El acero es el material base más utilizado en la industria del mecanizado CNC. Sus ventajas integrales se alinean perfectamente con los requisitos de alta precisión, alta eficiencia y versatilidad de escenarios propios del mecanizado CNC, lo que lo convierte en la opción preferente para el mecanizado de diversas piezas:
Calificación: Acero AISI 1018, Q235, 20#
Características: Baja dureza (HB 120-160), buena plasticidad, fácil de cortar, fácil de soldar, buena conformabilidad en frío; resistencia moderada, propenso a la oxidación
Mecanizado: Capacidad de corte a alta velocidad, bajo desgaste de la herramienta; el desbaste permite grandes velocidades de avance y profundidades de corte; se requiere un tratamiento anticorrosivo
Aplicaciones: Soportes, accesorios, carcasas, componentes estructurales no portantes, piezas de chapa
Calificación: Acero AISI 1045, 40#
Características: Equilibrio entre resistencia, dureza y tenacidad; el rendimiento general puede mejorarse considerablemente mediante el temple y el revenido; buena maquinabilidad
Mecanizado: Mecanizado directo o acabado tras el temple y el revenido; parámetros de corte moderados; apto para todos los procesos, incluidos el torneado, el fresado, el taladrado y el rectificado
Aplicaciones: Ejes, engranajes, pernos, bielas, bases de moldes, componentes estructurales de soporte de carga.
Cursos: 65Mn, AISI 1095, T8, T10
Características: Alta dureza, buena resistencia al desgaste, buena elasticidad; alta resistencia mecánica, pero baja tenacidad y fragilidad; mala maquinabilidad
Mecanizado: Se trata principalmente de un mecanizado de desbaste en estado recocido; tras el temple, solo se puede rectificar; las herramientas se desgastan con facilidad, por lo que es necesario trabajar a baja velocidad y con poca profundidad de corte.
Aplicaciones: Herramientas de corte, punzones, resortes, bloques de desgaste, instrumentos de medición
Cursos: 12L14, 1215, Y15, Y40Mn
Características: Fácil desprendimiento de virutas durante el corte, excelente acabado superficial, larga vida útil de la herramienta, alta eficiencia de mecanizado; la resistencia y la tenacidad son ligeramente inferiores a las del acero al carbono común.
Mecanizado: Adecuado para el mecanizado a alta velocidad y con avance elevado; apto para tornos automáticos y la producción en serie mediante CNC de piezas pequeñas de precisión.
Aplicaciones: Ejes de precisión, pasadores, tuercas, componentes electrónicos, piezas para instrumentos.
Cursos: 40Cr (AISI 4140), 20CrMnTi, 35CrMo
Características: La resistencia mecánica, la resistencia a la fatiga y la resistencia al desgaste son muy superiores a las del acero al carbono; buena templabilidad y deformación mínima tras el tratamiento térmico; buena maquinabilidad
Mecanizado: Excelente maquinabilidad tras el temple y el revenido; adecuado para piezas de alta precisión y uso intensivo; requiere herramientas de corte y parámetros adecuados
Aplicaciones: Engranajes, ejes estriados, pernos de alta resistencia, insertos para moldes, componentes hidráulicos
Cursos: Cr12, Cr12MoV, D2, SKD11
Características: Alta dureza (HRC 58-64), alta resistencia al desgaste, alta resistencia a la compresión; tenacidad moderada.
Aplicaciones: Matrices de estampado en frío, matrices de corte, matrices de embutición, matrices de conformado, bloques de desgaste.
Cursos: H13, SKD61, 4Cr5MoSiV1
Características: Resistencia a altas temperaturas, resistencia a la fatiga térmica, buena conductividad térmica; excelente tenacidad.
Aplicaciones: Moldes para fundición a presión, moldes para forja en caliente, moldes para extrusión, núcleos y cavidades de moldes de inyección.
Cursos: S136, NAK80, P20
Características: El S136 es resistente a la corrosión y se puede pulir hasta obtener un acabado espejo; el NAK80 viene preendurecido y no requiere tratamiento térmico; el P20 es muy versátil.
Aplicaciones: Moldes con acabado de alto brillo, moldes resistentes a la corrosión y moldes de inyección comunes.
