HERRAMIENTAS DE CORTE HECHAS DE MATERIAL POLICRISTALINO

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HERRAMIENTAS DE CORTE HECHAS DE MATERIAL
POLICRISTALINO
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TIPOS DE CORTADORES HECHOS DE MATERIAL
POLICRISTALINO

• - LOS DE NITRURO DE BORO CUBICO POLICRISTALINO
• LOS DE DIAMANTE POLICRISTALINO

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FABRICACION DE HERRAMIENTAS DE CORTE
POLICRISTALINAS

• UNA CAPA DE DIAMANTE O DE
• NITRURO DE BORO CUBICO
• POLICRISTALINOS DE .20 IN
• (.5MM) DE ESPESOR.

PRESION (6895000 KPa)
TEMPERATURA (1700ª C A 1800ª C)
FUSIONA
CON UN SUBSTRATO O BASE DE CARBURO CEMENTADO
(COMPUESTO POR DIMINUTOS GRANOS DE CARBURO DE
TUNGSTENO UNIDOS FIRMEMENTE CON UN AGLUTINATE
DE COBALTO METALICO)
MASA POLICRISTALIMA
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LOS HERRAMENTALES E INCERTOS DE NITRURO DE BORO
CUBICO POLICRISTALINO

• TIENEN LAS SIGUIENTES CARACTERISTICAS
• - PUEDEN OPERAR A ALTAS VELOCIDADES DE CORTE
• - HACER CORTES PROFUNDOS
• - MAQUINAR ACEROS TEMPLADOS Y ALEACIONES DE ALTA
• TEMPERATURA (COMO EL ICONEL, RENE, WASPALOY,
• STELLITE Y COLOMONOY)

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PROPIEDADES DEL NITRURO DE BORO CUBICO
POLICRISTALINO

PROPIEDADES DEL PCBN
DUREZA
RESISTENCIA A LA ABRASION
RESISTENCIA A LA COMPRESION
CONDUCTIVIDAD TERMICA
SON LAS CUATRO PROPIEDADES PRINCIPALES QUE DEBE
TENER UNA HERRAMIENTA DE CORTE, PARA CORTAR
MATERIALES EXTREMADAMENTE DUROS O ABRASIVOS CON
ALTAS VELOCIDADES DE ELIMINACION DE METAL.
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• DUREZA
• LAS HERRAMIENTAS DE PCBN TIENEN UNA BUENA
  RESISTENCIA AL IMPACTIO, ALTA RESISTENCIA Y ALTA
  DUREZA EN TODAS LAS DIRECCIONES, DEBIDO A LA
  ORIENTACION AL AZAR DE LOS DIMINUTOS CRISTALES DE
  CBN

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• RESISTENCIA A LA ABRASION
• COMPARADAS CON LAS HERRAMIENTAS DE CORTE COMUNES
  LAS DE PCBN MANTIENEN SUS BORDES DE CORTE
  AFILADOS POR MUCHO MAS TIEMPO, INCREMENTANDO ASI
  LA PRODUCTIVIDAD Y PRODUCIENDO A LA VEZ PIEZAS
  DIMENCIONALMENTE PRECISAS

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• RESISTENCIA A LA COMPRESION
• LA RESISTENCIA A LA COMPRESION SE DEFINE COMO EL
  ESFUERZO COMPRESIVO QUE SOPORTA EL MATERIAL ANTES
  DE FRACTURARSE O ROMPERSE. LA ALTA RESISTENCIA A
  LA COMPRESION DE LOS CRISTALES DE CBN DAN A LAS
  HERRAMIENTAS EN CUESTION EXCELENTES CUALIDADES DE
  SOPERTE DE LAS FUERZAS ORIGINADAS DURANTE ALTAS
  VELOCIDADES DE ELIMINACION DE METAL, Y AL IMPACTO
  DEBIDO A CORTES SEVEROS INTERRUMPIDOS

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• CONDUCTIVIDAD TERMICA
• LAS HERRAMIENTAS DE CORTE PCBN PERMITEN UNA
  MAYOR DISIPACION O TRANSFERENCIA DE CALOR,
  ESPECIALMENTE CUANDO SE LES UTILIZA PARA CORTAR
  MATERIALES DUROS, ABRASIVOS Y TENACES, CON ALTAS
  VELOCIDADES DE ELIMINACION DE MATERIAL. LAS
  ELEVADAS TEMPERATURAS DE CORTE CREADAS EN LA
  INTERCARA HERRAMIENTA DE CORTE-PIEZA DE TRABAJO
  DEBILITARIAN LOS MATERIALES COMUNES PARA
  HERRAMIENTAS CORTANTES

