ES2324424T3 - Inserto de corte con recubrimiento de superficie y procedimiento para la fabricacion del mismo. - Google Patents
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Abstract
Un inserto de corte con recubrimiento de superficie que comprende: un cuerpo de inserto (11) que tiene un sustrato de carburo cementado basado en carburo de tungsteno, cermet basado en carbonitruro de titanio o cerámicos; y una capa base (18), una capa intermedia (19) y una capa más externa (20) que se proporcionan sobre una superficie del cuerpo de inserto, en orden desde el lado del cuerpo de inserto; en el que una arista de corte (16) está formada en una región de líneas de aristas de intersección (15) en la que se cruzan una cara de desprendimiento (13) y una cara de incidencia (14) del cuerpo de inserto, la capa base y la capa más externa están hechas de una única capa o dos o más capas formadas por carburos, nitruros, óxidos o boruros de uno seleccionado del grupo que está constituido por metales del grupo IVa, metales del grupo Va, metales del grupo VIa, de la tabla periódica, aluminio y silicio, o compuestos complejos de los mismos, y la capa intermedia está formada principalmente por Al 2O 3, caracterizado porque: la capa más externa se elimina de manera que queda principalmente la capa intermedia expuesta sobre parte de la superficie del cuerpo de inserto, que incluye al menos la cara de incidencia y una porción de la arista de corte del lado de la cara de incidencia (15a) de la región de líneas de aristas de intersección que está conectada a la cara de incidencia, quedando la capa más externa sobre al menos parte de la cara de desprendimiento dentro de un límite (Q) con la región de líneas de aristas de intersección, en el que la capa más externa se elimina mediante granallado en húmedo.
Description
Inserto de corte con recubrimiento de superficie
y procedimiento para la fabricación del mismo.
La presente invención se refiere a insertos de
corte con recubrimiento de superficie que pueden unirse a diversos
tipos de máquinas herramientas de insertos desmontables y se usan
para cortar. La presente invención se refiere adicionalmente a un
procedimiento para fabricar tales insertos.
La presente invención reivindica prioridad de la
solicitud de patente japonesa nº 2005-349652
presentada el 2 de diciembre de 2005.
Los insertos de corte tienen un cuerpo de
inserto de, por ejemplo, una forma poligonal compuesta por un
sustrato de material duro tal como carburo cementado basado en
carburo de tungsteno, cermet basado en carbonitruro de titanio o
cerámicos, con aristas de corte formadas en una región de líneas de
aristas de intersección en la que se cruzan caras de
desprendimiento y caras de incidencia. Tales insertos de corte
están unidos a máquinas herramientas de insertos desmontables y se
usan mucho para cortar materiales metálicos. Además, hasta la fecha
también se han propuesto insertos de corte con recubrimiento de
superficie, principalmente para potenciar la resistencia al
desgaste. Tales insertos de corte se obtienen mediante
recubrimiento de un inserto de corte con, en orden desde el lado
del cuerpo de inserto, una capa base formada por una única capa o
una pluralidad de dos o más capas compuestas por un carburo,
nitruro, óxido o boruro de un metal del grupo IVa, metal del grupo
Va, metal del grupo VIa, de la tabla periódica, aluminio o silicio,
o un compuesto complejo de los mismos, sobre la superficie del
cuerpo de inserto; una capa intermedia que incluye principalmente
Al_{2}O_{3}; y una capa más externa que, al igual que la capa
base, está formada por una única capa o una pluralidad de dos o más
capas compuestas por un carburo, nitruro, óxido o boruro de un
metal del grupo IVa, metal del grupo Va, metal del grupo VIa, de la
tabla periódica, aluminio o silicio, o un compuesto complejo de los
mismos.
Los documentos de patente 1 y 2, por ejemplo,
describen tales insertos de corte con recubrimiento de superficie
en los que se han eliminado mecánicamente porciones de estas capas.
El documento de patente 1 describe específicamente un inserto de
corte que tiene una capa de \alpha-Al_{2}O_{3}
(capa intermedia) de la que sólo se ha eliminado mecánicamente una
capa de TiC_{x}N_{y}O_{z} (capa más externa) de las líneas de
aristas de corte o de tanto las caras de desprendimiento como las
líneas de aristas de corte, pero queda en su lugar sobre las caras
de incidencia. Por tanto, al tener Al_{2}O_{3}, con su fuerte
resistencia al desgaste por cráteres de tipo difusión y al
emborronado, sirve de capa más externa sobre las caras de
desprendimiento y las aristas de corte, y al tener
TiC_{x}N_{y}O_{z}, con su fuerte resistencia al desgaste de
flancos, sirve de capa más externa sobre las caras de incidencia en
lugar de Al_{2}O_{3} que se desgasta relativamente rápido sobre
la cara de incidencia, se logra una excelente resistencia al
desgaste al mismo tiempo sobre tanto las caras de desprendimiento
como las caras de incidencia. Esta técnica anterior también desvela
que la capa de TiC_{x}N_{y}O_{z} sobre las caras de
incidencia facilita la "identificación de aristas de corte
usadas" para distinguir entre aristas de corte usadas y aristas
de corte sin usar. Los procedimientos ilustrativos para la
eliminación mecánica de capas incluyen cepillado, pulido y
granallado.
El documento de patente 2 proporciona una capa
indicadora del desgaste sobre las caras de incidencia para la fácil
detección de si una arista de corte está usada o sin usar. También
se desvela un procedimiento más preferido en el que una capa de
Al_{2}O_{3} se aplica como un recubrimiento reductor del
desgaste y posteriormente se aplica una capa de TiN como una capa
más externa, tras lo cual la capa de TiN, que pretende servir de
capa indicadora del desgaste, se elimina mecánicamente mediante
cepillado o granallado con arena de las caras de
desprendimiento.
Sin embargo, en tal tecnología de corte, un
deseo en los últimos años ha sido un mecanizado de precisión cada
vez mayor. Con este fin, además del interés que obviamente ha
existido hasta la fecha con respecto a la precisión dimensional del
mecanizado, ahora se le está dando mucha más importancia a
potenciar la calidad de la superficie mecanizada (superficie
acabada) de la pieza.
En este caso, como se observa anteriormente,
debido a que los insertos de corte de la técnica anterior se han
proporcionado con una excelente resistencia al desgaste en tanto
las caras de desprendimiento como las caras de incidencia, se ha
conseguido un cierto grado de mejora con respecto a la precisión de
corte.
Sin embargo, debido a que los criterios para
evaluar la calidad de la superficie mecanizada se han vuelto más
rigurosos en los últimos años, en la fase inicial del corte o en
una fase relativamente temprana después de empezar el corte, la
arista de corte alcanza rápidamente una condición en la que no
puede lograrse la calidad deseada. Aún cuando ya se ha producido
poco desgaste, el operario de la herramienta decide en este momento
que la arista de corte ha alcanzado el final de su vida útil, y si
cambia la arista de corte en uso o cambia el propio inserto. En
este caso, el operario determina que la arista de corte ha
alcanzado el final de su vida útil cuando la superficie mecanizada
de la pieza sufre desgaste por fricción y repelado, llegando a ser
perceptiblemente rugosa al tacto, o la superficie aparece mate y
sin lustre. En particular, con la tendencia recientemente hacia
materiales más difíciles de mecanizar, cada vez es más probable que
se produzcan tales condiciones superficiales anormales.
Por tanto, en los insertos de corte de la
técnica anterior anteriormente descritos, aunque la
"identificación de aristas de corte usadas" para distinguir
entre aristas de corte usadas y aristas de corte sin usar se lleva a
cabo basándose en la capa de TiC_{x}N_{y}O_{z} o la capa de
TiN que sirve de capa indicadora del desgaste sobre los lados de la
cara de incidencia, es difícil determinar de forma fiable si una
arista de corte está usada o sin usar bajo, por ejemplo,
condiciones de iluminación escasa en los sitios operativos de
trabajo de corte. En particular, los insertos de corte con
recubrimiento de superficie anteriormente descritos del documento
de patente 2 se basan en el hecho de que, debido a la decoloración
bajo la acción del calor generado durante el corte, la zona de la
cara de incidencia que no se pone en contacto directo con la pieza
durante el uso, pero que es adyacente a la arista de corte que se
ha usado, también se decolora. Por consiguiente, la región que se
decolora es más pequeña que la cara de desprendimiento que se pone
en contacto directo con la viruta y genera más calor, y el grado
de decoloración también es débil, que hace que incluso sea más
difícil identificar si una arista de corte se ha usado o está sin
usar.
Por tanto, un objeto de la presente invención es
proporcionar insertos de corte con recubrimiento de superficie que
puedan formar superficies mecanizadas de alta calidad que tengan un
buen lustre y que no produzcan desgaste por fricción o repelado
sobre la superficie del material de trabajo, y que permitan que se
haga una determinación fiable de si una arista de corte se ha usado
o está sin usar. Otro objeto de la invención es proporcionar un
procedimiento para fabricar tales insertos de corte.
(Documento de Patente 1) Solicitud de patente
japonesa, primera publicación nº H8-52603
(Documento de Patente 2) Solicitud de patente
japonesa, primera publicación nº 2002-144108
El documento EP 1455003 desvela un inserto de
corte de carburo cementado recubierto en el que una capa intermedia
se expone a lo largo de la línea de arista y en la cara de
desprendimiento e incidencia. El preámbulo de la reivindicación 1
se basa en este documento.
El inserto de corte con recubrimiento de
superficie de la presente invención incluye: un cuerpo de inserto
que tiene un sustrato de carburo cementado basado en carburo de
tungsteno, cermet basado en carbonitruro de titanio o cerámicos; y
una capa base, una capa intermedia y una capa más externa que se
proporcionan sobre una superficie del cuerpo de inserto, en orden
desde el lado del cuerpo de inserto; en el que una arista de corte
está formada en una región de líneas de aristas de intersección en
la que se cruzan una cara de desprendimiento y una cara de
incidencia del cuerpo de inserto, la capa base y la capa más
externa están hechas de una única capa o dos o más capas formadas
por carburos, nitruros, óxidos o boruros de uno seleccionado del
grupo que está constituido por metales del grupo IVa, metales del
grupo Va, metales del grupo VIa, de la tabla periódica, aluminio y
silicio, o compuestos complejos de los mismos, y la capa intermedia
está formada principalmente por Al_{2}O_{3}, la capa más
externa se elimina de manera que queda principalmente la capa
intermedia expuesta sobre parte de la superficie del cuerpo de
inserto, que incluye al menos la cara de incidencia y una porción
de la arista de corte del lado de la cara de incidencia de la
región de líneas de aristas de intersección que está conectada a la
cara de incidencia, quedando la capa más externa sobre al menos
parte de la cara de desprendimiento dentro de un límite con la
región de líneas de aristas de intersección.
La capa más externa puede eliminarse de manera
que quede principalmente la capa intermedia expuesta sobre la cara
de incidencia y toda la región de líneas de aristas de
intersección.
La capa más externa puede eliminarse de manera
que quede principalmente la capa intermedia expuesta desde la cara
de incidencia hasta una zona dentro de la cara de desprendimiento a
partir del límite entre la región de líneas de aristas de
intersección y la cara de desprendimiento.
La capa más externa puede eliminarse de manera
que quede principalmente la capa intermedia expuesta dentro de una
zona de hasta 2 mm dentro de la cara de desprendimiento a partir
del límite entre la región de líneas de aristas de intersección y
la cara de desprendimiento.
La capa intermedia que queda principalmente
expuesta sobre la cara de incidencia puede tener una rugosidad
superficial, expresada como la rugosidad media aritmética Ra a un
valor de corte de 0,08 mm, de 0,3 \mum o menos.
La capa base o la capa más externa o ambas
pueden tener una única capa o dos o más capas formadas por
carburos, nitruros, óxidos o boruros de uno seleccionado del grupo
que está constituido por Ti, Zr, Hf y Cr, que se seleccionan de
metales del grupo IVa, metales del grupo Va y metales del grupo VIa
de la tabla periódica, y aluminio y silicio, o compuestos complejos
de los mismos.
La capa intermedia puede ser una capa que
incluye Al_{2}O_{3} a un contenido del 80% en volumen o
más.
En la cara de incidencia y en una porción de la
arista de corte del lado de la cara de incidencia, la capa
intermedia puede exponer el 70% o más del área de la
superficie.
La capa más externa puede eliminarse mediante
granallado en húmedo.
El procedimiento para fabricar un inserto de
corte con recubrimiento de superficie de la presente invención
incluye: formar una arista de corte en una región de líneas de
aristas de intersección en la que se cruzan una cara de
desprendimiento y una cara de incidencia sobre un cuerpo de inserto
que tiene un sustrato de carburo cementado basado en carburo de
tungsteno, cermet basado en carbonitruro de titanio o cerámicos;
recubrir una superficie del cuerpo de inserto con, en orden desde
el lado del cuerpo de inserto, una capa base, una capa intermedia y
una capa más externa de forma que la capa base y la capa más
externa están formadas por carburos, nitruros, óxidos o boruros de
uno seleccionado del grupo que está constituido por metales del
grupo IVa, metales del grupo Va, metales del grupo VIa, de la tabla
periódica, aluminio y silicio, o compuestos complejos de los
mismos, y la capa intermedia está formada principalmente por
Al_{2}O_{3}; y luego eliminar la capa más externa de manera que
quede principalmente la capa intermedia expuesta sobre parte de la
superficie del cuerpo de inserto, que incluye al menos la cara de
incidencia y al menos una porción de la arista de corte del lado de
la cara de incidencia de la región de líneas de aristas de
intersección que está conectada a la cara de incidencia, pero
excluyendo al menos parte de la cara de desprendimiento dentro de
un límite con la región de líneas de aristas de intersección.
