85 HERRAMIENTAS DE CORTE C Si Mn P S Cr Ni Mo Fe Wt% 0.425 0.31 0.81 0.015 0.0058 0.83 1.80 0.25 Balance Las tensiones residuales y la rugosidad superficial son dos aspectos de la integridad estructural que afectan notablemente a la vida en servicio de un componente. En la literatura pueden encontrarse gran cantidad de trabajos donde se estudia el efecto que tie- nen determinados parámetros de corte (como pueden ser la velocidad de corte, el avance o la profundidad de corte) en la integridad superficial. Sin embargo apenas hay estudios sobre la influencia de determinadas carac- terísticas de las herramientas de corte en la integridad su- perficial final de las piezas mecanizadas. 1. Introducción La integridad superficial de un componente condiciona su vida en servicio y estabilidad dimensional, por lo que es de suma importancia controlar el estado final de las pie- zas tras su fabricación. Entre las propiedades que definen la integridad estructural de un componente, las más rele- vantes son las tensiones residuales, la rugosidad super- ficial, la dureza y la microestructura. En particular, las tensiones residuales son de suma importancia de cara a la vida en servicio de los componentes, dado que se suman a las tensiones externas que actúan sobre la pieza cuando ésta está en servicio, dando lugar a tensiones re- ales mayores que las tensiones nominales, y por tanto la resistencia a fatiga de los componentes disminuye, dando lugar a fallos prematuros e imprevisibles de la pieza. Las tensiones residuales se generan/modifican en prác- ticamente todas las etapas del proceso de fabricación de un componente (forja, tratamientos térmicos, mecaniza- do, etc.) [1,2]. En procesos de torneado (caso del presen- te estudio), y en general en los procesos de corte, pueden distinguirse tres factores que contribuyen al es- tado final de tensiones residuales en el componente [1,3]: • La presión herramienta/pieza da lugar a deformación plástica del material mecanizado, que resulta en tensio- nes residuales de compresión (tensiones residuales mecánicas). • La fricción herramienta/pieza y el calor asociado a la de- formación plástica producen calentamiento de la pieza mecanizada. El aumento de temperatura produce una expansión momentánea de la superficie del material que se ve constreñida por el resto del material. Las ten- siones resultantes pueden exceder el límite elástico del material a esa temperatura, y dar lugar a deformación plástica del material en la superficie. La contracción tér- Tabla 1. Composición química (wt%) del acero 40NiCrMo7 utilizado en este estudio. mica en el enfriamiento posterior resulta en tensiones residuales tractivas en la superficie de la pieza (tensio- nes residuales térmicas). • Si durante el corte se alcanzan temperaturas muy ele- vadas, pueden llegar a producirse transformaciones de fase en el material. Así, si se está mecanizando por ejemplo un acero endurecible, puede llegar a formarse martensita tras el rápido calentamiento y enfriamiento. La transformación martensítica lleva asociados grandes cambios volumétricos que resultan en tensiones resi- duales compresivas (tensiones residuales estructurales o asociadas a transformaciones de fase). El estado final de tensiones residuales depende, por tanto, de la importancia relativa de cada uno de estos tres factores (mecánico, térmico y estructural o de transfor- maciones de fase). La importancia de cada uno de los fac- tores depende de las propiedades físicas y mecánicas del material que se esté mecanizando así como de los pará- metros de mecanizado que se estén empleando. En la literatura puede encontrarse un buen número de tra- bajos donde se estudia el efecto de parámetros de corte como la velocidad de corte, la profundidad de pasada o el avance en el estado final de tensiones residuales. En la pasada edición del Congreso de Máquinas-Herramienta y Tecnologías de Fabricación (2010) se presentó un estu- dio[4] (llevado a cabo por el mismo grupo de trabajo de los autores del presente artículo) donde se pretendía dar luz a algunas faltas de acuerdo entre autores detectadas en la bibliografía: por un lado autores como Dahlman et al. [5], Jang et al. [6], Capello [7] y Schlauer and Oden [8] afirman que las tensiones residuales superficiales tienden a ser más tractivas a medida que aumenta el avance, mientras que Rech y Moisan [9] afirman que esto es cier- to solo para un rango concreto de avances. Por otra parte, Jacobson et al. [10], M’Saoubi et al. [11] y Arunachalam et al. [12] afirman que las tensiones residuales superficia- les aumentan con la velocidad de corte, mientras Rech y Moisan [9] concluyen que a partir de una cierta velocidad de corte la tendencia es la opuesta. Finalmente, respecto al efecto de la profundidad de pasada también hay discre- tecnología