ES2270016T3 - Material de corte a base de metal duro o cermet y su utilizacion. - Google Patents

Abstract

Herramienta de corte con un material de corte de metal duro o cermet para arran- car viruta de piezas de trabajo de acero con aleación de cromo, con una fase de material duro que contiene carburo, nitruro y/o carbonitruro y una fase de aglome- rante de hierro, cobalto y níquel, caracterizada porque la fase de aglomerante consta de los siguientes elementos: 10% hasta 75% en masa de Co, 10% hasta 75% en masa de Ni, 5% hasta 30% en masa de Cr, > 20% en masa hasta 60% en masa de Fe, opcionalmente además hasta el 5% en masa de V, Mo y/o Al, hasta el límite de solubilidad Ti, W, Ta/Nb, y/o hasta el 15% en masa de Mn y/o opcionalmente además O, N y/o B hasta la máxima solubilidad.

Description

Material de corte a base de metal duro o cermet y su utilización.

La invención se refiere a una herramienta de corte con material de corte de metal duro o cermet para arrancar virutas de piezas de trabajo de metal que contienen cromo, como por ejemplo austenitas, aleaciones básicas de Ni, estelitas o aceros con una fase de material duro que contiene un carburo, nitruro y/o carbonitruro y una fase de aglomerante del 3 al 25% en masa de hierro, cobalto y níquel.

La invención se refiere además a una utilización de esta herramienta de corte para el mecanizado por arranque de viruta de piezas de trabajo de metal.

En metales duros como cermets el aglomerante sirve para formar una fase líquida a temperatura de sinterización, que está en equilibrio con la fase de material duro y que humedece éste. La fase de aglomerante líquida debe tener una considerable solubilidad para la fase de material duro a la temperatura de sinterización, pero al enfriarse debe volver a separarla. Deberán impedirse en lo posible las reacciones de la fase de aglomerante con la fase de material duro que conducen al consumo o la degradación de la fase de aglomerante. La fase de aglomerante debe poseer además propiedades mecánicas que se correspondan al destino de uso y las temperaturas imperantes, de tal manera que el aglomerante conduzca a una cohesión lo más dura y resistente posible del cuerpo de metal duro o de cermet.

Se sabe también ya que para elevar la resistencia a la corrosión de los metales duros, como aglomerante puede servir Cr_{3}C_{2} con aproximadamente el 8 al 18% de níquel.

En las operaciones con arranque de viruta tales como torneado, fresado o taladrado de distintos tipos de acero, en especial aceros austeníticos, se observa con frecuencia una adherencia del material de corte de metal duro o cermet con la pieza de trabajo de acero, lo cual resulta indeseable debido al mayor desgaste de la herramienta cortante que resulta de ello y a la mala calidad de mecanizado en la pieza de trabajo.

El objetivo de la presente invención es mostrar una herramienta de corte y un procedimiento con los que se solventa esta desventaja.

Según la invención, la herramienta de corte con un material de corte de metal duro y de cermet posee una fase de aglomerante con del 10% en masa al 75% en masa de Co, el 10% en masa al 75% en masa de Ni, el 5% en masa al 30% en masa de Cr, > 20% en masa al 60% en masa de Fe, no superando el 100% en masa la suma de los metales Co, Ni, Cr y Fe. Opcionalmente la fase de aglomerante puede contener además hasta el 5% en masa de V, Mo y/o Al, hasta el límite de solubilidad Ti, W, Ta/Nb, Zr y/o Hf así como hasta el 15% en masa de Mn. El aglomerante puede contener además oxígeno, nitrógeno y/o boro hasta la máxima solubilidad.

En las reivindicaciones 2 y 3 se describen perfeccionamientos de esta herramienta de corte.

El contenido de carbono en la herramienta de corte está ajustado de tal manera que no existe ninguna porosidad \eta y C. La fase de aglomerante no posee preferentemente ninguna porción hexagonal.

La herramienta de corte se basa fundamentalmente en la idea inventiva básica de que, con respecto al contenido de Cr, entre el metal que hay que trabajar y la herramienta de corte no existe ninguna diferencia o sólo la mínima diferencia posible en las concentraciones de los componentes de aleación entre pieza de trabajo y herramienta. Para ello hay que minimizar durante el arranque de viruta cualquier interdifusión del cobalto desde el material de corte de metal duro o cermet, por un lado, y los elementos de aleación del acero por otro lado. Para este fin, además de hierro, níquel y cobalto, la fase de aglomerante del material de corte debe contener también cromo, siendo una buena capacidad de humectación del níquel y el cobalto la causa del contenido mínimo del 10% y máximo del 75% en la fase de aglomerante. De manera distinta al aglomerante Co-Ni-Fe conocido de WO 99/10549 con el 40 al 90% en peso de cobalto, hierro residual y níquel con al menos el 4% en peso, pero no más del 36% en peso de níquel o hierro, debiendo estar la proporción Ni/Fe entre 1,5 : 1 a 1; 1,5, el presente material para arranque de viruta debe contener obligatoriamente Cr en el aglomerante. A diferencia de una fase de aglomerante de cobalto con una estructura hexagonal, en el aglomerante descrito se forma una estructura fcc. De todas las maneras, la tendencia a la adherencia del material de corte sólo tiene que evitarse en caso de contenidos de Cr significativos.

Aunque los mecanismos de las reacciones e interacciones entre los metales y el carbono contenidos en el acero son muy complejos, en el arranque de viruta de piezas de trabajo metálicas que contiene Cr mediante un material de corte se ha observado sorprendentemente que podían conseguirse resultados óptimos si la porción de Cr en la fase de aglomerante del material de corte es aproximadamente igual a la porción de Cr en el material de trabajo.

Claims (5)

1. Herramienta de corte con un material de corte de metal duro o cermet para arrancar viruta de piezas de trabajo de acero con aleación de cromo, con una fase de material duro que contiene carburo, nitruro y/o carbonitruro y una fase de aglomerante de hierro, cobalto y níquel, caracterizada porque la fase de aglomerante consta de los siguientes elementos: 10% hasta 75% en masa de Co, 10% hasta 75% en masa de Ni, 5% hasta 30% en masa de Cr, > 20% en masa hasta 60% en masa de Fe, opcionalmente además hasta el 5% en masa de V, Mo y/o Al, hasta el límite de solubilidad Ti, W, Ta/Nb, y/o hasta el 15% en masa de Mn y/o opcionalmente además O, N y/o B hasta la máxima solubilidad.

2. Herramienta de corte según la reivindicación 1, caracterizada porque el contenido en C del material de corte está ajustado de tal manera que no hay fase \eta ni porosidad C.

3. Herramienta de corte según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque la fase de aglomerante no posee porciones hexagonales.

4. Utilización de una herramienta de corte según una de las reivindicaciones 1 a 3 para el mecanizado por arranque de viruta de piezas de trabajo de acero, preferentemente de piezas de trabajo de aleaciones que contienen Cr.

5. Utilización de una herramienta de corte según una de las reivindicaciones 1 a 4 para el mecanizado por arranque de viruta de piezas de trabajo que contienen cromo, caracterizada porque la porción de cromo de la fase de aglomerante de la herramienta de corte no es mayor que la porción de cromo en la aleación de acero de la pieza de trabajo.