La capa más externa puede eliminarse de manera
que quede principalmente la capa intermedia expuesta sobre la cara
de incidencia y toda la región de líneas de aristas de
intersección.
La capa más externa puede eliminarse de manera
que quede principalmente la capa intermedia expuesta desde la cara
de incidencia hasta una zona dentro de la cara de desprendimiento a
partir del límite entre la región de líneas de aristas de
intersección y la cara de desprendimiento.
La capa más externa puede eliminarse de manera
que quede principalmente la capa intermedia expuesta dentro de una
zona de hasta 2 mm dentro de la cara de desprendimiento a partir
del límite entre la región de líneas de aristas de intersección y
la cara de desprendimiento.
La capa intermedia que queda principalmente
expuesta sobre la cara de incidencia puede hacerse para que tenga
una rugosidad superficial, expresada como la rugosidad media
aritmética Ra a un valor de corte de 0,08 mm, de 0,3 \mum o
menos.
La capa intermedia puede hacerse para que sea
una capa que incluye Al_{2}O_{3} a un contenido del 80% en
volumen o más.
En la cara de incidencia y en una porción de la
arista de corte del lado de la cara de incidencia, la capa
intermedia puede hacerse para que exponga el 70% o más del área de
la superficie.
La capa más externa se elimina mediante
granallado en húmedo.
El procedimiento puede incluir adicionalmente
enganchar y sujetar el cuerpo de inserto, sobre un lado del mismo
sobre el que está formada la cara de desprendimiento y un lado
opuesto al mismo, con un par de árboles giratorios que giran
alrededor de un eje y llevar a cabo el granallado en húmedo
propulsando un fluido abrasivo contra la superficie del cuerpo de
inserto con una pistola de granallado mientras que gira el cuerpo
de inserto.
El procedimiento puede incluir adicionalmente
llevar a cabo el granallado en húmedo propulsando un fluido
abrasivo contra la superficie del cuerpo de inserto con una pistola
de granallado a un ángulo de propulsión de 10 a 90º respecto al
eje de los árboles giratorios.
El procedimiento puede incluir adicionalmente
llevar a cabo el granallado en húmedo propulsando un fluido
abrasivo contra la superficie del cuerpo de inserto con una pistola
de granallado a un ángulo de propulsión de 30 a 90º respecto al
eje de los árboles giratorios.
El procedimiento puede incluir adicionalmente
unir elementos de cubrimiento a al menos uno del par de árboles
giratorios que se enganchan entremedias del cuerpo de inserto y
llevar a cabo el granallado en húmedo mientras se cubre la parte de
la cara de desprendimiento.
Con referencia a la fig. 21, que es una vista en
sección transversal a escala ampliada de la proximidad de la
arista 1 de corte sobre un inserto de corte de tipo negativo común,
un cuerpo 2 de inserto tiene una cara 3 de desprendimiento, una
cara 4 de incidencia y una región 5 de líneas de aristas de
intersección en la que va a formarse la arista 1 de corte en la que
se cruzan la cara 3 de desprendimiento y la cara 4 de incidencia.
En la fig. 21 se ha aplicado rectificado en redondo. Incluso en un
inserto de corte en el que no se haya llevado a cabo tal
rectificado y la cara 3 de desprendimiento y la cara 4 de
incidencia se hayan formado de manera que se crucen a un ángulo, la
región 5 de líneas de aristas de intersección nunca es en realidad
una línea sin ancho, sino que está en un estado que se ha
rectificado a un ancho dado, si bien es cierto que muy pequeño. Es
decir, visto microscópicamente, el inserto de corte se convierte en
un estado como el mostrado en la fig. 21. Además, como se muestra
en el diagrama, sobre la cara 3 de desprendimiento puede formarse
un rompevirutas 6 similar a una muesca empotrada.
\newpage
Cuando una pieza W se corta con un inserto de
corte tal como se muestra en la fig. 22, al empezar el corte de la
región 5 de líneas de aristas de intersección en la que está
formada la arista 1 de corte, como se indica por la flecha negra en
la fig. 22, la región de una porción 5a de la arista de corte del
lado de la cara de incidencia conectada a la cara de incidencia se
pone finalmente en contacto con una superficie mecanizada P de la
pieza W, formándose así la superficie mecanizada P. Con el desgaste
progresivo de la arista 1 de corte, como se muestra en la fig. 23,
la región de la cara 4 de incidencia que se pone en contacto con la
superficie mecanizada P se ensancha, como resultado de lo cual la
región de la cara 4 de incidencia forma eventualmente una
superficie mecanizada P como la indicada por la flecha negra en la
fig. 23. En las fig. 22 y 23, las flechas blancas indican la
dirección de avance por el inserto de corte respecto a la pieza W.
También se muestra la viruta C cortada de la pieza W.
Por tanto, a los inventores se les ha ocurrido
que, con el fin de obtener una superficie mecanizada de alta
calidad P, son importantes las propiedades de tanto la cara 4 de
incidencia como una porción 5a de la arista de corte del lado de la
cara de incidencia de la región 5 de líneas de aristas de
intersección conectada a la cara 4 de incidencia que finalmente se
pone en contacto con la superficie mecanizada P. En particular,
debido a que la mayoría de los insertos de corte con recubrimiento
de superficie se usan para corte rugoso a alta carga y de
semiacabado, aunque también se usan para corte de acabado y
generalmente se usan hasta que el ancho de desgaste sobre la cara 4
de incidencia aumente hasta 0,3 mm o más, las propiedades de la
cara 4 de incidencia parecen ser muy importantes. Además, los
inventores han aprendido que, en la cara 4 de incidencia y la
porción 5a de la arista de corte del lado de la cara de incidencia
que así se ponen en contacto con la superficie mecanizada P y
finalmente forman la superficie mecanizada P, exponiendo
principalmente una capa intermedia hecha principalmente por
Al_{2}O_{3} que tiene un bajo coeficiente de fricción, en vez
de una capa de TiC_{x}N_{y}O_{z} o una capa de TiN como sobre
las caras de incidencia de insertos de corte con recubrimiento de
superficie convencionales, puede suprimirse el desgaste por
fricción y el repelado debido al frotamiento contra la superficie
mecanizada P incluso a una mayor velocidad de desgaste. Este
descubrimiento condujo finalmente a los insertos de corte con
recubrimiento de superficie de la presente invención.
Por tanto, usando un inserto de corte con
recubrimiento de superficie tal según la presente invención, en
comparación con los insertos de la técnica anterior que tienen una
capa de TiC_{x}N_{y}O_{z} o una capa de TiN sobre la
superficie de la cara de incidencia, puede obtenerse una superficie
mecanizada de alta calidad P que tiene lustre durante un largo
periodo de tiempo, incluso cuando el material de trabajo es difícil
de mecanizar. En otras palabras, puede alargarse el tiempo hasta
que el operario decide que la arista de corte ha alcanzado el final
de su vida útil y o cambia la arista de corte o cambia el propio
inserto. Al mismo tiempo, es posible que quede una capa más externa
formada por una o más capas, cada una de las cuales está hecha de
carburos, nitruros, óxidos o boruros de uno seleccionado del grupo
que está constituido por metales del grupo IVa, metales del grupo
Va, metales del grupo VIa, de la tabla periódica, aluminio y
silicio, o compuestos complejos de los mismos, sobre al menos parte
de esa porción de la cara de desprendimiento que está dentro del
límite con la región de líneas de aristas de intersección, y ajustar
esta capa más externa de manera que presente un color brillante
que es, por ejemplo, amarillo o de un tono blanquecino, a
diferencia de la capa intermedia que incluye principalmente el
Al_{2}O_{3} negruzco. Esto hace posible observar fácilmente un
cambio en color debido al calor por fricción generado por el
frotamiento de la viruta contra el inserto durante el corte;
permitiéndose así la determinación fiable de si una arista de corte
está usada o sin usar.
En este caso, la capa intermedia expuesta con la
eliminación de la capa más externa no necesita ser del 100% de
Al_{2}O_{3} y puede prepararse sustancialmente de
Al_{2}O_{3} como componente primario. Los efectos anteriormente
indicados pueden obtenerse mientras que la capa intermedia tenga un
contenido de Al_{2}O_{3} de preferentemente el 80% en volumen o
más. Por ejemplo, la capa intermedia puede ser una capa compuesta
hecha de una disolución sólida de Al_{2}O_{3} con una sustancia
seleccionada de entre los carburos, nitruros, óxidos y boruros de
titanio, circonio, hafnio, cromo y silicio, y compuestos complejos
de los mismos, una capa de mezcla obtenida precipitando estas
sustancias en una matriz de Al_{2}O_{3}, o una estructura
multicapa obtenida laminando de forma alterna capas de
Al_{2}O_{3} con capas de estas sustancias una pluralidad de
veces. Además, el propio Al_{2}O_{3} puede tener cualquiera de
varias estructuras cristalinas, tales como una estructura \alpha
o una \kappa. Los efectos anteriormente descritos pueden lograrse
independientemente de la estructura cristalina; sin embargo, puede
obtenerse una superficie mecanizada de mayor calidad
particularmente con \alpha-Al_{2}O_{3}.
En la cara de incidencia y en la porción de la
arista de corte del lado de la cara de incidencia de la región de
líneas de aristas de intersección que está conectada a la cara de
incidencia no es esencial que la capa más externa se elimine
completamente de manera que sólo quede la capa intermedia expuesta.
Por ejemplo, es aceptable que permanezca un poco de la capa más
externa, mientras que sea principalmente la capa intermedia la que
se expone. Sin embargo, si la relación de exposición de capa
intermedia es demasiado pequeña, los efectos anteriores pueden no
lograrse completamente. De ahí que se desea que, en la cara de
incidencia y en la porción de la arista de corte del lado de la cara
de incidencia de la región de líneas de aristas de intersección que
está conectada a la cara de incidencia, la capa intermedia exponga
el 70% o más del área de la superficie. El espesor de recubrimiento
de la capa intermedia expuesta de esta forma mediante eliminación de
la capa más externa está fijado preferentemente en un intervalo de 1
a 15 \mum. A menos de 1 \mum, la capa intermedia se gasta
pronto, lo que hace imposible continuar formando una superficie
mecanizada de alta calidad durante un periodo de tiempo prolongado.
Por otra parte, como el espesor aumenta por encima de 15 \mum,
puede llegar a que cada vez más se produzca una notable disminución
en la dureza, conduciendo a la exfoliación o formación de virutas de
la capa intermedia.
Las áreas en las que principalmente la capa
intermedia se expone de esta forma eliminando la capa más externa
son al menos la cara de incidencia y la porción de la arista de
corte del lado de la cara de incidencia de la región de líneas de
aristas de intersección que está conectada a la cara de incidencia;
es decir, es suficiente que estas áreas sean la cara de incidencia y
al menos una porción sobre el lado de la región de líneas de aristas
de intersección que conecta a la cara de incidencia. Sin embargo,
mientras que la capa más externa para identificar si una arista de
corte está usada o sin usar se conserva a un grado suficiente en la
región sobre la superficie del inserto en la que se produce el
frotamiento entre el inserto y la viruta, la capa más externa puede
eliminarse de la cara de incidencia y toda la región de líneas de
aristas de intersección de manera que quede principalmente la capa
intermedia expuesta. Además, la capa más externa puede eliminarse
desde la cara de incidencia hasta una zona dentro de la cara de
desprendimiento a partir del límite entre la región de líneas de
aristas de intersección y la cara de desprendimiento de manera que
queda principalmente la capa intermedia expuesta. En este caso,
debido a que la capa intermedia que incluye principalmente
Al_{2}O_{3} se expone en la región de líneas de aristas de
intersección en la que está formada la arista de corte y en el lado
de la arista de corte de la cara de desprendimiento, como también
se observa en el Documento de Patente 1, la resistencia al desgaste
por cráteres de tipo difusión y al emborronado se potencia;
permitiéndose así que se prolongue eficazmente el periodo hasta que
se cambia la arista de corte.
Sin embargo, si la capa más externa se elimina
de esta forma hacia el interior de la cara de desprendimiento, una
eliminación excesiva de la capa más externa hacia el interior de la
cara de desprendimiento puede dar como resultado una pérdida en la
capacidad para determinar si la arista de corte está usada o sin
usar. De ahí que se desea que principalmente la capa intermedia se
exponga mediante eliminación de la capa más externa en una zona
desde la cara de incidencia hasta 2 mm dentro de la cara de
desprendimiento a partir del límite entre la región de líneas de
aristas de intersección y la cara de desprendimiento. Por supuesto,
estas son las porciones del cuerpo de inserto que participan en el
corte, particularmente los lados de las esquinas de la arista de
corte. En las porciones conectadas a la región de líneas de aristas
de intersección del cuerpo de inserto que no participan en el
corte, y que por tanto tampoco desempeñan una función en la
determinación de si la arista de corte está usada o sin usar, la
capa más externa puede permanecer intacta o puede eliminarse
parcial o completamente de manera que la capa intermedia esté en un
estado expuesto.
