La maquinabilidad es una propiedad de los materiales que permite comparar la facilidad con que pueden ser mecanizados por arranque de viruta que es un fragmento




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fecha de publicación02.11.2015
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MAQUINABILIDAD
Andrés Paz Millor

La maquinabilidad es una propiedad de los materiales que permite comparar la facilidad con que pueden ser mecanizados por arranque de viruta que es un fragmento de material residual con forma de lámina curvada o espiral que se suele considerar residuo en algunas industrias pero que tiene alguna aplicación. Los materiales con mejor maquinabilidad requieren potencias y fuerzas de corte reducidas, con un desgaste lento de los filos de las herramientas de corte y pueden mecanizarse obteniendo superficies menos rugosas y, en general, con un mejor acabado. Además, otro factor que indica una buena maquinabilidad de un material es la posibilidad de poder controlar fácilmente la longitud de la viruta resultante. Las virutas largas y delgadas pueden enredarse e interferir en las operaciones de corte.

Los factores que suelen mejorar la resistencia de los materiales a menudo degradan su maquinabilidad. Por lo tanto, para una mecanización económica, los ingenieros se enfrentan al reto de mejorar la maquinabilidad sin perjudicar la resistencia del material.

Es difícil establecer relaciones que definan cuantitativamente la maquinabilidad de un material, pues las operaciones de mecanizado tienen una naturaleza compleja. En algunos casos, la dureza y la resistencia del material se consideran como los principales factores a evaluar. Los materiales duros son generalmente más difíciles de mecanizar pues requieren una fuerza mayor para cortarlos. Sobre estos factores influyen propiedades del material como su composición química, conductividad térmica y su estructura microscópica. A veces, sobre todo para los no metales, estos factores auxiliares son más importantes. Por ejemplo, los materiales blandos como los plásticos pueden ser difíciles de mecanizar a causa de su mala conductividad térmica.

Hay muchos factores que afectan a la maquinabilidad, pero no hay un consenso en la forma de cuantificarla. En lugar de ello, a menudo la maquinabilidad se evalúa caso por caso y las pruebas se adaptan a las necesidades específicas de una fábrica. Las medidas más comunes para efectuar una comparación de maquinabilidad son la vida de la herramienta, el acabado superficial, la temperatura de corte, el consumo de energía y la producción de viruta.

Existen tablas y gráficos que proporcionan una referencia para comparar la maquinabilidad de materiales diferentes, pero son necesariamente imprecisas debido a la multitud de variables de proceso y otros factores externos que pueden tener una influencia significativa. Estas tablas suelen medir la maquinabilidad en términos de velocidad de corte para una determinada vida útil de la herramienta. Por ejemplo, la maquinabilidad relativa podría darse como:



Donde VC60 es la velocidad de corte para una vida útil de la herramienta de 60 minutos. Siendo 1 la práctica y 2 la teórica. Las pruebas de maquinabilidad más conocidas fueron las llevadas a cabo por Frederick W. Taylor y dieron lugar a lo que se conoce como ecuación de Taylor que relaciona la velocidad de corte con la vida de la herramienta VTn = C

Habitualmente se toma como referencia el acero AISI 1112 al que se le da la calificación de 100.

Maquinabilidad del acero

Los factores que influyen en la maquinabilidad de los aceros de herramientas son la dureza en el estado de recocido, la microestructura del acero y la cantidad de carburos presentes. El acero de herramienta que presenta mayor índice de Maquinabilidad (el tipo W) tiene un índice aproximadamente igual al 30%, por lo tanto como referencia para comparar la maquinabilidad de los distintos aceros de herramienta se toma W, a los que se le asigna el índice 100. La maquinabilidad disminuye al aumentar el contenido de carbón y aleantes.

Maquinabilidad de aleaciones de cobre
Dentro del grupo de aleaciones de cobre de fácil maquinabilidad se incluyen las aleaciones con elementos que, por ser prácticamente insolubles en el cobre, facilitan la rotura de la viruta. Entre estas aleaciones se encuentran:

Aleación Cobre-Teluro: Se obtienen por adición de 0,3 a 0,7% de Te a cobres tenaces o OFHC. El teluro es casi insoluble en el cobre a temperatura ordinaria y forma teluros que precipitan en los bordes de grano, facilitando la rotura de la viruta, proporcionando una maquinabilidad comparable a la de los latones con plomo. La adición de teluro aumenta la temperatura de recristalización, es decir, retiene la acritud durante el calentamiento, como la plata, pero de forma más intensa. Su conductividad eléctrica es de 94 a 98% IACS, y las mecánicas son similares a las del cobre sin alear. Se emplea en piezas mecanizadas de formas complicadas o de precisión que al mismo tiempo deben tener una alta conductividad eléctrica o térmica. Se pueden soldar con soldadura fuerte o blanda pero no al arco, debido a la volatilización del teluro durante la soldadura.

Aleación Cobre-Azufre: Una adición de 0,3 a 0,5% de azufre confiere al cobre las mismas propiedades que el teluro, siendo la transformación de la aleación más sencilla y barata que con teluro.

Aleación Cobre-Plomo: Un contenido de plomo de 0,5 a 1 % confiere al cobre una maquinabilidad elevada aunque un poco inferior a la de los Cu-Te y Cu-S. Esta aleación se emplea sobre todo en
Maquinabilidad en fundiciones

Fundicion nodular: Tiene una importante dureza, mejorada por una gran maquinabilidad, por lo cual todas aquellas piezas fundidas tiene ha ser realizadas mediante este proceso ya que el acabado final puede ser dado con procesos de arranque de viruta.
Maquinabilidad en aleaciones de alumnio

La mayor parte de las aleaciones están basadas en sistemas de aluminio-cobre o aluminio-silicio, con adiciones para mejorar las características de fundición o de servicio. Entre las aleaciones aluminio-cobre, la que contiene 8% de cobre ha sido usada por mucho tiempo como la aleación para fines generales, aunque las adiciones de silicio y hierro, mejoran las características de la fundición por que la hacen menos quebradiza en caliente; la adición de zinc, mejora su maquinabilidad.

Las aleaciones de aluminio-magnesio son superiores a casi todas las otras aleaciones de fundición de aluminio en cuanto a resistencia, corrosión y maquinabilidad; además de excelentes condiciones de resistencia mecánica y ductilidad.

El aluminio puro y las aleaciones de aluminio-manganeso son duros para maquinar, a no ser que se empleen herramientas especiales con mayor ángulo de salida que el acostumbrado para el acero. Las herramientas duras de carburo cementado son esenciales para el aluminio-silicio. Las aleaciones que contienen cobre y las forjadas tratadas térmicamente tienen buena maquinabilidad.
BIBLIOGRAFIA:

“Wikipedia” http://www.wikipedia.es

http://farojas.uniandes.edu.co/admec/ecuacion_de_taylor.htm

“Obtesol” http://www.obtesol.es/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=163

“Directorio de articulos gratis” http://www.articuloz.com/otro-articulos/fundicion-nodular-504283.html

“Universidad Tecnológica de Pereira”http://www.utp.edu.co/~publio17/aluminio.htm

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