
El vanadio forma carburos de vanadio especialmente duros que resisten el desgaste por abrasión. Esto hace que los aceros HSS con alto contenido en vanadio resulten útiles para herramientas que deben mantener un filo afilado durante largos ciclos de producción.
La contrapartida es la facilidad de fabricación. Un mayor contenido de vanadio puede dificultar el rectificado, mientras que un alto contenido de carbono y de carburo puede reducir la tenacidad. Por lo tanto, la selección del grado requiere encontrar un equilibrio entre la resistencia al desgaste y el riesgo de astillamiento de los filos, la geometría de la herramienta y los requisitos de rectificado.
El papel del cromo, el cobalto y el molibdeno
El cromo, el cobalto y el molibdeno ayudan a adaptar el acero HSS con tungsteno a las distintas exigencias del mecanizado.
- Cromo (Cr): Mejora la templabilidad, lo que ayuda al acero a alcanzar la dureza requerida mediante el tratamiento térmico. Además, contribuye al sistema general de carburos y favorece la resistencia al desgaste.
- Cobalto (Co): Ayuda a mantener la dureza a temperaturas elevadas. Las calidades que contienen cobalto suelen elegirse para condiciones de corte exigentes en las que intervienen aleaciones resistentes al calor u otros materiales difíciles de mecanizar. Sin embargo, el cobalto no mejora automáticamente la tenacidad, y estas calidades suelen ser más caras.
- Molibdeno (Mo): Favorece el endurecimiento secundario y mejora el comportamiento a alta temperatura. En los aceros HSS de tungsteno-molibdeno, ofrece un equilibrio óptimo entre dureza, tenacidad y coste. Estas calidades se utilizan ampliamente en brocas, fresas y otras herramientas de corte de uso general.
Las proporciones de estos elementos distinguen a una familia de calidades de otra. Las calidades con alto contenido en carbono priorizan la dureza, las que tienen un alto contenido en vanadio hacen hincapié en la resistencia al desgaste y las que contienen cobalto tienen como objetivo una mejor retención de la dureza a temperaturas elevadas. Comprender estas diferencias facilita la comparación de calidades específicas de acero rápido al tungsteno (HSS) y la selección de un material adecuado para la aplicación prevista.
Propiedades clave del acero rápido al tungsteno
El acero rápido al tungsteno combina una elevada dureza, resistencia al desgaste y dureza en caliente, lo que lo hace ideal para herramientas de corte que operan en condiciones exigentes. Sin embargo, estas propiedades varían en función del tipo de acero y del tratamiento térmico. Para seleccionar el material adecuado, es necesario encontrar un equilibrio entre la dureza y la resistencia al desgaste, por un lado, y la tenacidad, la facilidad de rectificado y el riesgo de astillamiento del filo, por otro.
Dureza
El acero HSS al tungsteno suele alcanzar aproximadamente entre 62 y 68 HRC tras un tratamiento térmico adecuado, aunque algunas calidades especializadas pueden situarse fuera de este rango. Por ejemplo, el W18Cr4V convencional suele alcanzar entre 63 y 66 HRC, mientras que los grados con alto contenido en carbono y de alto rendimiento pueden alcanzar entre 66 y 69 HRC o más en condiciones específicas.
La dureza depende del contenido en carbono, la composición de la aleación, la temperatura de temple y las condiciones de revenido. Una mayor dureza puede mejorar la resistencia a la indentación y al desgaste, pero la dureza máxima no siempre es la mejor opción. Las herramientas expuestas a impactos o a cortes intermitentes pueden requerir un mejor equilibrio entre dureza y tenacidad.
Dureza roja
La dureza al calor es la capacidad que tiene un acero para herramientas de mantener su dureza y su rendimiento de corte a medida que aumenta su temperatura durante el mecanizado. Es una de las propiedades que definen al acero rápido.
El corte genera calor en la interfaz entre la herramienta y la pieza de trabajo. Si el filo se ablanda, puede desgastarse rápidamente y perder precisión dimensional. El tungsteno ayuda a estabilizar la estructura del carburo y a resistir el ablandamiento a temperaturas elevadas, lo que permite que la herramienta conserve su filo durante más tiempo.
El rendimiento real en cuanto a la dureza al rojo varía en función del tipo de acero y del tratamiento térmico. Los tipos de acero HSS que contienen cobalto y otros de alto rendimiento suelen elegirse cuando se requiere una mayor retención de la dureza en condiciones de corte a alta temperatura.
Resistencia al desgaste
La resistencia al desgaste determina la capacidad de una herramienta de corte para soportar la pérdida de material durante el contacto repetido con la pieza de trabajo.