Además, como se describe posteriormente, si
principalmente la capa intermedia va a quedar expuesta sobre al
menos la cara de incidencia y la porción de la arista de corte del
lado de la cara de incidencia de la región de líneas de aristas de
intersección que está conectada a la cara de incidencia, además de
eliminar la capa más externa, la rugosidad superficial en las áreas
de tal eliminación puede mejorarse de manera que adicionalmente se
potencie la calidad de la superficie mecanizada. En el caso de
insertos de corte con recubrimiento de superficie, en particular se
usan mucho los denominados insertos de corte de precisión de
calidad M, en los que la porción de la cara de incidencia de un
cuerpo de inserto que tiene un sustrato de carburo cementado basado
en carburo de tungsteno, cermet basado en carbonitruro de titanio o
cerámicos se somete directamente a recubrimiento, sin pulido, sobre
la superficie así sinterizada. Sin embargo, incluso en tales casos,
mejorando la rugosidad superficial como se describe anteriormente
es posible reducir la fricción con la pieza y así obtener una
superficie mecanizada de mejor calidad que tiene un mayor
lustre.
lustre.
La rugosidad superficial así mejorada de la capa
intermedia que principalmente se expone en la cara de incidencia
tiene una rugosidad media aritmética Ra a un valor de corte de 0,08
mm, como se describe en JIS B0601- 1994 (2001), de preferentemente
0,3 \mum o menos, y más preferentemente 0,2 \mum o menos. A una
rugosidad superficial pequeña tal como esta, junto con el hecho de
que la capa intermedia expuesta en la cara de incidencia incluye
principalmente Al_{2}O_{3}, que tiene un bajo coeficiente de
fricción, como se observa anteriormente, puede obtenerse una
superficie de corte de alta calidad. El valor de corte está fijado
en este caso a 0,08 mm debido a que el estado microscópico de la
superficie de la capa intermedia influye en la calidad de la
superficie mecanizada. Este valor de corte particular se adopta
para eliminar la ondulación (el componente de onda) en la
superficie sinterizada debido a la diferencia de densidad del
compacto verde antes de sinterizar el cuerpo de inserto y a tales
efectos como la deformación por sinterización que se produce
durante la sinterización.
Si la capa base o la capa más externa o ambas
incluyen una sustancia seleccionada del grupo que está constituido
por carburos, nitruros, óxidos y boruros de metales del grupo IVa,
metales del grupo Va, metales del grupo VIa, de la tabla periódica,
aluminio y silicio, y compuestos complejos de los mismos, se desea
que los metales del grupo IVa, metales del grupo Va, metales del
grupo VIa, de la tabla periódica, se seleccionen de entre titanio,
circonio, hafnio y cromo. Es decir, desde el punto de vista de la
tecnología del tratamiento de recubrimiento de superficies para la
producción en serie de insertos de corte con recubrimiento de
superficie, los compuestos de estos metales son sustancias
excelentes tanto debido a sus prestaciones de corte como a la
rentabilidad del tratamiento de recubrimiento. Como resultado,
pueden proporcionarse insertos de corte con recubrimiento de
superficie con mejores propiedades de corte, a la vez que se
moderan los costes de producción.
Por otra parte, con el fin de fabricar un
inserto de corte con recubrimiento de superficie en el que
principalmente la capa intermedia de la superficie del cuerpo de
inserto esté expuesta sobre al menos la cara de incidencia y la
porción de la arista de corte del lado de la cara de incidencia de
la región de líneas de aristas de intersección que está conectada a
la cara de incidencia, y la capa más externa quede sobre al menos
una porción de la cara de desprendimiento dentro del límite con la
región de líneas de aristas de intersección, también puede
concebirse, por ejemplo, recubrir la superficie del cuerpo de
inserto con una capa base y una capa intermedia, luego sacar
temporalmente el cuerpo de inserto del horno de recubrimiento,
aplicar un cubrimiento a la porción en la que va a exponerse la
capa intermedia, luego poner de nuevo el cuerpo de inserto en el
horno de recubrimiento y recubrirlo con la capa más externa. Aunque
sería posible usar un procedimiento tal para fabricar el inserto de
corte con recubrimiento de superficie de la presente invención, un
procedimiento para fabricar este tipo tiene una escasa aptitud para
ser trabajado y no es rentable. Además, a menos que el cubrimiento
sea estable, la capa más externa terminará recubriéndose
ampliamente incluso en áreas en las que la capa intermedia debería
quedar expuesta, como resultado de lo cual no pueden lograrse los
efectos anteriormente descritos.
Por el contrario, en el procedimiento para
fabricar insertos de corte con recubrimiento de superficie de la
presente invención, como se describe anteriormente, una capa base,
una capa intermedia y la capa más externa se recubren sobre la
superficie del cuerpo de inserto, y luego la capa más externa se
elimina de la superficie del cuerpo de inserto de manera que queda
principalmente la capa intermedia expuesta, que incluye al menos la
cara de incidencia y al menos una porción de la arista de corte del
lado de la cara de incidencia de la región de líneas de aristas de
intersección que está conectada a la cara de incidencia, pero
excluyendo al menos parte de la cara de desprendimiento dentro de
un límite con la región de líneas de aristas de intersección. Por
tanto, como en los insertos de corte con recubrimiento de
superficie de la técnica anterior, dado que se ha aplicado cada
recubrimiento continuo de cada capa, todo lo que necesita hacerse
es eliminar parcialmente la capa más externa. Además de ser
adecuado para la producción en serie, una solución tal también en
eficaz y rentable. Además, una capa más externa no se recubre en
etapas posteriores sobre las regiones en las que principalmente se
ha expuesto así la capa intermedia. De ahí que los insertos de
corte con recubrimiento de superficie que presentan los
extraordinarios efectos descritos anteriormente puedan fabricarse
de forma estable y fiable a un bajo coste.
En el procedimiento de fabricación de la
presente invención, con el fin de eliminar de esta forma la capa
más externa, también puede concebirse emplear un procedimiento que
implica el mecanizado con, por ejemplo, una piedra de afilar
elástica, un cepillo de nailon que contiene un abrasivo, o un
cepillo de cerdas que usa pasta de diamante. Sin embargo, debido a
que estas técnicas de mecanizado tienen una alta energía de trabajo
que también se utiliza para rectificar y bruñir las aristas de
corte sobre insertos de corte convencionales, existe la posibilidad
de que puedan producirse arañazos de pulido y similares sobre la
superficie de la capa intermedia expuesta con la eliminación de la
capa más externa. En particular, es posible que tal mecanizado
degrade la rugosidad superficial de la cara de incidencia o lleve a
una disminución en la dureza del propio inserto. Además, con el uso
de tales técnicas, la energía de trabajo actúa con particular
fuerza sobre la región de líneas de aristas de intersección que
sobresale hacia fuera del cuerpo de inserto en la que está formada
la arista de corte. De ahí que en esta región de líneas de aristas
de intersección el tratamiento no pueda interrumpir la eliminación
de la capa más externa, y puede avanzar hasta el punto de que
incluso la capa intermedia disminuya y se pula localmente.
Por tanto, en el procedimiento de fabricación de
la presente invención, la capa más externa se elimina mediante
granallado en húmedo que no emplea una energía de trabajo tan alta
y que minimiza la concentración localizada de la energía de
trabajo. Es decir, con un granallado en húmedo tal, la abrasión se
lleva a cabo propulsando un fluido abrasivo compuesto por un
líquido (generalmente agua) que contiene un abrasivo de granallado
hacia la pieza. En comparación con las técnicas de mecanizado como
aquellas mencionadas anteriormente que usan una piedra de afilar
elástica o un cepillo, o incluso con el granallado en seco, éste es
un procedimiento suave que tiene una energía de trabajo
relativamente moderada debido a que el líquido en un espacio entre
el abrasivo y la pieza atenúa la energía cinética del abrasivo de
granallado. De ahí que el uso del granallado en húmedo de manera
que se elimine una capa más externa como la capa en la presente
invención haga posible minimizar la formación de arañazos de pulido
sobre la superficie de la capa intermedia que queda expuesta,
permitiendo que se obtenga una cara de incidencia suave que tiene
una rugosidad superficial, expresada como la rugosidad media
aritmética Ra descrita anteriormente, de 0,3 \mum o menos.
Además, debido a que no hay una fuerte acción localizada por la
energía de trabajo, incluso en la región de líneas de aristas de
intersección anteriormente descrita, no se produce el
sobretratamiento de sólo la región de líneas de aristas de
intersección en la que está formada la arista de corte.
Por tanto, incluso cuando el granallado en
húmedo se usa de esta forma para eliminar la capa más externa de la
superficie del cuerpo de inserto, que incluye al menos la cara de
incidencia y una porción de la arista de corte del lado de la cara
de incidencia de la región de líneas de aristas de intersección que
está conectada a la cara de incidencia, pero excluyendo al menos
una porción de la cara de desprendimiento dentro de un límite con
la región de líneas de aristas de intersección, el cuerpo de
inserto está enganchado y sujeto, sobre un lado del mismo sobre el
que está formada la cara de desprendimiento y un lado opuesto al
mismo, por un par de árboles giratorios que giran alrededor de un
eje, y el cuerpo de inserto gira mientras que el granallado en
húmedo se lleva a cabo propulsando un fluido abrasivo contra la
superficie del cuerpo de inserto con una pistola de granallado a un
ángulo de propulsión de 10 a 90º respecto al eje. De esta forma, el
tratamiento de granallado puede automatizarse, permitiendo que se
fabriquen económicamente en un gran volumen insertos de corte con
recubrimiento de superficie estables, de alta calidad.
Si el ángulo de propulsión de la pistola de
granallado respecto al eje de los árboles giratorios es 90º, la
pistola de granallado propulsa el fluido abrasivo a la vez que se
opone sustancialmente a la cara de incidencia. Girando el cuerpo de
inserto, la capa más externa puede eliminarse uniformemente de la
cara de incidencia y la porción de la arista de corte del lado de
la cara de incidencia de la región de líneas de aristas de
intersección que está conectada a la cara de incidencia. Además, el
hacer el ángulo de propulsión inferior a 90º da como resultado que
también se propulse el lado de la cara de desprendimiento, además
de la cara de incidencia. De ahí que ajustando el lado de
propulsión respecto a la cara de desprendimiento sea posible
eliminar la capa más externa de manera que se exponga
principalmente la capa intermedia sobre toda la región de líneas de
aristas de intersección en la que está formada la arista de corte y
también a una zona dentro de la cara de desprendimiento a partir
del límite de esta región de líneas de aristas de intersección con
la cara de desprendimiento, mientras que la capa más externa queda
sobre el interior de la cara de desprendimiento. Sin embargo,
cuanto más pequeño sea este ángulo de propulsión hacia el lado de
la cara de desprendimiento, más pequeño será el ángulo de
incidencia del fluido de propulsión respecto a la cara de
incidencia, debilitándose así la acción de eliminación de la capa
más externa. De ahí que, como se observa anteriormente, el ángulo
de propulsión se fija preferentemente a 10º o más, y más
preferentemente 30º o más.
Además, en el caso de un inserto de corte de
tipo positivo en el que la cara de incidencia se ha proporcionado
de antemano con un ángulo de eliminación dirigiendo el fluido
abrasivo a un ángulo de propulsión más pequeño hacia el lado
opuesto a la cara de desprendimiento, es posible eliminar de forma
fiable la capa más externa incluso sobre la porción de la arista de
corte del lado de la cara de incidencia, a la vez que el ángulo de
propulsión se aproxima a la perpendicular con respecto a la cara de
incidencia y así se obtiene un tratamiento eficaz.
Por tanto, con el fin de eliminar eficazmente la
capa más externa de manera que se exponga la capa intermedia sobre
al menos la cara de incidencia y la porción de la arista de corte
del lado de la cara de incidencia de la región de líneas de aristas
de intersección, a la vez que la capa más externa queda de forma
fiable sobre una parte de la cara de desprendimiento dentro del
límite con la región de líneas de aristas de intersección, se desea
unir elementos de cubrimiento a los árboles giratorios que se
enganchan entremedias de las caras del cuerpo de inserto en las que
se han formado las caras de desprendimiento y llevar a cabo el
granallado en húmedo mientras se cubre esa parte de la cara de
desprendimiento. De esta forma, un inserto de corte con
recubrimiento de superficie sobre el que se ha eliminado la capa
más externa dentro de un intervalo de ancho fijado de hasta 2 mm
dentro de la cara de desprendimiento a partir del límite entre la
región de líneas de aristas de intersección y la cara de
desprendimiento y la capa más externa se ha quedado hacia el
interior del mismo, y sobre el que las aristas de corte pueden así
distinguirse fácilmente como usadas o sin usar, puede fabricarse
fácilmente sin una pérdida de productividad.
