Metal duro, mejorando con los años
“El metal duro es un material añejo, como un buen vino”. Así daba comienzo Lluís M. Llanes, director del departamento de Ciencia de los Materiales de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), su conferencia sobre el metal duro en la primera jornada sobre este material organizada por Asammet, la Asociación de Amigos de la Metalurgia en la Escola Universitària d'Enginyeria Tècnica Industrial de Barcelona (EUETIB) a primeros de noviembre. En ella participaron un buen número de empresarios y operarios que trabajan a diario con este material cuyas propiedades parecen no tener parangón.
El metal duro tiene futuro, y mucho. Bajo esta premisa, defendida por Juan Martínez, presidente de Asammet —Asociación de Amigos de la Metalurgia— durante la apertura de la primera jornada dedicada a este material, se organizó en Barcelona a primeros de noviembre un encuentro profesional cuyo objetivo no era otro que generar un espacio donde fabricantes, transformadores y usuarios de metal duro de Cataluña pudieran compartir sus experiencias, inquietudes y novedades. Además del profesor Lluís M. Llanes, la jornada contó con una mesa redonda formada por Luis Miñarro, de Sandvik Hyperion, Francisco Borrego, de Metalográfica, y Francesc Montalà, de Flubetech. El encuentro se saldó con presentaciones técnicas, por parte de Pedro Inglés, de Sandvik Coromant, y Xavier Cullel, de Temsa, y se cerró con otra mesa sobre las aplicaciones de metal duro de la mano de empresas como Ames, Te Connectivity, Grupo Varas y Acerinox-Inoxfil.
Un material único
Los ‘enamorados’ del metal duro no hacen más que ver ventajas a este material y Lluís M. Llanes es uno de ellos. Para el director del departamento de Ciencia de los Materiales de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), las múltiples particularidades de este material lo convierten en único que “no sólo es resistente sino que cada año presenta nuevas aplicaciones y oportunidades que hacen que vaya ‘comiendo’ mercado a otros materiales”.
Llanes hizo un interesante repaso a los orígenes de dicho material compuesto, que no deja de demostrar su larga y exitosa andadura: “Nacido con el nombre de Widia —que viene a significar ‘como diamante’ en alemán— lo cierto es que su fabricación no difiere mucho de sus primeros años. Consiste básicamente en la mezcla de polvo de carburos con metal, ya no sólo cobalto, todo ello sometido a una serie de procesos —molienda, sinterizado…— hasta obtener el producto final”. Hoy, sin embargo, encontramos variantes a la calidad inicial Wc-Co como son aleaciones Wc-TiC-Co, TiC-Mo2-Ni o cermets basados en Ti (C, N).
Por otra parte, Llanes apuntó como un gran paso adelante en el trabajo y propiedades de los metales duros los diferentes recubrimientos actuales, CVD, PVD, monocapa, multicapa, etc. “Estos recubrimientos aportaron grandes mejoras al metal duro, especialmente como sustratos para desarrollar nuevas herramientas".
¿Por qué el metal duro representa un éxito?
Es un material compuesto con:
- 2 fases interpenetradas en 3D
- Intercara WC/Co muy resistente y con mínima energía interfacial
- Buena mojabilidad (sinterización en fase líquida)
- Y propiedades cambiantes según el % de ligante y el tamaño del carburo. Este factor, además, supone ampliar enormemente el abanico de materiales posibles.
Las dos fases que conforman el metal duro (carburo de wolframio y cobalto) son continuas pero dependientes del ‘contacto’ con la otra fase. Ello repercute en la tenacidad y les confiere, según esta relación, mayor dureza ante la deformación, “una característica que no aporta ningún otro material”, añadió Llanes. Asimismo, el profesor explicó que "los estudios actuales con este material buscan, por una parte, prever las fisuras o roturas y, por otra, encontrar alternativas al carburo de wolframio cuyo precio no deja de crecer”. Otra de las tendencias de futuro es el desarrollo de un material duro con funcionalidad gradiente, con diferentes propiedades internas según la zona de la pieza.
Innovando en metal duro
Algunas de las áreas de interés en I+D pasan por:
- Técnicas de caracterización avanzadas (3D) a fin de estudiar y analizar cuestiones como la corrosión.
- Tolerancia al daño (fiabilidad): planteando cómo responde el material, su fiabilidad, tras un tiempo T determinado.
- Efecto ‘tamaño’ en herramientas y componentes: en relación a hasta qué punto los resultados del test de material se mantienen a otros tamaños. El objetivo es saber si estos resultados son extrapolables a herramientas mayores o componentes más pequeños.
- Integridad superficial-mecanizado/EDM/rectificado: se plantean cómo afectan determinados trabajos a la superficie del material.
Tras la completa exposición del profesor Llanes se dio paso a una mesa redonda donde ponentes — Luis Miñarro de Sandvik, Francisco Borrego de Metalográfica, y Francesc Montalà de Flubetech— y asistentes pudieron debatir sobre dónde y cómo utilizar metal duro.
En su intervención, Miñarro destacó especialmente el cuidado que deben tener las empresas a la hora de trabajar con este material, “especialmente durante la manipulación y preparación de la máquina”. Como representante de una empresa fabricante de herramientas realizadas con este material, Miñarro expuso el proceso de fabricación así como características destacables del material, especialmente interesantes para la audiencia, formada por usuarios de metal duro: “La fase gama, en algunos grados de material duro, reduce la conductividad térmica y, por lo tanto, la resistencia a la fatiga térmica”, explicó. Y añadió: “El metal duro es sensible a la corrosión y ésta puede ser un agente de desgaste prematuro. También hay que asegurar que las taladrinas y los aceites no le afectan”. Asimismo, dio un consejo a los asistentes, en cuanto al mantenimiento de herramientas de metal duro: “Hay que limpiarlas y protegerlas cuando no se usan. ¡No se pueden dejar en la máquina el fin de semana!”.
Por ello, Borrego afirmaba que “todo material tiene sus funciones y aplicaciones y es necesario tener en cuenta todas las características para elegir correctamente”. “Los diversos factores positivos los convierten en indicados para los diferentes trabajos” concluyó.
A estas presentaciones de carácter más técnico y de aplicación le siguió un interesante debate entre los asistentes, que aportaron a la mesa sus experiencias y dudas en el uso del metal duro.
Tras la pausa de rigor, Pedro Inglés, en representación de Sandvik Coromant, y Xavier Cullell, de Temsa, hicieron su aportación a la jornada con un repaso exhaustivo de la tipología de herramientas que fabrica cada una de sus empresas, las características más destacadas y los materiales más habituales, incidiendo especialmente en la necesidad de tener un conocimiento lo más amplio posible sobre las posibilidades existentes en el mercado a la hora de elegir cada herramienta. La evolución en este campo ha comportado la existencia de casi una plaquita para cada aplicación, con desarrollos muy específicos y enfocados a resolver las necesidades más variadas.
La jornada organizada por Asammet concluyó dejando muy buen sabor de boca a todos los asistentes por un encuentro de alto contenido técnico que les permitió compartir experiencias y plantear soluciones en un entorno profesional muy concreto, algo con lo que hasta ahora no contaban: una jornada pensada para y por el sector del metal duro.