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TIPOS DE HERRAMIENTAS PCBN

• - INCERTOS DE PUNTA
• - INCERTOS DE CARA COMPLETA
• - HERRAMIENTAS SOLDADAS A VASTAGO

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• INSERTOS DE PUNTA
• ESTOS INSERTOS SE FABRICAN MAQUINANDO UNA
  CAVIDAD EN EL CARBURO, SOLDANDO EL INSERTO DE
  PCBN EN SU SITIO. TIENEN LA MISMA VIDA DE
  DESGASTE POR BORDE CORTANTE QUE UN INSERTO DE
  PCBN, PERO SOLO POSEEN UN BORDE CORTANTE. CUANDO
  EL BORDE PIERDE EL FILO, PUEDE REALFILARSE, Y
  TENER LA MISAM DURACION QUE UNA HERRAMIENTA NUEVA

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• INCERTOS DE CARA COMPLETA
• CONSISTE EN UNA CAPA DE PCBN UNIDA A UN
  SUBSTRATO DE CARBURO CEMENTADO. TALES INSERTOS
  ESTAN DISPONIBLES EN FORMAS TRIANGULARES,
  CUADRADAS Y REDONDAS

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• HERRAMIENTAS SOLDADAS A VASTAGO
• SE FABRICAN MAQUINANDO UNA CAVIDAD EN EL ESTILO
  ADECUADO DE VASTAGO DE HERRAMEINTA Y SOLDANDO UNA
  PREFORMA DE PCBNEN EL SITIO.

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METALES QUE SE ADAPTAN AL USO DE HERRAMIENTAS DE
PCBN Y HAN DEMOSTRADO SER COSTO-EFECTIVOS

• METALES FERROSOS TEMPLADOS, CON UNA DUREZA MAYOR
  QUE 45 ROCKWELL C, INCLUYENDO
• - ACEROS CON TEMPLE, CMO 4340, 8620, M-2 Y T-15
• - HIERROS FUNDIDOS, COMO EL HIERRO ENFRIADO
• METALES FERROSOS ABRASIVOS, COMO LOS HIERROS
  FUNDIDOS QUE VAN DE 180 A 240 EN DUREZA BRINELL,
  INCLUYENDO
• - HIERRO FUNDIDO GRIS DE MATRIS PERLITICA

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• ALEACIONES RESISTENTES AL CALOR, QUE CON MUCHA
  FRECUENCIA SON ALEACIONES FERROSAS CON ALTO
  CONTENIDO DE COBALTO, UTILIZADAS PARA TRABAJAR
  SUPERFICIES ENDURECIDAS A LA FLAMA
• SUPERAPELACIONES, COMO LAS ALEACIONES AL ALTO
  NIQUEL QUE SE USAN EN LA INDUSTRIA AEROSPACIAL
  PARA PIEZAS DE MOTORES DE REACCION

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VENTAJAS DE LAS HERRAMIENTAS DE NUTRURO
POLICRISTALINO
VENTAJAS DE LAS HERRAMIENTAS DE PCBN
PRODUCEN PIEZAS DE ALTA CALIDAD
CORTAN MATERIALES DUROS, TENACES, ABRASIVOS
ALTAS VELOCIDADES DE ELIMINACION DE METAL
LARGA VIDA DE CORTADOR
PRODUCTIVIDAD INCREMENTADA
ACABADO SUPERFICIAL BUENO Y UNIFORME
MENOR COSTO POR PIEZA
MENOR TIEMPO POR PAROS DE MAQUINA
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DIMENCIONES AJUSTES Y TOLERANCIAS
HERRAMIENTAS DE DIAMANTE POLICRISTALINO (PCD)
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HISTORIA

• En 1954 General Electric Produjo el diamante
  sintético manufacturado, mas adelante, se fusiono
  una capa de diamante policristalino (PCD), a un
  substrato de carburo cementado, para producir una
  herramienta con un borde cortante de superior
  resistencia al desgaste.
• Debido a su excelente resistencia a la abrasión,
  se convirtió en un cortador altamente eficiente,
  que aumento la producción en el maquinado de
  materiales no metálicos y no férreos.

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PCD
El diamante policristalino (PCD) es un diamante
sintético producido mediante aglomeración de las
partículas de diamante por una matriz metálica
gracias a una tecnología de alta temperatura y de
elevada presión muy sofisticada. Por su
naturaleza, el diamante policristalino presenta
un fuerte coeficiente de dureza. Es, también, más
resistente a la abrasión y a los choques
polidireccionales que el diamante natural, cuya
estructura es de orientación errática.
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• Aunque las herramientas PCD y PCBN tienen muchas
  propiedades similares, cada una tiene sus
  aplicaciones especificas.
• La diferencia principal es que las de diamante no
  son adecuadas para el maquinado de aceros y otros
  materiales férreos. Dado que los diamantes están
  compuestos exclusivamente de carbono, y el acero
  es un metal afín al carbono, se ha
  descubierto que que a altas velocidades de corte,
  con las que se produce mucho calor, el acero
  desarrolla afinidad por el carbono.
• En efecto, las moléculas de carbono son atraídas
  hacia el acero, lo que hace que el filo del
  cortador hecho de diamante se rompa con rapidez.