Como material abrasivo en una operación de
granallado en húmedo tal puede usarse cualquiera de los diversos
abrasivos duros de grano fino, tales como alúmina, circonia,
abrasivo basado en resina y abrasivo basado en vidrio. Se prefiere
que el tamaño de partícula sea aproximadamente de 10 a 500 \mum,
aunque son más preferidos los abrasivos de grano fino con un tamaño
de partícula de aproximadamente 10 a 200 \mum. Si se usa alúmina
como abrasivo, por ejemplo, las condiciones de propulsión
preferidas implican preparar un fluido abrasivo compuesto por del
15 al 60% en peso del abrasivo en mezcla con un líquido (agua), y
propulsar el fluido a una presión de aire comprimido suministrada a
la pistola de granallado, es decir, una presión de propulsión, en
un intervalo de 0,05 a 0,3 MPa.
La fig. 1 es una vista en perspectiva de una
realización del inserto de corte con recubrimiento de superficie
de la presente invención;
la fig. 2 es una vista en sección transversal a
escala ampliada de la realización mostrada en la fig. 1, tomada
perpendicular a la región de líneas de aristas de intersección 15 en
la que está formada la arista de corte 16;
la fig. 3 es un diagrama que muestra un aparato
de fabricación según una realización del procedimiento para
fabricar insertos de corte con recubrimiento de superficie de la
presente invención;
la fig. 4 es un diagrama que ilustra una
realización del procedimiento de fabricación de la presente
invención en el que el inserto de corte con recubrimiento de
superficie de la realización mostrada en las fig. 1 y 2 se fabrica
usando el aparato mostrado en la fig. 3;
la fig. 5 es una vista en sección transversal a
escala ampliada de una variación de la realización mostrada en la
fig. 1, tomada perpendicular a la región de líneas de aristas de
intersección 15 en la que está formada la arista de corte 16;
la fig. 6 es una vista en sección transversal a
escala ampliada de otra variación de la realización mostrada en la
fig. 1, tomada perpendicular a la región de líneas de aristas de
intersección 15 en la que está formada la arista de corte 16;
la fig. 7 es un diagrama que ilustra otra
realización del procedimiento de fabricación de la presente
invención;
la fig. 8 muestra un primer inserto de corte con
recubrimiento de superficie fabricado por el procedimiento
ilustrado en la fig. 7, tanto (a) antes del granallado en húmedo
como (b) después del granallado en húmedo;
la fig. 9 muestra un segundo inserto de corte
con recubrimiento de superficie fabricado por el procedimiento
ilustrado en la fig. 7, tanto (a) antes del granallado en húmedo
como (b) después del granallado en húmedo;
la fig. 10 muestra un tercer inserto de corte
con recubrimiento de superficie fabricado por el procedimiento
ilustrado en la fig. 7, tanto (a) antes del granallado en húmedo
como (b) después del granallado en húmedo;
la fig. 11 muestra un cuarto inserto de corte
con recubrimiento de superficie fabricado por el procedimiento
ilustrado en la fig. 7, tanto (a) antes del granallado en húmedo
como (b) después del granallado en húmedo;
la fig. 12 muestra un quinto inserto de corte
con recubrimiento de superficie fabricado por el procedimiento
ilustrado en la fig. 7, tanto (a) antes del granallado en húmedo
como (b) después del granallado en húmedo;
la fig. 13 muestra un sexto inserto de corte con
recubrimiento de superficie fabricado por el procedimiento
ilustrado en la fig. 7, tanto (a) antes del granallado en húmedo
como (b) después del granallado en húmedo;
la fig. 14 muestra un inserto de corte con
recubrimiento de superficie fabricado por el procedimiento
ilustrado en la fig. 4, siendo (a) una vista en planta antes del
granallado en húmedo, siendo (b) una vista lateral antes del
granallado en húmedo, siendo (c) una vista en planta después del
granallado en húmedo y siendo (d) una vista lateral después del
granallado en húmedo;
la fig. 15 ilustra el granallado en húmedo de un
inserto de corte con recubrimiento de superficie que no tiene
orificio de montaje 12;
la fig. 16 ilustra el granallado en húmedo de
un inserto de corte con recubrimiento de superficie de tipo
positivo;
la fig. 17 muestra curvas de rugosidad
superficial para la cara de incidencia en el ejemplo 1;
la fig. 18 muestra curvas de rugosidad
superficial para la cara de incidencia en el ejemplo comparativo
1;
la fig. 19 muestra una superficie bien acabada
que tiene lustre obtenida en el ejemplo 1;
la fig. 20 muestra una superficie acabada
obtenida en el ejemplo comparativo 1 que es mate debido al
desgaste por fricción;
la fig. 21 es una vista en sección transversal
a escala ampliada de un inserto de corte convencional, tomada
perpendicular a la región 5 de líneas de aristas de intersección en
la que está formada la arista 1 de corte;
la fig. 22 ilustra una pieza W que se corta con
el inserto de corte mostrado en la fig. 21 en una fase temprana de
corte;
la fig. 23 ilustra una pieza W que se corta con
el inserto de corte mostrado en la fig. 21 en una fase en la que
la cara de incidencia ha sufrido desgaste.
\vskip1.000000\baselineskip
Las fig. 1 y 2 ilustran una realización del
inserto de corte con recubrimiento de superficie de la presente
invención. En esta realización, un cuerpo de inserto 11 está
formado en forma de una placa poligonal (en la fig. 1, una placa
rómbica) de sustrato de material sinterizado tal como carburo
cementado basado en carburo de tungsteno, cermet basado en
carbonitruro de titanio o cerámicos. Es decir, la superficie del
cuerpo de inserto 11 tiene un par de caras poligonales que son
paralelas entre sí y una pluralidad de paredes laterales que están
dispuestas en la periferia de estas caras poligonales y se
extienden en la dirección de la profundidad (la dirección vertical
en las fig. 1 y 2) del cuerpo de inserto 11. Se ha formado un
orificio de montaje 12 para unir el cuerpo de inserto 11 a y
separarlo de un asiento de montaje en una máquina herramienta de
insertos desmontables en el centro de las caras poligonales de
manera que pasa a través del cuerpo de inserto 11 en la dirección
del espesor.
Las caras de desprendimiento 13 están formadas
sobre las caras poligonales del cuerpo de inserto 11, y las caras
de incidencia 14 están formadas sobre las paredes laterales. Las
aristas de corte 16 están formadas en las regiones de líneas de
aristas de intersección 15 en las que se cruzan las caras de
desprendimiento 13 y las caras de incidencia 14, es decir, en las
aristas de las caras poligonales. En un inserto de corte que tiene
un cuerpo de inserto 11 en la forma de una placa poligonal tal como
el descrito anteriormente, es poco común que todas las aristas de
las caras poligonales se usen como aristas de corte 16.
Particularmente en insertos de corte que tienen una forma rómbica,
de las caras rómbicas, sólo las aristas sobre los lados de las
esquinas 17 que forman ángulos agudos se usan principalmente como
aristas de corte 16.
Además, la presente realización es un inserto de
tipo negativo en el que un par de caras poligonales que tienen
caras de desprendimiento 13 formadas en ellas y cuatro paredes
laterales que tienen caras de incidencia 14 formadas en ellas se
extienden en direcciones que se cruzan entre sí perpendicularmente
en las aristas de intersección 15. Por tanto, las aristas de corte
16 están formadas en las ocho aristas de las caras poligonales
superiores e inferiores entre las que están situadas las esquinas
17. Girando el cuerpo de inserto 11 180º alrededor del orificio de
montaje 12 es posible usar, una después de la otra, las aristas de
corte 16 sobre los lados opuestos (lados superior e inferior) del
cuerpo de inserto 11. Las regiones de líneas de aristas de
intersección 15 en las que van a formarse estas aristas de corte 16
están rectificadas en redondo como se muestra en la fig. 2 y, por
tanto, presentan en sección transversal una forma arqueada de
cuarto de círculo, como se muestra en la fig. 2.
Con referencia a la fig. 2, la superficie del
cuerpo de inserto 11 está recubierta, sobre el tipo anteriormente
mencionado de sustrato, en orden desde el lado del cuerpo de
inserto 11, con: una capa base 18, una capa intermedia 19 y una
capa más externa 20. De éstas, la capa base 18 y la capa más
externa 20 están hechas de una única capa o una multicapa de dos o
más capas formadas por carburos, nitruros, óxidos o boruros de uno
seleccionado del grupo que está constituido por metales del grupo
IVa, metales del grupo Va, metales del grupo VIa, de la tabla
periódica, aluminio y silicio, o compuestos complejos de los mismos
(excluyendo una capa única de Al_{2}O_{3}). La capa base 18 y
la capa más externa 20 pueden ser iguales o diferentes. Sin
embargo, si al menos la capa base 18 o la capa más externa 20
tienen una capa de carburos, nitruros, óxidos o boruros de uno
seleccionado del grupo que está constituido por metales del grupo
IVa, metales del grupo Va, metales del grupo VIa, de la tabla
periódica, aluminio y silicio, o compuestos complejos de los
mismos, se prefiere que los metales del grupo IVa, grupo Va y grupo
VIa de la tabla periódica se seleccionen de entre titanio,
circonio, hafnio y cromo.
La capa intermedia 19 está formada
principalmente por Al_{2}O_{3}. Esta capa intermedia 19 no
necesita ser del 100% de Al_{2}O_{3}. Es decir, puede ser una
capa que incluya sustancialmente Al_{2}O_{3} como componente
primario, siendo el contenido de Al_{2}O_{3} preferentemente
del 80% en volumen o más. Por ejemplo, la capa intermedia 19 puede
ser una capa compuesta formada por una disolución sólida de
Al_{2}O_{3} y una sustancia seleccionada de entre carburos,
nitruros, óxidos y boruros de titanio, circonio, hafnio, cromo y
silicio, y compuestos complejos de los mismos; una capa de mezcla
compuesta por estas sustancias precipitadas en una matriz de
Al_{2}O_{3}; o una estructura multicapa obtenida laminando de
forma alterna capas de Al_{2}O_{3} con capas de estas sustancias
una pluralidad de veces. El propio Al_{2}O_{3} puede tener
cualquiera de varias estructuras cristalinas, tales como a o
\kappa-Al_{2}O_{3}. Cualquier estructura
cristalina es aceptable, aunque se prefiere especialmente
\alpha-Al_{2}O_{3}.
Una capa base 18, una capa intermedia 19 y una
capa más externa 20 tales pueden formarse mediante un
procedimiento conocido tal como deposición química de vapor (CVD) o
deposición física de vapor (PVD); sin embargo, se desea
especialmente la formación por deposición química de vapor que
implica el recubrimiento a una temperatura elevada y se usa en una
operación de alta eficiencia de alta carga. La superficie del
sustrato del cuerpo de inserto 11 que va a recubrirse puede estar
pulida, o puede tener la precisión de calidad M del estado así
sinterizado.
Además, la capa más externa 20 se elimina de
manera que quede principalmente la capa intermedia 19 expuesta
sobre parte de la superficie del cuerpo de inserto 11, que incluye
al menos la cara de incidencia 14 y una porción de arista de corte
del lado de la cara de incidencia 15a de la región de líneas de
aristas de intersección 15 que está conectada a la cara de
incidencia 14, y la capa más externa 20 queda sobre al menos una
porción de la cara de desprendimiento 13 dentro de un límite Q
entre la cara de desprendimiento 13 y la región de líneas de
aristas de intersección 15. Es decir, la capa base 18 y la capa
intermedia 19 se han formado sobre al menos la cara de incidencia
14 y una porción de arista de corte del lado de la cara de
incidencia 15a de la región de líneas de aristas de intersección
15, de la superficie del cuerpo de inserto 11, con principalmente
la capa intermedia 19 expuesta, mientras que dentro de la cara de
desprendimiento 13 a partir del límite Q, la capa más externa 20
cubre la capa intermedia 19 que es continua desde la cara de
incidencia 14 y la porción de arista de corte del lado de la cara
de incidencia 15a.
En la presente realización, como se muestra en
la fig. 2, en la cara de incidencia 14 y en la arista de corte del
lado de la cara de incidencia 15a de la región de líneas de aristas
de intersección 15 que está conectada a la cara de incidencia 14,
la capa más externa 20 se elimina, quedando la capa intermedia 19
expuesta. La capa más externa 20 queda sobre la cara de
desprendimiento 13 y la porción de arista de corte del lado de la
cara de desprendimiento 15b de la región de líneas de aristas de
intersección 15 distinta de la porción de arista de corte del lado
de la cara de incidencia 15a. Además, en esta realización, como se
muestra en la fig. 2, la capa más externa 20 se extiende más allá
de la mitad de la región de líneas de aristas de intersección 15
que, como se observa anteriormente, presenta en sección transversal
una forma arqueada de cuarto de círculo respecto al lado de la cara
de incidencia 14. Es decir, en la región de líneas de aristas de
intersección 15, la porción de arista de corte del lado de la cara
de incidencia 15a en la que se ha eliminado la capa más externa 20
de manera que queda la capa intermedia 19 expuesta es más pequeña
que la mitad de la región de líneas de aristas de intersección 15,
y también es más pequeña que la porción de arista de corte del lado
de la cara de desprendimiento 15b en la que permanece la capa más
externa 20.