El carbono favorece la formación de carburos, mientras que el vanadio produce carburos de vanadio muy duros que mejoran la resistencia al desgaste abrasivo. El tungsteno también contribuye al sistema de carburos y al rendimiento a altas temperaturas. El cobalto puede mejorar la retención de la dureza en caliente, lo que ayuda a que el filo se mantenga eficaz en condiciones exigentes.
Por lo tanto, los grados con alto contenido en carbono y vanadio resultan útiles cuando la vida útil de la herramienta y la retención del filo son prioritarias. Sin embargo, un mayor contenido en carburo puede dificultar el rectificado y reducir la tenacidad. El mejor grado depende del material de la pieza de trabajo, de las condiciones de corte y de la vida útil requerida para la herramienta.
Dureza y resistencia a los impactos
La tenacidad es la capacidad de resistir el agrietamiento o la fractura bajo una carga mecánica, mientras que la resistencia al impacto describe la capacidad de soportar cargas o golpes repentinos.
El acero rápido al tungsteno (HSS) suele ofrecer una mayor resistencia a los impactos que el carburo cementado, lo que lo hace útil para herramientas expuestas a vibraciones o a cortes intermitentes. Sin embargo, no es inmune a las astillas ni a las fracturas.
Los grados tradicionales con alto contenido en tungsteno pueden presentar distribuciones de carburo gruesas o irregulares, lo que puede reducir la tenacidad. Aumentar la dureza o la resistencia al desgaste también puede incrementar el riesgo de astillamiento de los filos si la geometría de la herramienta, el tratamiento térmico o las condiciones de corte no son adecuadas. Para aplicaciones con fuertes impactos, una calidad de acero rápido (HSS) más tenaz o una calidad de metalurgia de polvos puede ser una mejor opción.
Capacidad de molienda
La capacidad de rectificado es una ventaja importante del acero rápido en la fabricación de herramientas. Por lo general, el acero rápido puede rectificarse para obtener geometrías de corte complejas y afilarse con mayor facilidad que el carburo cementado, aunque la dificultad depende del tipo de acero y del contenido en carburo.
Esto hace que el acero HSS sea adecuado para la fabricación y el reacondicionamiento de herramientas como:
- Brocas y machos: Se requieren filos de corte precisos y una geometría controlada de la herramienta.
- Escariadores: Se requiere una geometría precisa de los bordes y precisión dimensional para el acabado de los orificios.
- Fresas: A menudo presentan estrías, perfiles y filos de corte complejos.
- Fresas y fresas helicoidales para engranajes: Se requieren perfiles dentales rectificados con precisión para obtener una geometría precisa de los engranajes.
Los aceros con alto contenido en vanadio y en carburo pueden resultar más difíciles de rectificar que el acero rápido (HSS) convencional. Es importante utilizar muelas adecuadas, parámetros de proceso correctos y un buen control térmico para evitar quemaduras de rectificado, microfisuras y daños en los filos.
Densidad del acero rápido al tungsteno
La densidad del acero rápido al tungsteno varía en función de la composición de su aleación y de su grado. Como valores representativos, algunas fuentes de datos indican aproximadamente 8,26 g/cm³ para el 9W18Cr4V y 8,25 g/cm³ para el 9W6Mo5Cr4V2.
Estas cifras deben considerarse valores de referencia específicos para cada grado, y no una densidad universal para todos los aceros HSS de tungsteno. Los valores reales pueden variar en función de la composición y las condiciones de fabricación. Cuando la densidad sea un factor importante para el cálculo del peso de los componentes o para las especificaciones del material, utilice la norma correspondiente al grado en cuestión o los datos técnicos del proveedor.
Calidades de acero rápido al tungsteno
El acero rápido al tungsteno está disponible en varias familias de calidades, cada una de ellas diseñada para equilibrar de forma diferente la dureza, la resistencia al desgaste, la dureza en caliente y la tenacidad. En lugar de elegir una calidad basándose únicamente en el contenido de tungsteno, los fabricantes deben tener en cuenta la geometría de la herramienta, el material de la pieza de trabajo, las condiciones de corte y la vida útil prevista.
W18Cr4V — El clásico acero rápido al tungsteno (HSS)
El W18Cr4V es un acero rápido al tungsteno tradicional que contiene aproximadamente un 18,1 % de tungsteno y un 4,1 % de cromo, y en el que el vanadio y el carbono contribuyen a su endurecimiento y a su resistencia al desgaste.