| Material | Curso | Contenido de carbono | Ventajas | Aplicaciones |
|---|---|---|---|---|
| Acero de bajo contenido en carbono | Acero 1018, Q235, 20# | ≤0,251 TP3T | Fácil de procesar, económico | Soportes, accesorios |
| Acero de carbono medio | 1045, acero 40# | 0.45% | Buen rendimiento general | Ejes, engranajes, bases de molde |
| Acero con alto contenido en carbono | 65Mn, 1095, T8, T10 | ≥0,61 TP3T | Alta dureza, resistencia al desgaste, buena elasticidad | Herramientas, punzones, resortes |
| Acero de fácil mecanización | 12L14, 1215, Y15, Y40Mn | 0.15% | Corte rápido, acabado superficial de alta calidad | Ejes de precisión, pasadores, componentes electrónicos |
| Acero aleado | 40Cr (4140), 20CrMnTi, 35CrMo | 0.40% | De alta resistencia y resistente al desgaste | Engranajes, ejes estriados, componentes hidráulicos |
| Acero para matrices de trabajo en frío | Cr12, Cr12MoV, D2, SKD11 | 1.5% | Alta dureza, resistente al desgaste | Matrices de estampado en frío, matrices de corte, matrices de conformado |
| Acero para matrices de trabajo en caliente | H13, SKD61, 4Cr5MoSiV1 | 0.4% | Resistente a la fatiga térmica | Moldes para fundición a presión, moldes para forja en caliente, núcleos para moldes de inyección |
| Acero para moldes de plástico | S136, NAK80, P20 | 0.3%-0.4% | Gran versatilidad; se puede pulir o preendurecer | Moldes con acabado de alto brillo, moldes de inyección para uso general |
Compatibilidad de herramientas: Se recomienda dar prioridad al uso de herramientas de metal duro, adaptando el recubrimiento a la dureza del acero (por ejemplo, recubrimiento de TiAlN para el acero al carbono común y herramientas de CBN para el acero de alta dureza), con el fin de reducir el desgaste y las astillas en las herramientas.
Parámetros de corte: Siga el principio de "alta velocidad y avance grande para el acero blando; baja velocidad y profundidad de corte reducida para el acero duro", ajustando adecuadamente la velocidad del husillo, la velocidad de avance y la profundidad de corte para evitar fuerzas de corte excesivas o deformaciones térmicas.
Refrigeración y lubricación: Asegúrese de que la refrigeración y la lubricación sean adecuadas durante todo el proceso de mecanizado, utilizando un refrigerante adecuado para el acero (por ejemplo, un refrigerante de presión extrema para acero de alta aleación) y rociándolo directamente sobre la zona de corte para reducir el calor generado y minimizar el agarrotamiento de la herramienta.
Rigidez de sujeción: Asegure una sujeción firme, minimizando el saliente de la herramienta y evitando vibraciones y desplazamientos durante el mecanizado. Los aceros de alta dureza requieren accesorios especializados para garantizar la precisión dimensional.
Especificaciones del proceso: Realice el desbaste y el acabado por separado. El desbaste elimina el exceso de material y libera la tensión interna, mientras que el acabado garantiza la precisión de la superficie y la estabilidad dimensional, dando prioridad al fresado ascendente.
Torneado CNC de un adaptador
Torneado CNC de pistones
Piezas para vehículos de nueva generación
Piezas para vehículos de nueva generación
R: Para el acero al carbono común (acero con bajo contenido en carbono, acero con contenido medio en carbono), se recomiendan las herramientas de metal duro recubiertas de TiAlN debido a su mayor resistencia al desgaste y a su compatibilidad. Para el acero de alta dureza (acero con alto contenido en carbono, acero para moldes), es necesario utilizar herramientas de CBN o cerámicas con recubrimiento de TiCN para evitar eficazmente el astillamiento y el desgaste de la herramienta.
R: Hay tres razones principales: en primer lugar, la dureza de la herramienta no es compatible con el acero; no se seleccionó una herramienta adecuada. En segundo lugar, los parámetros de corte no eran adecuados; al tratarse de acero duro, no se redujeron la velocidad de rotación ni la profundidad de corte, lo que provocó fuerzas de corte excesivas. En tercer lugar, la sujeción no era segura y las vibraciones del mecanizado provocaron astillamientos.
A: El desbaste elimina la mayor parte del material de la pieza; el calor de corte y las tensiones internas generadas durante este proceso pueden provocar una ligera deformación de la pieza. Separar las etapas de desbaste y acabado permite que la pieza libere completamente las tensiones internas tras el desbaste; posteriormente, el proceso de acabado controla con precisión la exactitud dimensional y la calidad superficial, evitando deformaciones que podrían afectar a los resultados del mecanizado.
R: No es necesario aplicar ninguna medida especial para mejorar la refrigeración. El acero de fácil mecanización contiene azufre, plomo y otros elementos, lo que hace que las virutas se rompan más fácilmente y sean menos propensas a adherirse a la herramienta. Las emulsiones comunes son suficientes para el mecanizado. La clave está en garantizar una evacuación fluida de las virutas. Aumentar adecuadamente la velocidad del husillo y la velocidad de avance puede mejorar la eficiencia.
R: Se deben utilizar accesorios especializados para garantizar la rigidez de la sujeción y reducir el saliente de la herramienta (L/D ≤ 3), con el fin de evitar vibraciones y el desplazamiento de la pieza durante el mecanizado. También se debe evitar una fuerza de sujeción excesiva para prevenir la deformación de la pieza y garantizar que la precisión dimensional cumpla con los requisitos.
R: El principio fundamental es elegir el tipo de acero adecuado. El acero al carbono común se puede mecanizar con emulsiones normales; el acero de alta aleación y el acero para moldes requieren refrigerantes de presión extrema que contengan aditivos de azufre o cloro, los cuales pueden reducir eficazmente el calor generado durante el corte, disminuir la adherencia de la herramienta y prolongar su vida útil.