En la cara de incidencia 14 y la porción de
arista de corte del lado de la cara de incidencia 15a en la que se
ha eliminado la capa más externa 20 de esta forma de manera que
expone la capa intermedia 19, la capa intermedia no necesita
exponerse completamente como la capa más externa, mientras que sea
principalmente esta capa intermedia la que quede expuesta. Por
ejemplo, es suficiente para la capa intermedia 19 que queda que
exponga al menos el 70% del área de la superficie de la cara de
incidencia 14 y la porción de arista de corte del lado de la cara
de incidencia 15a. Además, se desea que el espesor del
recubrimiento de la capa intermedia 19 expuesta por tal eliminación
de la capa más externa 20, es decir, el espesor de capa, se fije en
un intervalo de 1 a 15 \mum. El espesor de capa de la capa base
18 y la capa más externa 20 puede ajustarse como un valor apropiado
según factores tales como las composiciones de las mismas. Sin
embargo, teniendo en cuenta el hecho de que la capa más externa 20
se elimina de la cara de incidencia 14 y la porción de arista de
corte del lado de la cara de incidencia 15a, se desea que la capa
más externa 20 se aplique a un menor espesor de capa que la capa
intermedia 19 y la capa base 18.
La cara de incidencia 14 y la porción de arista
de corte del lado de la cara de incidencia 15a en la que así se ha
eliminado la capa más externa 20 para exponer la capa intermedia 19
presentará el color negruzco del Al_{2}O_{3}, que es el
componente primario de la capa intermedia 19. Por el contrario, la
cara de desprendimiento 13 y la porción de arista de corte del lado
de la cara de desprendimiento 15b en la que ha quedado la capa más
externa 20, a pesar de alguna variación debido a la composición y
otros factores, presentará generalmente un tono brillante que tiene
lustre, tal como un color amarillo claro, crema o dorado. Además,
la capa intermedia 19 expuesta sobre al menos la cara de
incidencia 14 tendrá una rugosidad superficial, expresada como la
rugosidad media aritmética Ra definida en JIS B
0601-1994 (o JIS B 0601-2001) a un
valor de compensación de 0,08 mm, de 0,3 \mum o menos.
A continuación, la fig. 3 muestra un ejemplo de
un aparato para fabricar insertos de corte con recubrimiento de
superficie según la presente invención en el que, en la fabricación
de los insertos de corte con recubrimiento de superficie según la
anterior realización, por ejemplo, la capa más externa 20 se
elimina de manera que quede principalmente la capa intermedia 19
expuesta, de la superficie del cuerpo de inserto 11, sobre al menos
la cara de incidencia 14 y al menos una porción de arista de corte
del lado de la cara de incidencia 15a de la región de líneas de
aristas de intersección 15 que está conectada a la cara de
incidencia 14, pero excluyendo al menos una porción de la cara de
desprendimiento 13 dentro de un límite Q con la región de líneas de
aristas de intersección 15. La fig. 4 ilustra una realización del
procedimiento de fabricación de un inserto de corte con
recubrimiento de superficie de la presente invención usando un
aparato de fabricación tal.
En el aparato de fabricación mostrado en la fig.
3, un par de árboles giratorios 21 están coaxialmente apoyados,
estando los extremos delanteros respectivos de los mismos opuestos
entre sí a través de una zona entremedias, de manera que pueden
girar entre sí en la misma dirección alrededor de, por ejemplo, un
eje O que se extiende en una dirección horizontal. Además, una
pistola de granallado 22 se proporciona lateral al eje O (en el
lado superior en la fig. 3) de manera que la capa más externa 20 se
elimina llevando a cabo el granallado en húmedo en el que un fluido
abrasivo G se propulsa sobre la superficie del cuerpo de inserto
11 sujetada entre estos árboles giratorios 21.
En este caso, el aparato de fabricación es para
un cuerpo de inserto 11 que tiene un orificio de montaje 12 como
se describe anteriormente. Al extremo delantero de cada uno de los
árboles giratorios 21 se ha unido un tapón 23 que se estrecha en
forma de un cono, por ejemplo, hacia el lado del extremo delantero
y está hecho de un material elástico tal como caucho de uretano
duro. Al menos uno de este par de árboles giratorios 21 puede
avanzar y retirarse en la dirección del eje O. Colocando el cuerpo
de inserto 11 entre ambos árboles giratorios 21 de manera que la
dirección del espesor del cuerpo de inserto 11 esté alineada con la
dirección del eje O y avanzando al menos uno de los árboles
giratorios 21 hacia el otro, cada uno de los tapones 23 se pone en
contacto íntimo con la abertura del orificio de montaje 12,
sujetando así el cuerpo de inserto 11 y permitiendo que gire junto
con los árboles giratorios 21. Por consiguiente, el cuerpo de
inserto 11 sujetado de esta forma se dispone de manera que las
caras de desprendimiento 13 del mismo estén orientadas
perpendiculares al eje O y estén enfrentadas en la dirección del
eje O, y de manera que las caras de incidencia 14 estén orientadas
paralelas al eje O.
La pistola de granallado 22 lleva a cabo el
granallado en húmedo usando la presión del aire comprimido para
propulsar un fluido abrasivo G, preparado mezclando un abrasivo de
granallado con un líquido, de una boquilla 24 en el extremo
delantero de la misma hacia el cuerpo de inserto 11 enganchado
entre los árboles giratorios 21. Generalmente se usa agua como
líquido para el fluido abrasivo G. Como material abrasivo puede
usarse cualquiera de los diversos abrasivos duros, tales como
alúmina, circonia, abrasivo basado en resina y abrasivo basado en
vidrio. El tamaño de partícula está normalmente en un intervalo de
aproximadamente 10 a aproximadamente 500 \mum, aunque se prefiere
un abrasivo de grano fino que tenga un tamaño de partícula de
aproximadamente 10 a aproximadamente 200 \mum. Si se usa, por
ejemplo, alúmina como abrasivo, el contenido de abrasivo en el
fluido abrasivo G es preferentemente del 15 al 60% en peso, y la
presión del aire comprimido (presión de propulsión) está
preferentemente en un intervalo de 0,05 a 0,3 MPa.
Además, la pistola de granallado 22 puede
ajustar el ángulo de propulsión \theta del fluido abrasivo G con
respecto al eje O, es decir, el ángulo entre la dirección en la que
el fluido abrasivo G se propulsa de la boquilla y el eje O, dentro
de un intervalo de 10 a 90º. Por tanto, el ángulo de propulsión
\theta del lado de la cara de desprendimiento 13 con respecto al
cuerpo de inserto 11 que tiene, como se observa anteriormente, la
cara de desprendimiento orientada en la dirección del eje O, se
fija a de 10 a 900. En la presente realización, como se muestra en
la fig. 4, el ángulo de propulsión \theta se fija a 90º. De ahí
que, en esta realización, el fluido abrasivo G se propulse contra
la cara de incidencia 14 del cuerpo de inserto 11 desde una
dirección opuesta a la cara de incidencia 14 y perpendicular a la
dirección del espesor. En el ejemplo ilustrado, el fluido abrasivo
G se propulsa en paralelo de la boquilla 24 en la dirección del
ángulo de propulsión \theta anteriormente descrito; sin embargo,
el fluido abrasivo G puede propulsarse, en lugar de en un modo
cónico u otro modo centrado, en una línea recta que se extiende en
la dirección del ángulo de propulsión \theta.
El dispositivo de accionamiento giratorio para
girar los árboles giratorios 21 alrededor del eje O puede hacerse
adecuadamente controlable por un dispositivo de control (no
mostrado). El dispositivo de control controla el tiempo de rotación
(es decir, el periodo de tiempo que el cuerpo de inserto 11 sufre el
granallado en húmedo) y el número de rotaciones del árbol giratorio
21 (es decir, la velocidad de giro del cuerpo de inserto 11). En el
transcurso de una única revolución del cuerpo de inserto 11
alrededor del eje O, la velocidad de giro puede variarse
intermitente o continuamente en una o una pluralidad de regiones de
ángulos de giro prefijadas con respecto a la posición que sufre la
propulsión del fluido abrasivo G de la pistola de granallado 22, y
los árboles giratorios 21 y el cuerpo de inserto 11 pueden
detenerse durante un periodo de tiempo dado en una o una pluralidad
de posiciones de ángulos de giro prefijadas. Además, la propulsión
del fluido abrasivo G de la pistola de granallado 22 puede
controlarse mediante este dispositivo de control de manera que
empieza y detiene la propulsión del fluido abrasivo G y de manera
que varía intermitente o continuamente la presión de propulsión del
fluido abrasivo G cuando el cuerpo de inserto 11 está en una región
de ángulos de giro dada o en una posición de ángulos de giro
dada.
En un procedimiento de fabricación tal, un
cuerpo de inserto 11 cuya superficie completa, que incluye la cara
de incidencia 14 y la porción de arista de corte del lado de la
cara de incidencia 15a de la región de líneas de aristas de
intersección 15, se ha recubierto con una capa base 18, una capa
intermedia 19 y también una capa más externa 20, se sujeta entre el
par de árboles giratorios 21. Si el granallado en húmedo se aplica
con la pistola de granallado 22 mientras que gira el cuerpo de
inserto 11, el fluido abrasivo G se propulsa contra la cara de
incidencia 14 a un ángulo de propulsión \theta del fluido
abrasivo G de 90º y desde una dirección perpendicular a la
dirección del espesor del cuerpo de inserto 11. Como resultado, la
capa más externa 20 que cubre la cara de incidencia 14 se elimina,
además de lo cual, en la región de líneas de aristas de
intersección 15 en la que se cruzan la cara de incidencia 14 y la
cara de desprendimiento 13, la capa más externa 20 se elimina de la
porción de arista de corte del lado de la cara de incidencia 15a
sobre el lado de la cara de incidencia 14.
Al mismo tiempo, en la porción de arista de
corte del lado de la cara de desprendimiento 15b de la región de
líneas de aristas de intersección 15 y en la cara de
desprendimiento 13, la capa más externa 20 permanece intacta debido
a la falta de suficiente acción abrasiva por la propulsión del
fluido abrasivo G. Por tanto, controlando el tiempo de rotación, el
número de rotaciones y la velocidad de giro de los árboles
giratorios 21 como se describe anteriormente y llevando a cabo el
granallado en húmedo hasta que la capa intermedia 19 se exponga
principalmente en la cara de incidencia 14 y la porción de arista
de corte del lado de la cara de incidencia 15a, puede obtenerse el
inserto de corte con recubrimiento de superficie anteriormente
descrito de la presente realización. Además, este granallado en
húmedo corroe la cara de incidencia 14, permitiendo que la
rugosidad superficial de la misma se acabe suavemente como se
describe anteriormente.
En un inserto de corte con recubrimiento de
superficie de la configuración anterior que se fabrica de esta
forma, es principalmente la capa intermedia 19 que incluye
principalmente Al_{2}O_{3}, que tiene un bajo coeficiente de
fricción, la que se expone en la cara de incidencia 14 y la porción
de arista de corte del lado de la cara de incidencia 15a que se
pondrá en contacto con la superficie de la pieza que va a
mecanizarse y finalmente moldear la superficie mecanizada. De ahí
que el desgaste por fricción y el repelado sobre la superficie
mecanizada debido a la fricción con la pieza puedan evitarse,
permitiendo que se forme una superficie mecanizada de alta calidad
que tiene lustre durante un periodo de tiempo prolongado, incluso
cuando se corta un material difícil de mecanizar. Por consiguiente,
es posible prolongar la duración del tiempo hasta que el operario
determina que una arista de corte ha alcanzado el final de su vida
útil y cambia la arista de corte en uso o el propio inserto,
mientras que al mismo tiempo satisface el deseo de potenciar la
calidad de la superficie mecanizada (superficie acabada) de la
pieza que hoy en día se considera tan importante en el mecanizado de
alta precisión. De esta forma puede aumentarse la vida útil de un
inserto, mientras que todavía se promueve un mecanizado de alta
precisión más rentable.
Al mismo tiempo, como se describe anteriormente,
la capa más externa 20 que se ha ajustado de manera que presente
un color brillante tal como amarillo, crema, dorado o un tono
blanquecino a diferencia del tono negruzco de la capa intermedia 19
queda recubierta sobre al menos una porción de la cara de
desprendimiento 13 dentro del límite Q con la región de líneas de
aristas de intersección 15, y particularmente, en la presente
realización, sobre la cara de desprendimiento 13 y sobre esa parte
de la región de líneas de aristas de intersección 15 que es la
porción de arista de corte del lado de la cara de desprendimiento
15b distinta de la porción de arista de corte del lado de la cara
de incidencia 15a anterior. Por tanto, durante el corte, si la
viruta frota la capa más externa 20 de la cara de desprendimiento
13, pelando la capa más externa 20 o decolorándola debido al calor
por fricción generado por tal frotamiento, estos cambios pueden
percibirse fácilmente incluso en un sitio operativo de trabajo de
corte con una iluminación inferior a la adecuada, permitiendo al
operario que determine de forma fiable si una arista de corte 16 se
ha usado o está sin usar. Esto hace posible evitar la
reutilización de una arista de corte 16 gastada o, por el
contrario, el desechar un cuerpo de inserto 11 que tiene aristas de
corte 16 sin usar que quedan en su interior.