Sus principales ventajas son una buena dureza del rojo, una retención fiable del filo y su idoneidad para herramientas de corte de precisión. Entre sus aplicaciones típicas se incluyen escariadores, machos de roscar, fresas, brochas y herramientas para el tallado de engranajes, siempre que se utilicen en condiciones de corte adecuadas.
Sin embargo, su contenido relativamente elevado en tungsteno puede contribuir a la segregación de carburos en el material producido de forma convencional, lo que podría reducir su tenacidad. Por lo tanto, puede resultar menos adecuado para herramientas expuestas a impactos fuertes o a operaciones de corte interrumpido exigentes.
El W18Cr4V se asocia habitualmente con designaciones internacionales como AISI T1, JIS SKH2 y DIN 1.3355. Estas referencias cruzadas deben confirmarse consultando las normas de materiales aplicables y la documentación del proveedor antes de especificar un tipo de acero para la producción.
Tungsteno HSS con alto contenido en carbono
Los grados con alto contenido en carbono aumentan el contenido de carbono para favorecer la formación de carburos y conseguir una mayor dureza y resistencia al desgaste. A cambio, presentan una menor tenacidad y una mayor sensibilidad al tratamiento térmico.
Dos calidades representativas son la 9W18Cr4V y la 9W6Mo5Cr4V2. Esta última es una variante de acero rápido (HSS) con tungsteno y molibdeno, en lugar de una calidad en la que predomine exclusivamente el tungsteno.
| Grado | Características principales | Aplicaciones típicas |
|---|---|---|
| 9W18Cr4V | Alta dureza y resistencia al desgaste, con una tenacidad al impacto relativamente baja | Escariadores, avellanadores, machos de roscar y herramientas de corte resistentes al desgaste |
| 9W6Mo5Cr4V2 | Alta dureza con un perfil de tenacidad más equilibrado en condiciones adecuadas de tratamiento térmico | Brocas, machos, fresas y herramientas seleccionadas para materiales difíciles de mecanizar |
El acero HSS con alto contenido en carbono puede resultar útil cuando la resistencia al desgaste es una prioridad, pero una dureza excesiva puede aumentar el riesgo de que se astillen los filos. Es importante realizar un templado adecuado y varios recocidos para conseguir el equilibrio deseado entre las propiedades.
Tungsteno HSS con alto contenido en vanadio
El acero HSS con alto contenido en vanadio contiene más vanadio que los grados convencionales. El vanadio forma carburos extremadamente duros que mejoran la resistencia al desgaste abrasivo y ayudan a que los filos de corte mantengan su geometría durante un uso prolongado.
Entre los grados más representativos se encuentran el W6Mo5Cr4V3, el W12Cr4V4Mo, el W6Mo5Cr4V4, el W9Cr4V5 y el W12Cr4V5Co5 (a menudo denominado T15 en los sistemas de clasificación pertinentes).
Estos grados están diseñados para condiciones de desgaste exigentes, incluido el mecanizado de determinados aceros de alta resistencia y aleaciones difíciles de mecanizar. Su rendimiento varía: el T15, que contiene cobalto, por ejemplo, combina un alto contenido en vanadio con cobalto para mejorar el rendimiento en cuanto a dureza en caliente.
La principal limitación es la facilidad de fabricación. Un alto contenido en carburo de vanadio puede dificultar el rectificado, mientras que algunas calidades de alto desgaste presentan una tenacidad inferior a la de las calidades de acero rápido (HSS) más equilibradas. Es recomendable seleccionarlas cuando la ventaja esperada en cuanto al desgaste justifique los requisitos adicionales de rectificado y utillaje.
Acero rápido (HSS) de tungsteno con cobalto
Las calidades de acero rápido (HSS) que contienen cobalto se han desarrollado para mantener la dureza de forma más eficaz a temperaturas elevadas. El cobalto favorece el endurecimiento secundario y mejora el comportamiento de dureza en caliente, lo que ayuda a que los filos de corte resistan el calor generado durante operaciones de mecanizado exigentes.
Entre los grados más representativos se encuentran el W18Cr4VCo5, el W18Cr4V2Co8, el W6Mo5Cr4V2Co5 (M35), el W6Mo5Cr4V2Co8 (conocido comúnmente como M42) y el W7Mo4Cr4V2Co5.
Estos grados se utilizan en herramientas de corte destinadas a condiciones exigentes, como el mecanizado de determinados aceros inoxidables, aleaciones de titanio y aleaciones resistentes al calor a base de níquel. Dependiendo del grado, entre sus aplicaciones se incluyen brocas, machos de roscar, fresas, fresas helicoidales y otras herramientas de corte complejas.