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TIPOS Y TAMAÑOS DE HERRAMIENTAS PCD

• El PCD aglutinado con catalizador, que es la
  variedad de uso mas amplio, esta disponible en
  tres series de microestructuras para diversas
  aplicaciones de maquinado
• Las Preformas base PCD gruesas están diseñadas
  para cortar una gran variedad de materiales
  abrasivos no férreos y no metálicos, se
  recomiendan ampliamente para el maquinado de
  aleaciones de aluminio forjado.
• Las Preformas base PCD semifinas estas
  herramientas se utilizan para maquinar materiales
  no férreos y no metálicos altamente abrasivos,
  donde son aceptables bordes cortantes pequeños.

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• Las Preformas base PCD finas La estructura de
  grano fino permite la producción de herramientas
  con bordes cortantes extremadamente afilados, y
  altos acabados en los lados de ataque y de
  flanco.
• Se recomiendan para acabados superficiales muy
  finos, con bordes cortantes grandes
• Las herramientas de corte PCD y PCBN están
  generalmente disponibles como insertos de punta y
  de cara completa y herramientas soldadas a
  vástago.

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PROPIEDADES DE LAS HERRAMIENTAS PCD

• Son herramientas súper abrasivas
• Conductividad térmica relativamente alta, bajo
  coeficiente de dilatación térmica .
• Las propiedades principales de la capa de
  diamante son dureza, resistencia a la abrasión,
  resistencia a la compresión.

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VENTAJAS

• Utilizados principalmente para maquinar metales
  no férreos y no metálicos, incrementan en gran
  medida la eficiencia, reducen el desperdicio y
  aumenta la calidad del producto.
• Larga vida útil de la herramienta
• Corte de materiales tenaces y abrasivos
• Piezas de alta calidad
• Acabados Superficiales finos
• Menor tiempo de ocioso de maquina
• Productividad incrementada.

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TIPOS DE CORTE DE MATERIAL

• Se utilizan para maquinar materiales no férreos o
  no metálicos, principalmente cuando la pieza de
  trabajo es abrasiva.
• Las herramientas PCD pueden alcanzar una duración
  al desgaste 100 veces superior a la de las
  herramientas de carburo cementado.
• Los materiales que se maquinan con mas éxito son
• -Aleaciones de silicio - aluminio
• -Aleaciones de cobre
• -Carburo de tungsteno
• -Compuestos avanzados
• -Cerámicos
• -Compuestos de madera

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HERRAMIENTAS CON RECUBRIMIENTO DE DIAMANTE

• La industria ha utilizado las herramientas de
  corte de diamante, para maquinar materiales no
  férreos y rectificar materiales ultraduros. El
  diamante es muy adecuado para estas aplicaciones,
  debido a sus propiedades de dureza sin igual,
  extrema resistencia al desgaste, bajo coeficiente
  de fricción y alta conductividad térmica.
• Disminuye el tiempo de mecanizado, se logra un
  buen acabado de la superficie y una buena
  precisión dimensional.

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Brocas con punta de diamante de calidad industrial
Brocas con punta de diamante de calidad estándar
PIEDRA DE AFILAR DIAMANTE
AVELLANADOR DE DIAMANTE
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PROCESO QQC

• El proceso QQC represento un adelanto importante
  en la aplicación de recubrimientos de diamante a
  una variedad de materiales, al eliminar los
  problemas de adhesión, ajuste a diversos
  substratos, espesor del recubrimiento costo.
• Puede aplicar con rapidez y a un costo bajo, un
  recubrimiento superior sobre una amplia variedad
  de materiales y formas.

• El proceso QQC crea una película de diamante
  mediante el uso de energía laser y dióxido
  carbónico como fuente de carbono.

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PRINCIPALES VENTAJAS DEL PROCESO QQC

• Una mejor adhesión y menores esfuerzos forman una
  unión metalúrgica entre el diamante y el
  substrato.
• EL proceso de recubrimiento de diamante puede
  realizarse a la atmósfera y no requiere de vació.
• Las partes a recubrir no requieren tratamiento o
  calentamientos previos.
• El proceso puede utilizarse para una amplia
  variedad de materiales, plástico, vidrio, cobre,
  aluminio, titanio y silicio.

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La vida útil de una herramienta de corte con
recubrimiento de diamante, puede ser hasta 60
veces mayor que la de carburo de tungsteno y 240
veces mayor que la de un acero de alta velocidad
para el maquinado de materiales duros, abrasivos
no férreos y no metálicos.