En el inserto de corte con recubrimiento de
superficie de la presente realización, dado que la capa intermedia
19 expuesta sobre la cara de incidencia 14 está suavemente acabada
a una rugosidad superficial, expresada como la rugosidad media
aritmética Ra a un valor de corte de 0,08 mm, basada en JIS
80601-1994 (2001), de 0,3 \mum o menos, y
preferentemente 0,2 \mum o menos, y dado también que la capa
intermedia 19 incluye principalmente Al_{2}O_{3}, que tiene un
bajo coeficiente de fricción, puede obtenerse una superficie
mecanizada incluso de mayor calidad. Además, si la capa base 18 y/o
la capa 19 más externa tienen una capa formada por carburos,
nitruros, óxidos o boruros de uno seleccionado del grupo que está
constituido por metales del grupo IVa, metales del grupo Va,
metales del grupo VIa, de la tabla periódica, aluminio y silicio, o
compuestos complejos de los mismos, usando titanio, circonio,
hafnio o cromo como metal, puede lograrse tanto una buena
prestación de corte como una buena rentabilidad del tratamiento de
recubrimiento incluso cuando el inserto de corte con recubrimiento
de superficie se produzca en serie, siendo así posible potenciar la
capacidad de mecanizado, a la vez que se moderan los costes de
producción.
Además, en el procedimiento anteriormente
descrito para fabricar tales insertos de corte con recubrimiento de
superficie de la presente invención, después de que la superficie
del cuerpo de inserto 11 se ha recubierto con una capa base 18, una
capa intermedia 19 y una capa más externa 20 como en la técnica
anterior, la capa más externa 20 puede eliminarse de al menos la
cara de incidencia 14 y la porción de arista de corte del lado de
la cara de incidencia 15a, excluyendo al menos una cierta porción
de la cara de desprendimiento 13 dentro del límite Q. Por tanto,
simplemente es suficiente añadir la etapa de eliminación de la capa
más externa 20 que se lleva a cabo como una etapa posterior en los
procedimientos de fabricación de la técnica anterior. De ahí que,
en comparación con un procedimiento en el que, por ejemplo, el
cuerpo de inserto 11 que se ha recubierto con hasta la capa
intermedia 19 se saca del horno de recubrimiento y se cubre cada
una de las áreas en las que la capa intermedia 19 va a quedar
expuesta, y luego el cuerpo de inserto 11 se pone de nuevo en el
horno de recubrimiento y se recubre con la capa más externa 20, el
procedimiento de fabricación de la presente invención está mejor
adaptado para la producción en serie y es más eficaz y rentable.
Además, el recubrimiento no deseado de la capa más externa 20 sobre
la capa intermedia 19 sobre la cara de incidencia 14 y la porción de
arista de corte del lado de la cara de incidencia 15a se produce
como resultado de, por ejemplo, el pelado involuntario del material
de cubrimiento. Por tanto, es posible fabricar de forma estable,
fiable y rentable insertos de corte con recubrimiento de superficie
que presentan efectos extraordinarios tales como aquellos
descritos anteriormente.
Por tanto, en el procedimiento de fabricación de
la presente realización, debido a que el granallado en húmedo 1 se
usa para eliminar la capa más externa 20, la energía de trabajo es
inferior a la eliminación de la capa más externa 20 mediante
procedimientos que implican, por ejemplo, el pulido con una piedra
de afilar elástica o la abrasión con un cepillo que contiene un
abrasivo o pasta de diamante. Como resultado, los defectos tales
como arañazos de pulido no se forman sobre la superficie de la capa
intermedia 19 expuesta, la rugosidad superficial de la cara de
incidencia 14 no se degrada y la dureza del propio inserto no
disminuye. Además, este abrasivo de granallado en húmedo permite
obtener una cara de incidencia 14 suave como la descrita
anteriormente. Además, debido a que la energía de trabajo no se
concentra en la región de líneas de aristas de intersección 15 que
sobresale del cuerpo de inserto 11 en la que se cruzan la cara de
desprendimiento 13 y la cara de incidencia 14 y en la que va a
formarse la arista de corte 16, no se produce un
sobretratamiento.
Por tanto, en la presente realización, debido a
que el granallado en húmedo se lleva a cabo mientras que se el
cuerpo de inserto 11 está enganchado y sujeto entre un par de
árboles giratorios 21 y gira el cuerpo de inserto 11, el fluido
abrasivo G puede propulsarse uniformemente sobre toda la periferia
en la que va a eliminarse la capa más externa 20 sobre la
superficie del cuerpo de inserto 11. Esto permite minimizar la
falta de uniformidad en la eliminación de la capa más externa 20,
permitiéndose así la producción estable de insertos de corte con
recubrimiento de superficie de calidad estable y, con la
automatización del tratamiento de granallado, se hace posible
proporcionar un procedimiento de fabricación rentable que es
incluso más adecuado para la producción en serie.
Además, controlando el tiempo de rotación y el
número de rotaciones de los árboles giratorios 21 usando un
dispositivo de control como se describe anteriormente, variando la
velocidad de giro de los árboles giratorios 21 en una región de
ángulos de giro prefijada, deteniendo los árboles giratorios 21, o
controlando la propulsión del fluido abrasivo G, como se describe
anteriormente, es posible aplicar granallado en húmedo durante un
largo periodo de tiempo o a una alta presión de propulsión
únicamente en, por ejemplo, la proximidad de una región 17 de
esquina que va a usarse como la arista de corte 16, permitiéndose
así que la capa más externa 20 se elimine de forma fiable.
Alternativamente, variando correspondiente el giro del cuerpo de
inserto 11, la distancia entre la pistola de granallado 22 y las
caras de incidencia 14 que van a formarse sobre las paredes
laterales de un cuerpo de inserto 11 que tiene una forma de placa
poligonal, o las regiones de líneas de aristas de intersección 15
que van a formarse en las aristas de las caras poligonales, es
posible ajustar la duración del tiempo o la presión de propulsión a
la que estas caras de incidencia 14 o regiones de líneas de aristas
de intersección 15 se someten al granallado en húmedo.
En este caso, debido a que será en la porción de
arista de corte del lado de la cara de incidencia 15a de la región
de líneas de aristas de intersección 15 en la que está formada la
arista de corte 16 y posteriormente, a medida que avanza el
desgaste (véase la fig. 23), la cara de incidencia 14 que se pone
en contacto con la pieza y finalmente forma la superficie
mecanizada, el área en la que la capa más externa 20 se elimina y
principalmente la capa intermedia 19 queda expuesta deberá incluir
al menos la cara de incidencia 14 y la porción de arista de corte
del lado de la cara de incidencia 15a que forma parte de la región
de líneas de aristas de intersección 15 que es continua con la cara
de incidencia 14.
En la presente realización, la capa más externa
20 que permanece sobre el lado de la cara de desprendimiento 13
cubre la cara de desprendimiento 13 y la porción de arista de corte
del lado de la cara de desprendimiento 15b de la región de líneas
de aristas de intersección 15 que es continua con la cara de
desprendimiento 13. Sin embargo, como se observa anteriormente, con
la condición de que esta capa más externa 20 permanezca y pueda
distinguirse el estado usado o sin usar de la arista de corte 16 en
la región en la que se produce el frotamiento por la viruta
durante el corte, como se muestra en la fig. 5, la capa más externa
20 puede permanecer sobre toda la cara de desprendimiento 13 dentro
del límite Q; es decir, sobre la cara de incidencia 14 y toda la
región de líneas de aristas de intersección 15, la capa más externa
20 puede eliminarse de manera que quede expuesta principalmente la
capa intermedia 19. O, como se muestra en la fig. 6, la capa más
externa 20 puede quedar sobre una región separada adicionalmente
por una distancia M al interior de la cara de desprendimiento 13 a
partir de este límite Q; es decir, la capa más externa 20 puede
eliminarse de manera que quede expuesta la capa intermedia 19 hasta
una región dentro de la cara de desprendimiento 13 a partir del
límite Q. En tales casos, debido a que la capa intermedia 19 que
incluye principalmente Al_{2}O_{3}, que tiene un bajo
coeficiente de fricción, se expone en la región de líneas de
aristas de intersección 15 en la que está formada la arista de
corte 16 y sobre el lado de la arista de corte 16 de la cara de
desprendimiento 13, se evita el desgaste por cráteres de tipo
difusión y el emborronado, permitiéndose que se prolongue
adicionalmente el tiempo hasta el que va a cambiarse la arista de
corte.
Si, como se muestra en la fig. 6, la capa más
externa 20 se elimina hasta una posición dentro de la cara de
desprendimiento 13 a partir del límite Q, si la distancia M es
grande y la capa más externa 20 se elimina demasiado lejos dentro de
la cara de desprendimiento, puede perderse la capacidad para
determinar si una arista de corte está usada o sin usar. Por tanto,
incluso en un caso tal, se desea que la capa más externa 20 se
elimine de tal manera que la distancia M dentro de esta cara de
desprendimiento 13 a partir del límite Q entre la región de líneas
de aristas de intersección 15 y la cara de desprendimiento 13 esté
dentro de un intervalo de 2 mm, y para la capa más externa 20 que
permanezca intacta dentro de la misma.
La fig. 7 muestra otra realización del
procedimiento de fabricación de la presente invención que se
prefiere para una fabricación más fiable de insertos de corte con
recubrimiento de superficie en los que, como se muestra en la fig.
5, la capa más externa 20 permanece sobre toda la cara de
desprendimiento 13 dentro del límite Q, y la capa intermedia 19
queda expuesta sobre la cara de incidencia 14 y toda la región de
líneas de aristas de intersección 15; e insertos en los que, como
se muestra en la fig. 6, la capa más externa 20 permanece sobre una
región separada por una distancia M dada dentro de la cara de
desprendimiento 13 a partir del límite Q, y la capa intermedia 19
queda expuesta sobre la cara de incidencia 14, la región de líneas
de aristas de intersección 15 y la cara de desprendimiento 13
hasta esta región.
En esta realización, en lugar de los tapones 23
usados en la realización mostrada en las fig. 3 y 4, los elementos
de cubrimiento 25 se montan sobre los extremos delanteros de los
árboles giratorios 21. Cada uno de estos elementos de cubrimiento
25 están montados, en la presente realización, sobre los extremos
delanteros del par de árboles giratorios 21 de manera que, cuando el
cuerpo de inserto 11 está enganchado entremedias, se ponen en
contacto íntimo con y cubren al menos parte de la cara de
desprendimiento 13 en la que queda intacta la capa más externa 20.
Al igual que los tapones 23 descritos anteriormente, estos
elementos de cubrimiento 25 pueden hacerse de un material elástico
que tiene buena adhesión tal como un caucho de uretano duro.
Es decir, cuando se fabrica un inserto de corte
con recubrimiento de superficie en el que, como se muestra en la
fig. 5, la capa intermedia 19 se expone sobre la cara de incidencia
14 y hasta la región de líneas de aristas de intersección 15
completa, los elementos de cubrimiento 25 tienes formas exteriores
equivalentes al contorno del límite Q y están en contacto íntimo
con la cara de desprendimiento 13. Alternativamente, cuando se
fabrica un inserto de corte con recubrimiento de superficie en el
que, como se muestra en la fig. 6, la capa intermedia 19 ha quedado
expuesta a una zona separada por exactamente una distancia M dada
dentro de la cara de desprendimiento 13 a partir del límite Q, los
elementos de cubrimiento 25 tiene formas exteriores más pequeñas
exactamente por la distancia M que el contorno del límite Q y están
en contacto íntimo con la cara de desprendimiento 13.
Además, en esta realización, una pluralidad de
(en la presente realización, dos) pistolas de granallado 22 se
colocan sobre lados opuestos del eje O de los árboles giratorios 21
y también sobre lados opuestos en la dirección del espesor
(dirección del eje O) del cuerpo de inserto 11 de manera que sus
boquillas 24 respectivas están enfrente del cuerpo de inserto 11.
Cada una de estas pistolas de granallado 22 tienen el mismo ángulo
de propulsión \theta con respecto al eje O y están fijadas a un
ángulo agudo inferior a 90º. En la presente realización, la
propulsión del fluido abrasivo se lleva a cabo con las boquillas 24
respectivas en las dos pistolas de granallado 22 orientadas en las
caras de incidencia 14 del cuerpo de inserto 11 y tanto en las
regiones de líneas de aristas de intersección 15 que van a formarse
en las aristas de las caras poligonales sobre lados opuestos entre
sí del cuerpo de inserto 11 como en las porciones de las caras de
desprendimiento 13 formadas sobre las caras poligonales sobre los
lados opuestos del cuerpo de inserto 11 que sobresalen más allá de
los elementos de cubrimiento 25.
Por tanto, en un procedimiento de fabricación
tal, las áreas en las que va a permanecer la capa más externa 20
están cubiertas con el elemento de cubrimiento 25 anterior de
manera que sólo aquellas áreas en las que va a eliminarse la capa
más externa 20 se someten a granallado en húmedo. Como resultado,
si la capa más externa 20 se elimina de sólo la cara de incidencia
14 y la región de líneas de aristas de intersección 15 o se elimina
de una región que se extiende hasta la distancia M anteriormente
descrita dentro de la cara de desprendimiento 13, la capa más
externa 20 puede eliminarse de forma fiable de sólo una región
dada, siendo así posible evitar las dificultadas en distinguir si
una arista de corte 16 está usada o sin usar debido a la
eliminación excesiva de la capa más externa 20. Además, debido a
que los elementos de cubrimiento 25 están montados sobre los
extremos delanteros de los árboles giratorios 21, el cubrimiento
puede llevarse a cabo simplemente enganchando el cuerpo de inserto
11 entre los árboles giratorios 21, lo que tiene la ventaja
adicional de simplificar las operaciones requeridas.