El contenido en cobalto por sí solo no determina el rendimiento. El carbono, el vanadio, el tungsteno, el molibdeno y el tratamiento térmico también son importantes. Los grados que contienen cobalto suelen ser más caros, y su mayor dureza puede conllevar algunas desventajas en cuanto a tenacidad y facilidad de afilado. Antes de realizar un pedido, conviene comprobar las equivalencias exactas entre los distintos grados internacionales, ya que las denominaciones que parecen similares no siempre son intercambiables.
Acero rápido (HSS) al tungsteno con aluminio
Los grados de acero rápido (HSS) que contienen aluminio utilizan este metal como elemento de aleación para mejorar la respuesta al endurecimiento y el comportamiento a altas temperaturas. Entre los grados más representativos se encuentran el W6Mo5Cr4V2Al (501) y el W10Mo4Cr4V3Al (5F-6).
Estos grados pueden ofrecer una combinación útil de dureza, resistencia al desgaste y dureza al rojo sin necesidad de recurrir al cobalto como principal aditivo para mejorar el rendimiento. Esto puede convertirlos en una alternativa para determinadas aplicaciones en las que, de otro modo, se consideraría el uso de acero rápido (HSS) con cobalto.
Sin embargo, las aleaciones que contienen aluminio pueden ser sensibles al sobrecalentamiento, la oxidación y la descarburación durante el tratamiento térmico. Sus características de rectificado y sus propiedades finales también dependen de la composición y del proceso de fabricación.
Aunque estos grados pueden ofrecer ventajas económicas en algunas aplicaciones, no son sustitutos universales directos del acero HSS al cobalto. La elección adecuada depende de la dureza en caliente requerida, la tenacidad, la geometría de la herramienta, el proceso de fabricación y el coste total del utillaje.
Aplicaciones de las herramientas de tungsteno HSS
El acero rápido al tungsteno se utiliza ampliamente en herramientas de corte que requieren filos afilados, geometrías complejas y una resistencia al desgaste fiable. Aunque el carburo cementado es la opción preferida para muchas operaciones de mecanizado a alta velocidad, el acero rápido sigue siendo una opción práctica para herramientas que requieren un rectificado preciso, un reafilado frecuente o un equilibrio entre dureza y tenacidad.
Ejercicios
El tungsteno HSS se utiliza habitualmente en brocas helicoidales y otras herramientas para la realización de orificios, especialmente para el mecanizado de aceros y materiales de ingeniería en general. Su combinación de dureza, tenacidad y facilidad de afilado permite obtener filos de corte precisos y un rendimiento fiable. Además, las brocas HSS son económicas de fabricar y reafilar, lo que las hace adecuadas para el mecanizado de uso general y para series de producción más pequeñas.
Fresas
Las fresas de extremo, las fresas de forma y otras herramientas de fresado pueden fabricarse con acero rápido (HSS) cuando se requieren geometrías de canal complejas o perfiles de corte especializados. El HSS es relativamente fácil de rectificar para obtener formas complejas y tolera mejor algunas interrupciones en el corte que otros materiales para herramientas más frágiles. Resulta especialmente útil a velocidades de corte moderadas, aunque generalmente se prefiere el carburo cuando se requiere una mayor productividad y una vida útil más larga de la herramienta en condiciones exigentes.
Machos y herramientas de roscado
Los machos, las herramientas de roscado y otras herramientas relacionadas necesitan filos afilados y perfiles precisos para producir roscas exactas. El acero rápido al tungsteno (HSS) ofrece una combinación útil de dureza, resistencia al desgaste y tenacidad para estas aplicaciones. Para materiales más exigentes, se pueden seleccionar calidades de acero rápido que contengan cobalto u otras calidades de alto rendimiento, en función del proceso de roscado y de las condiciones de funcionamiento.
Escariadores y avellanadores
Los escariadores y los avellanadores son herramientas de acabado cuyo rendimiento depende de una geometría precisa y de un filo en buen estado. El acero rápido al tungsteno (HSS) puede rectificarse para cumplir requisitos dimensionales muy estrictos y volver a afilarse cuando sea necesario. Su resistencia al desgaste ayuda a mantener el rendimiento de corte, mientras que su tenacidad proporciona un margen útil frente a los daños en el filo durante operaciones debidamente controladas.
