Todos los fabricantes de herramientas de corte cuentan con sus recomendaciones específicas y pueden ayudar a otros fabricantes a optimizar su uso en aplicaciones concretas

Las fundiciones se emplean en múltiples productos, desde bombas de gran tamaño en lotes de producción relativamente cortos hasta en discos de freno fabricados en producción continua. La amplia variedad de piezas y aplicaciones de herramientas, junto a la gama de propiedades de los materiales para diferentes tipos de fundición (ver características), suponen una serie de retos para cumplir con los requisitos de calidad y productividad. Gracias a una mejor comprensión de los factores implicados, se puede dar un enfoque óptimo en cuanto a operaciones, estrategias, herramientas y datos de corte.

“Creo que el hecho de que los fabricantes y usuarios de herramientas de corte colaboren más estrechamente y aúnen sus conocimientos, favorece la respuesta a los retos planteados”, afirma Mikael Lindholm, responsable de productos de torneado ISO de Seco Tools. “Juntos pueden desarrollar una perspectiva más amplia para encontrar la mejor solución, sin centrarse solo en una parte, y así plantear más oportunidades de mejora”.

El torneado en fundición gris es uno de los ejemplos. La fundición gris contiene metal duro en forma de partículas de grafito laminar, lo que proporciona a la fundición unas propiedades antivibratorias excelentes y la convierte en una elección común para los componentes de los motores. Sin embargo, su maquinabilidad se ve afectada por las variaciones de la capa superficial y otras condiciones cercanas a ésta, como los residuos de ferrita libre (hierro en su forma más pura), que perturban el proceso de fabricación. La primera genera zonas más duras situadas aleatoriamente, mientras que la segunda genera zonas más blandas en la pieza, pero ambas causan variaciones de previsibilidad que influyen en la maquinabilidad de la fundición gris. Por ello, con el fin de garantizar la fabricación de lotes de piezas uniformes con un tamaño suficiente para la aplicación, es esencial la planificación minuciosa de la logística desde la fundición hasta el almacenamiento y mecanizado.

Según declara Lindholm, “en la medida de lo posible, las propiedades de la pieza deben estar bajo control en todo momento. Cualquier variación afectará negativamente a la productividad total, tanto directa como indirectamente”.

Sin embargo, cuando los componentes se mecanizan en una cadena de suministro ‘just-in-time’ hay ocasiones en las que un lote de piezas en bruto no se encuentra dentro de las especificaciones en cuanto a condiciones de la capa superficial, pero debe mecanizarse igualmente (incluso a costa de una menor productividad y vida útil de la herramienta). Los fabricantes de componentes deben decidir cómo responder ante esta situación, tomando a menudo decisiones delicadas entre diferentes tipos y calidades de plaquita, como la elección entre metal duro o PCBN (nitruro de boro cúbico policristalino).

En palabras de Lindholm, “para realizar un trabajo impecable, siempre se puede confiar en las plaquitas de metal duro, pero el PCBN proporciona la máxima productividad” (fig. 1).

Otra consideración estratégica es el número de operaciones, que tiene un impacto directo en el tiempo de entrega. Si las propiedades de una pieza no se conocen por completo, puede que se tenga que añadir una operación extra de acabado. En este caso, una plaquita de metal duro recubierto, resistente al calor y al desgaste podría mantener una estrategia de mecanizado que minimizara el número de operaciones.

Otras fundiciones suponen otros retos. Los metales duros en la fundición dúctil (nodular), por ejemplo, adoptan la forma de partículas de grafito esferoidal. Esto influye en las propiedades de la fundición, que incluye un modo de desgaste abrasivo más marcado que en la fundición gris. Sin duda alguna, el desgaste es un factor que se debe considerar para el torneado en todas las fundiciones y más aún cuando se trata de elegir la estrategia de mecanizado.

“Resulta interesante examinar con más detenimiento la vida útil de la herramienta desde una perspectiva económica”, afirma Lindholm. “Aunque el torneado con altos avances y velocidades de corte limiten la vida útil de la herramienta, ésta puede ser la estrategia más rentable por pieza. En muchos casos, el tiempo óptimo de corte de una herramienta debería ser inferior a diez minutos, en lugar de treinta o más”.

Todos los fabricantes de herramientas de corte cuentan con sus recomendaciones específicas y pueden ayudar a otros fabricantes a optimizar su uso en aplicaciones concretas. Para ello, se proporciona un examen más exhaustivo del “rango de mecanizado” de una plaquita en particular, que muestre los datos de corte permitidos con respecto a la resistencia al desgaste y la tenacidad.

“Se puede optar por un gran número de calidades y tipos de plaquita para optimizar todas las aplicaciones y obtener la máxima productividad”, prosigue Lindholm. "O se puede optar por una selección limitada de herramientas polivalentes, que resulta más fácil de gestionar, a costa de una menor productividad. De nuevo, se trata de una decisión estratégica que hay que considerar”.

Características 1: Fundiciones

• Fundición gris: su forma de grafito laminar le aporta unas propiedades antivibratorias excelentes y la convierte en una elección común para los componentes de los motores. Valor de maquinabilidad estimado = 100
• Fundición vermicular: el término ‘vermicular’ hace referencia a la apariencia en forma de gusano del grafito en este material. Es adecuada para componentes sometidos a tensión térmica y mecánica, como las culatas y las piezas del freno. Valor de maquinabilidad estimado = 85
• Fundición dúctil ferrítica con aleación de silicio: gracias a sus mejores propiedades mecánicas y de maquinabilidad, se espera que el uso de esta fundición crezca, por ejemplo, en los ejes y bujes de rueda. Valor de maquinabilidad estimado = 80
• Fundición nodular (dúctil): las partículas de grafito tienen una forma nodular y se emplea a menudo para componentes a alta temperatura, como los tubos de escape y los alojamientos de los turbocompresores. Valor de maquinabilidad estimado = 70
• Fundición dúctil templada: se trata de un material muy competitivo con respecto a muchas fundiciones e incluso fundiciones forjadas, gracias a una combinación de alta resistencia, tanto a la fatiga como al desgaste, y una alta elasticidad. Valor de maquinabilidad estimado = 45

Características 2: TK1001 y TK2001, calidades para el torneado en fundiciones

• Tipo: calidades de metal duro con tecnología de recubrimiento Duratomic.
• Uso: torneado de una amplia gama de aplicaciones en fundición.
• Rango: disponible para un amplio rango de tipos de plaquita y rompevirutas.
• Característica principal: vida útil de la herramienta larga y fiable.
• Resultado: incremento de la productividad y previsibilidad.
• Aplicaciones: cilindros, tambor del freno, carcasas para bombas, árbol de levas, bujes de rueda, etc.