Además, en la presente realización, el
granallado en húmedo se aplica con una pluralidad de pistolas de
granallado 22 a las caras de incidencia 14 y a las regiones de
líneas de aristas de intersección 15 y caras de desprendimiento 13
de las caras poligonales sobre los lados opuestos entre sí del
cuerpo de inserto 11, y así es eficaz. Además, cada una de las
pistolas de granallado 22 lleva a cabo el granallado en húmedo a un
ángulo de propulsión \theta, respecto al eje O del lado de la
cara de desprendimiento 13, que se fija a un ángulo agudo inferior
a 90º, permitiéndose así que la capa más externa 20 se elimine de
la región de líneas de aristas de intersección 15 y la cara de
desprendimiento 13 sobre una cara poligonal del cuerpo de inserto
11, a la vez que también se permite que la capa más externa 20 se
elimine de forma fiable de la cara de incidencia 14. Incluso cuando
el ángulo de propulsión \theta se fija de esta forma a un ángulo
agudo, como el ángulo de propulsión \theta se vuelve más pequeño,
el ángulo de incidencia del fluido abrasivo G respecto a la cara de
incidencia 14 también se vuelve más pequeño, y la eliminación de la
capa más externa 20 sobre la cara de incidencia 14 se vuelve más
difícil. Por consiguiente, este ángulo de propulsión \theta se
fija preferentemente a 100 o más, y más preferentemente 30º o
más.
La fig. 8 muestra un caso en el que a un inserto
de corte con recubrimiento de superficie se le aplica granallado
en húmedo mediante un procedimiento de fabricación tal. En este
caso, y también en cada una de las fig. 9 a 13 posteriormente
descritas, el diagrama (a) muestra el cuerpo de inserto 11 cuando
está completamente recubierto con la capa más externa 20, y el
diagrama (b) muestra el cuerpo de inserto 11 cuando, tras el
granallado en húmedo, la capa más externa 20 se ha eliminado al
interior de la cara de desprendimiento 13 a partir del límite Q. En
los diagramas (b) de las fig. 8 a 13, las áreas de puntos indican
áreas en las que la capa más externa 20 se ha eliminado mediante
granallado en húmedo.
El inserto de corte mostrado en la fig. 8 es un
inserto de corte de tipo CNMG120408 en el que una muesca 13a
rompevirutas empotrada se ha formado en toda la periferia sobre el
interior de una cara poligonal (cara rómbica) en la que va a
formarse la cara de desprendimiento 13. La capa más externa 20 se
ha eliminado de la cara de incidencia 14, de toda la región de
líneas de aristas de intersección 15 que se ha rectificado en
redondo y de una región fijada que se extiende una distancia M (la
distancia en la posición indicada por la flecha A en la fig.
8(b)) de 1,0 mm dentro de la cara de desprendimiento 13 a
partir del límite Q con la región de líneas de aristas de
intersección 15. En el ejemplo mostrado, la línea límite entre la
capa intermedia 19 expuesta por tal eliminación de la capa más
externa 20 y la capa más externa 20 que permanece dentro de la cara
de desprendimiento 13 se coloca dentro de la muesca 13a
rompevirutas.
Sin embargo, la distancia M anteriormente
mencionada de la región sobre la que la capa más externa 20 se
elimina dentro de la cara de desprendimiento 13 a partir del límite
Q, del cuerpo de inserto 11, sólo se especifica para la porción de
la cara de desprendimiento 13 dentro de la región de líneas de
aristas de intersección 15 en la que está formada la arista de
corte 16 que en realidad participará en el corte. En la porción
interior de la región de líneas de aristas de intersección 15 que
no participarán en el corte y que, por tanto, tampoco participarán
en distinguir si la arista de corte 16 está usada o sin usar, la
capa más externa 20 puede eliminarse hacia el interior de la
distancia M anteriormente descrita o, por el contrario, la capa más
externa 20 puede quedar en su lugar sobre la región de líneas de
aristas de intersección 15 o incluso sobre la porción de la cara de
incidencia que se cruza con ella. Por ejemplo, en el inserto de
corte de forma rómbica representado en la realización anteriormente
descrita, generalmente, de las aristas de corte 16 formadas en las
regiones de líneas de aristas de intersección 15 en las aristas de
las caras rómbicas, se hace uso exclusivo en las esquinas de la
forma rómbica, particularmente, como se describe anteriormente, las
porciones de la arista de corte 16 formadas en las aristas sobre
los lados de la esquina aguda 17. Por tanto, sobre las porciones
aplicadas exclusivamente para el corte es suficiente que la capa
más externa 20 quede intacta en una zona dentro de la distancia M
anteriormente descrita.
Las fig. 9 y 10 muestran casos en los que el
granallado en húmedo se aplica a insertos de corte con
recubrimiento de superficie de manera que la capa más externa 20 se
elimine más allá de la distancia M anteriormente descrita dentro de
la cara de desprendimiento 13 en áreas que se extienden desde la
región de líneas de aristas de intersección 15 que así no
participan exclusivamente en el corte. Como en la fig. 8, la fig.
10 muestra un inserto de corte de tipo CNMG120408. La fig. 9
muestra un inserto de corte de tipo CNMA120408 con una parte
superior plana que carece de muesca 13a rompevirutas.
En el inserto de corte mostrado en la fig. 9, en
cada arista de la cara rómbica, la capa más externa 20 se elimina
en ambos extremos de la misma que conectan con las esquinas agudas
17 y las esquinas obtusas de esta cara rómbica, sobre una zona
fijada que se extiende una distancia M (la distancia en la posición
de la flecha A en la fig. 9(b)) de 0,5 mm dentro de la cara
de desprendimiento 13 a partir del límite Q con la región de líneas
de aristas de intersección 15; y la capa más externa 20 se elimina
en una porción central de cada arista que no participa en el corte,
sobre una zona fijada que se extiende una distancia mayor M (la
distancia de la flecha B en la fig. 9(b)) de 2,5 mm. Entre
estas áreas, la línea límite de la capa más externa 20 restante con
la capa intermedia 19 expuesta mediante eliminación de la capa más
externa 20 tiene una forma escalonada que se extiende perpendicular
a la región de líneas de aristas de intersección 15.
En el inserto de corte mostrado en la fig. 10,
la capa más externa 20 se elimina en sólo aquellas porciones de las
aristas respectivas sobre la cara rómbica que continúan hasta las
esquinas agudas 17, sobre un región fijada que se extiende una
distancia M (la distancia en la posición de la flecha A en la fig.
10(b)) de 0,6 mm dentro de la cara de desprendimiento 13 a
partir del límite Q con la región de líneas de aristas de
intersección 15. Además, la capa más externa 20 también se elimina
en aquellas áreas que continúan desde la posición central de las
aristas respectivas hasta las esquinas obtusas, sobre una región
fijada que se extiende una distancia mayor M (la distancia de la
flecha B en la fig. 10(b)) de 2,5 mm que el lado de las
esquinas agudas 17.
En el inserto de corte con recubrimiento de
superficie granallado en húmedo mostrado en la fig. 10(b),
las líneas límite entre la capa más externa 20 restante y la capa
intermedia 19 expuesta mediante la eliminación de esta capa más
externa 20 se moldean de manera que se extienden perpendicularmente
a la región de líneas de aristas de intersección 15 en una esquina
aguda 17 (la esquina aguda superior 17 en la fig. 10(b)) de
la cara rómbica, y de manera que se extienden diagonalmente a la
región de líneas de aristas de intersección 15 en la otra esquina
aguda 17 (la esquina aguda inferior 17 en la fig. 10(b)),
siendo las líneas límite en cualquier lado de esta última esquina
17 paralelas entre sí. Es decir, las formas, como se ven desde
arriba, de la capa más externa 20 restante que están delimitadas
por las líneas límite anteriores se hacen para diferenciar entre la
pluralidad de esquinas 17 sobre el inserto 11 de corte con forma de
placa poligonal. Esto facilita establecer una secuencia de uso de
las aristas de corte 16 formadas en las regiones de líneas de
aristas de intersección 15 sobre las aristas que se extienden entre
las esquinas 17 respectivas. Junto con facilitar la identificación
entre aristas de corte usadas y sin usar debido a la decoloración y
similares de la capa más externa 20, una disposición tal hace
posible evitar de forma más fiable la reutilización de aristas de
corte 16 gastadas y el desechar insertos de corte que todavía
tienen aristas de corte 16 sin usar.
Además, en los insertos de corte con
recubrimiento de superficie mostrados en las fig. 8 a 10, la capa
más externa 20 se elimina sobre una región que se extiende una
distancia M fijada dentro de la cara de desprendimiento 13 a partir
del límite Q con la región de líneas de aristas de intersección 15
en la que se ha formado la arista de corte 16 que participa en el
corte. Es decir, en áreas que participan en el corte, las líneas
límite entre la capa más externa 20 restante y la capa intermedia
19 expuesta están hechas para extenderse paralelas a la región de
líneas de aristas de intersección 15, en una vista en planta,
estando enfrente de la cara de desprendimiento 13. Sin embargo,
como se muestra en la fig. 11, por ejemplo, la distancia M puede
variar a lo largo de la región de líneas de aristas de intersección
15 dentro de una zona en la distancia M a partir del límite Q de
hasta 2,0 mm.
En el inserto de corte mostrado en la fig. 11,
en el extremo que sobresale de la esquina aguda 17 que sólo
participa en la operación de corte sobre la cara rómbica en la que
está formada la cara de desprendimiento, la distancia M anterior en
la posición de la flecha A en la fig. 11(b) está fijada a
0,9 mm, y en las áreas en las que la arista de corte 16 localizada
a poca distancia de la misma hacia el lado de la esquina obtusa es
lineal, la distancia M a la posición de la flecha B en la fig.
11(b) está fijada a 0,6 mm, que es la distancia M mínima en
las áreas que participan en el corte. Desde este lugar en el que la
distancia M es la más pequeña, la distancia M aumenta gradualmente
hacia la porción central de la arista de la cara rómbica,
eliminándose la capa más externa 20 de tal forma que la distancia M
en la posición de la flecha C en la fig. 11(b) en la porción
central que participa en el corte rugoso de mayor profundidad de
corte, alcanza un máximo de 2,0 mm.
En el inserto de corte mostrado en la fig. 11,
las caras inclinadas 13b que gradualmente se retiran hacia el
interior de la cara de desprendimiento 13 están formadas sobre el
interior de la cara de desprendimiento 13. Además, sobre la cara de
desprendimiento 13 en la que se han formado estas caras inclinadas
13b se proporcionan rompevirutas 31 elevados que tienen
proyecciones 31a que se extienden desde el centro de la cara
rómbica (cara poligonal) hacia al menos las esquinas agudas 17 y
proyecciones 31b esféricas que están formadas en extremos distales
de las proyecciones 31a y que dan una zona con la región de líneas
de aristas de intersección 15. Las proyecciones 31a del primer tipo
están formadas de manera que se extienden hacia las esquinas
obtusas y hacia el centro de cada arista, y las proyecciones 31b
del segundo tipo están formadas en extremos distales de las
proyecciones 31a que se extienden hacia las esquinas obtusas y en
ambos lados de las proyecciones 31a que se extienden hacia los
centros de las aristas de la cara rómbica. La línea límite en la
cara de desprendimiento 13 entre la capa intermedia 19 expuesta y la
capa más externa 20 restante se extiende de tal forma que sigue la
línea límite entre la cara de desprendimiento 13 que incluye las
caras inclinadas 13b y los rompevirutas 31, incluyendo tanto
aquellas formadas cerca de las esquinas obtusas como aquellas
formadas cerca de los centros de las aristas.
Las fig. 8 a 11 ilustran casos en los que la
presente invención se aplica a insertos de corte con recubrimiento
de superficie que tienen una forma rómbica con, en particular,
ángulos de 80º en las esquinas agudas 17. Sin embargo, la presente
invención también puede aplicarse por supuesto a insertos de corte
con recubrimiento de superficie en forma de placas triangulares
sustancialmente equiláteras como la mostrada en la fig. 12 u otros
tipos de placas poligonales o placas que tienen formas circulares u
otras formas curvas, o incluso a insertos de corte que tienen
formas no planas. Además, como se muestra en la fig. 13, la
presente invención puede aplicarse a insertos de corte que tienen
un ángulo diferente en las esquinas agudas 17, aunque tengan una
forma rómbica. Además, la presente invención también puede
aplicarse a las aristas de corte 16 que tienen una forma curva que
está contorneada, una forma ondulada del tipo usado en cortadores
de desbaste, como se ve en una vista en planta enfrente de la cara
de desprendimiento 13, o las aristas de corte 16 que presentan una
forma ondulada como se ve en una vista lateral enfrente de la cara
de incidencia 14 haciendo la cara de desprendimiento 13 a lo largo
de la región de líneas de aristas de intersección 15 en la que la
arista de corte 16 está formada contorneada como se muestra en la
fig. 14, en lugar de aristas de corte 16 que se extienden
linealmente en lugares distintos de las esquinas 17.