Fresas y fresas helicoidales para engranajes
Las fresas para engranajes y las fresas helicoidales presentan perfiles de dientes complejos que deben fabricarse con precisión para conseguir la geometría requerida del engranaje. El acero rápido (HSS) resulta muy adecuado para estas herramientas, ya que permite un rectificado detallado del perfil, el mantenimiento de los filos y el reafilado repetido. Se pueden seleccionar calidades de alto rendimiento cuando se necesita una mayor resistencia al desgaste o dureza en caliente para tiradas de producción más largas.
Brochas y herramientas de conformado
Las brochas y las herramientas de conformado suelen incorporar múltiples aristas de corte o perfiles no estándar que resultan difíciles de fabricar y mantener. El acero rápido al tungsteno (HSS) ofrece la capacidad de rectificado necesaria para estas formas complejas, junto con la tenacidad suficiente para numerosas operaciones de corte. Resulta especialmente útil cuando la geometría de la herramienta es especializada, los volúmenes de producción no justifican una alternativa más cara o es necesario reafilar y reutilizar las herramientas.
En todas estas aplicaciones, el uso continuado del acero rápido al tungsteno (HSS) se reduce a un equilibrio práctico: geometría compleja, aristas de corte afiladas, capacidad de rectificado, tenacidad y coste de las herramientas. No siempre es el material para herramientas más rápido, pero sigue siendo muy útil cuando estas características son más importantes que la velocidad máxima de corte.
¿Cuándo conviene optar por el acero rápido al tungsteno?
El HSS de tungsteno es una opción práctica cuando la geometría de la herramienta, el afilado del filo, la facilidad de rectificado y la tenacidad son tan importantes como el rendimiento de corte. La calidad adecuada depende del material de la pieza de trabajo, la velocidad de corte, el diseño de la herramienta y la vida útil prevista de la misma.
Merece la pena tener en cuenta el acero HSS al tungsteno cuando:
- Mecanizado a velocidades de corte moderadas: Ofrece un equilibrio óptimo entre dureza, resistencia al desgaste y coste, sin necesidad de alcanzar las velocidades de corte más altas posibles.
- Fabricación de herramientas de corte complejas: Las brocas, los machos, las fresas, los broches y las fresas de perfil suelen beneficiarse de la facilidad de rectificado y del potencial de reafilado del acero rápido (HSS).
- Trabajo con herramientas de sección transversal pequeña o mediana: Muchas calidades convencionales de acero rápido (HSS) ofrecen un buen rendimiento en herramientas de precisión, siempre que la geometría de la herramienta y las cargas de corte sean adecuadas.
- Cómo actuar ante una interrupción del corte: El HSS puede ofrecer una mayor resistencia a los impactos que el carburo cementado en aplicaciones adecuadas, lo que reduce el riesgo de que se produzcan astillas repentinas en el filo.
- Mecanizado de aceros convencionales y fundiciones: Los grados adecuados pueden ofrecer un rendimiento fiable en una amplia gama de operaciones de corte de uso general.
- Equilibrio entre la vida útil de las herramientas y el coste del utillaje: El HSS puede resultar económico cuando las herramientas se reutilizan, se reafilan o se fabrican en cantidades relativamente pequeñas.
Otro material para la herramienta puede resultar más adecuado cuando:
- Se requieren velocidades de corte muy elevadas y rendimientos máximos de producción.
- Los aceros templados u otros materiales altamente abrasivos exigen una mayor dureza y resistencia al desgaste.
- Esta aplicación implica el mecanizado de cerámica o de metal duro, lo que suele requerir herramientas superduras especializadas.
- El corte continuo a altas temperaturas o las condiciones de desgaste extremo superan las capacidades del tipo de acero HSS seleccionado.
Se trata de directrices generales, no de normas absolutas. Los aceros HSS especializados pueden mecanizar algunas aleaciones difíciles de cortar en condiciones controladas, por lo que la decisión final debe tener en cuenta la dureza de la pieza, los parámetros de corte, la rigidez de la máquina, la refrigeración y la geometría de la herramienta.
En definitiva, el acero rápido al tungsteno (HSS) no es necesariamente mejor ni peor que el carburo u otras familias de acero rápido. Su valor radica en el equilibrio de propiedades que ofrece para una herramienta y una operación de mecanizado concretas.
El siguiente paso es elegir el grado adecuado. Los distintos grados de acero rápido (HSS) que contienen tungsteno, molibdeno, alto contenido en carbono, alto contenido en vanadio y cobalto pueden comportarse de manera muy diferente, incluso cuando pertenecen a la misma familia general de materiales. En la próxima guía, compararemos estos grados y explicaremos cómo seleccionar la opción más adecuada para unos requisitos de corte concretos.