El inserto de corte mostrado en la fig. 12 es un
inserto de tipo TNMG160408 que tiene caras inclinadas 13b del
mismo tipo que se describe anteriormente formadas dentro de la cara
de desprendimiento 13, y tiene un rompevirutas 31 con proyecciones
de un primer tipo 31a que se extienden hacia cada uno de los
vértices de la cara poligonal (una cara triangular sustancialmente
equilátera) en la que se ha formado la cara de desprendimiento, y
proyecciones de un segundo tipo 31b que están simétricamente
formadas en una pluralidad de las mismas sobre cualquier lado del
primer tipo de proyección 31a. La línea límite entre la capa
intermedia 19 y la capa más externa 20, que es independiente de la
línea límite entre la cara de desprendimiento 13 y el rompevirutas
31, se fija de manera que la distancia M (la distancia en la
posición de la flecha A en la fig. 12(b)) a partir del
límite Q entre la región de líneas de aristas de intersección 15 y
la cara de desprendimiento 13 sea 1,0 mm y constante sobre toda la
periferia de la cara poligonal.
El inserto de corte mostrado en la fig. 13 es un
inserto de tipo DNMG150408 que tiene una cara inclinada 13b de un
ancho pequeño formada dentro de la cara de desprendimiento 13 y que
tiene formada adicionalmente dentro de la misma una cara plana que
es perpendicular a la dirección del espesor del cuerpo de inserto
11. Los rompevirutas 31 solamente están formados por proyecciones
31a de un ancho que se estrecha en un modo escalonado hacia las
esquinas agudas 17. En el lado de estas esquinas agudas 17 que
participan en el corte, la distancia M anterior (la distancia en la
posición de la flecha A en la fig. 13(b)) se fija a 1,0 mm,
y en el lado de las esquinas obtusas que no participan en el corte,
la distancia M (la distancia en la posición de la flecha B en la
fig. 13(b)) se fija a 2,2 mm, que es un tamaño que supera
2,0 mm.
El tratamiento de granallado en húmedo en el
que, como se muestra en la fig. 4, el ángulo de propulsión \theta
se fijó a 90º y no se usaron los elementos de cubrimiento, se llevó
a cabo en el inserto de corte de tipo CNMG120408 mostrado en la
fig. 14. Los rompevirutas 31 (por ejemplo, rompedores SH hechos por
Mitsubishi Materials Corporation) están formados en las esquinas
agudas 17 y las esquinas obtusas de la cara de desprendimiento 13
en este inserto. Además, dentro de esta cara de desprendimiento 13
que es irregular como se describe anteriormente, un área elevada 32
que tiene una caras salientes 32a que está en mayor relieve que la
cara de desprendimiento 13 y la arista de corte 16 que presenta una
forma ondulada como se muestra en la fig. 14(b) y a la que
se le ha dado una forma perpendicular a la dirección del espesor
del cuerpo de inserto 11 está formada alrededor de la abertura del
orificio de montaje 12. La capa más externa 20 se ha eliminado de
la cara de incidencia 14, la región 15a de la arista de corte del
lado de la cara de incidencia y la pared inclinada 32b (las áreas
en puntos en las fig. 14(c) y (d)) del área elevada 32 que
se alza desde la cara de desprendimiento 13 hasta la caras
salientes 32a, dejando la capa intermedia 19 expuesta.
Es decir, en este tipo de inserto de corte,
debido a que el fluido abrasivo también choca contra la pared
inclinada 32b con cierto ángulo de incidencia, la capa más externa
20 puede eliminarse parcialmente, exponiendo la capa intermedia 19
de color negruzco. Sin embargo, incluso en tales casos, quedando la
capa más externa 20 sobre la cara de desprendimiento 13, los
efectos de la presente invención puede lograrse completamente. En
la fig. 14(d), debido a que el punteado completo de la cara
de incidencia 14 en la que la capa intermedia 19 se expone como en
las fig. 8(b) a
13(b) haría imposible distinguir estas áreas de las paredes inclinadas 32b, en su lugar la cara de incidencia 14 se indica como una malla.
13(b) haría imposible distinguir estas áreas de las paredes inclinadas 32b, en su lugar la cara de incidencia 14 se indica como una malla.
En cada uno de los insertos de corte con
recubrimiento de superficie anteriormente descritos, el rectificado
en redondo (rectificado R) que crea una forma arqueada circular en
sección transversal se aplica en las regiones de líneas de aristas
de intersección 15 entre las caras de desprendimiento 13 y las
caras de incidencia 14 en las que van a formarse las aristas de
corte 16, convirtiéndose así esa parte del arco en la sección
transversal de esta región de líneas de aristas de intersección 15
que es continua con la cara de incidencia 14 en una porción de
arista de corte del lado de la cara de incidencia 15a.
Alternativamente, esa parte de la región de líneas de aristas de
intersección 15 sobre el lado de la cara de incidencia 14 puede
convertirse en la porción de arista de corte del lado de la cara de
incidencia 15a aplicando una operación de rectificado distinta de
tal rectificado en redondo a la región de líneas de aristas de
intersección 15, tal como el denominado rectificado curvo de tipo
cascada de agua en el que el ancho como se ve desde el lado de la
cara de desprendimiento 13 es mayor que el ancho que se ve desde el
lado de la cara de incidencia 14, rectificado curvo en el que, por
el contrario, el ancho como se ve desde el lado de la cara de
desprendimiento 13 es más estrecho que el ancho que se ve desde el
lado de la cara de incidencia 14, rectificado en bisel, o
rectificado de combinación en el que al menos un límite sobre el
lado de la cara de desprendimiento 13 o el lado de la cara de
incidencia 14 de esta región rectificada en bisel está redondeado
en una forma curva.
Por tanto, incluso en un denominado inserto de
corte de arista afilada, en el que tal rectificado no se ha
aplicado a la región de líneas de aristas de intersección 15, y que
se ha formado de manera que la cara 3 de desprendimiento y la cara
4 de incidencia se crucen a un ángulo, debido a que esta región de
lineas de aristas de intersección 15 queda en un estado similar al
rectificado con un ancho específico, si bien es cierto que
microscópicamente pequeño, es suficiente que la capa más externa 20
se elimine de manera que principalmente la capa intermedia 19 quede
expuesta, al menos en la cara de incidencia 14 y la región 15a de
la arista de corte del lado de la cara de incidencia continua con
la cara de incidencia 14.
Los procedimientos de fabricación en las
realizaciones anteriores se describen para casos en los que a un
inserto de corte con recubrimiento de superficie de tipo negativo
en el que un orificio de montaje 12 se ha formado en un cuerpo de
inserto 11 se aplica granallado en húmedo para eliminar la capa más
externa 20. Sin embargo, si el tratamiento de granallado en húmedo
se aplica a un inserto de corte sin un orificio de montaje 12, tal
como un inserto de tipo CNMN120408, en lugar de los tapones 23 que
tienen extremos estrechados mostrados en las fig. 3 y 4 pueden
usarse tapones 26 que tienen una cara de extremo que está formada
como una cara plana perpendicular al eje O, como se muestra en la
fig. 15. Por supuesto, habiendo formado las caras de los extremos
de los elementos de cubrimiento 25 mostrados en la fig. 7 como
caras planas perpendiculares al eje O del mismo modo que las caras
de los extremos de estos tapones 26, es posible aplicar, incluso a
cuerpos de inserto 11 que carecen de un orificio de montaje 12,
granallado en húmedo hacia una zona deseada fuera del área cubierta
con tales elementos de cubrimiento.
En los casos en los que la presente invención se
aplica a insertos de corte de tipo positivo, tales como insertos
de tipo CCMT09T302, en los que la cara de desprendimiento 13 y la
cara de incidencia 14 están dispuestas en direcciones que se cruzan
en un ángulo agudo, y la cara de incidencia 14 se ha proporcionado
con un ángulo de eliminación, como se indica por el símbolo A en la
fig. 16, el ángulo de propulsión \theta del fluido abrasivo G de
la pistola de granallado 22 puede fijarse a 90º con respecto al
eje O, de la misma forma que se muestra en las fig. 4 y 15.
Alternativamente, como se indica por el símbolo B en la fig. 16, el
ángulo de propulsión \theta puede formar un ángulo agudo con
respecto al eje O, estando enfrente del lado opuesto a la cara de
desprendimiento 13. Por tanto, la pistola de granallado 22 puede
disponerse de un modo seleccionado de cualquiera de los
representados por los símbolos A y B.
De estos, en el caso representado por el símbolo
B, el ángulo de propulsión \theta se fija según el ángulo de
eliminación proporcionado a la cara de incidencia 14, permitiendo
que la capa más externa 20 se elimine eficazmente llevando la
dirección de propulsión del fluido abrasivo G más próxima a una
dirección perpendicular a la cara de incidencia 14. Al mismo
tiempo, el fluido abrasivo G también alcanza la porción de arista de
corte del lado de la cara de incidencia 15a de la región de líneas
de aristas de intersección 15, permitiendo la eliminación fiable de
la capa más externa 20 incluso en esta porción de arista de corte
del lado de la cara de incidencia 15a. Sin embargo, incluso en este
caso, si el ángulo de propulsión \theta se hace demasiado
pequeño, la acción de eliminación de la capa más externa 20 sobre
la porción de arista de corte del lado de la cara de incidencia 15a
será débil e ineficaz. De ahí que el ángulo de propulsión se fije a
al menos 10º, y preferentemente a al menos 30º.
La presente invención se ilustra más
completamente en los siguientes ejemplos y se explican los efectos
ventajosos de la presente invención. En estos ejemplos, primero se
fabricó un cuerpo de inserto que tenía la forma y dimensiones
especificadas por CNMG 120408 a partir de un carburo cementado
basado en carburo de tungsteno (WC) de calidad P10 como sustrato.
Las regiones de líneas de aristas de intersección en las que iban a
formarse las aristas de corte se rectificaron en redondo a un radio
de 0,06 mm con un cepillo que contenía abrasivo. A continuación se
recubrieron una capa base, una capa intermedia y una capa más
externa de los espesores y las composiciones mostradas a
continuación en la tabla 1 sobre toda la superficie del cuerpo de
inserto mediante deposición química de vapor en este orden desde el
lado del cuerpo de inserto. Después de completarse el
recubrimiento, el color de la superficie del cuerpo de inserto
presentó el color amarillo claro de tono brillante de la capa más
externa.
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Entonces, el tratamiento de granallado en húmedo
se aplicó al inserto de corte con recubrimiento de superficie
resultante, eliminándose así sólo la capa más externa de la
superficie sobre parte o sustancialmente de todo el inserto. En
este tratamiento de granallado en húmedo, como abrasivo de
granallado se usaron partículas de alúmina que tenían un tamaño de
partícula de 30 a 60 \mum. Este abrasivo se mezcló con agua como
el líquido para formar un fluido abrasivo de granallado, y el
contenido del abrasivo en el fluido se ajustó al 30% en peso. El
inserto de corte se sujetó por un par de árboles giratorios como se
muestra en la fig. 3 de manera que pudiera girar alrededor del eje
de los árboles, y el fluido abrasivo preparado como se describe
anteriormente se propulsó contra la superficie del inserto de corte
a una presión de propulsión de 0,15 MPa desde dos pistolas de
granallado opuestas.
En este ejemplo, el ángulo al que el fluido
abrasivo se propulsó con respecto al eje anterior durante el
tratamiento de granallado en húmedo varió según las condiciones A a
D mostradas a continuación en la tabla 2, aplicándose así el
tratamiento a un total de cuatro tipos de insertos de corte. La
tabla 2 muestra la dirección de propulsión del fluido abrasivo
contra la superficie de cada cuerpo de inserto y el estado de
tratamiento (estado de la eliminación de capa más externa) en la
superficie del cuerpo de inserto.
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Además de los insertos de corte de los que se
eliminó la capa más externa mediante granallado en húmedo bajo
estas condiciones A a D, también se fabricaron los siguientes
insertos de corte: insertos de corte sin tratar obtenidos aplicando
simplemente los recubrimientos indicados en la tabla 1, insertos de
corte obtenidos mediante pulido en los que una piedra de afilar
elástica giratoria que contenía abrasivo se presionó contra las
caras rómbicas sobre las que estaban formadas la cara de
desprendimiento y las aristas de corte, e insertos de corte
obtenidos mediante pulido en los que un cepillo de nailon giratorio
que contenía abrasivo de diamante se presionó contra la cara
rómbica. Dejando que los insertos de corte fabricados bajo la
condición A en la tabla 2 sean el ejemplo 1 según la presente
invención y dejando que los insertos de corte fabricados bajo el
otro conjunto de condiciones sean respectivamente los ejemplos
comparativos 1 a 6, en la tabla 3 a continuación se muestran las
condiciones de tratamiento, los colores de las superficies de las
caras de desprendimiento y las caras de incidencia, el estado de la
eliminación de la capa más externa y la rugosidad superficial de la
cara de incidencia en cada uno.
Las rugosidades superficiales se obtuvieron
midiendo la rugosidad media aritmética Ra (\mum) a un valor de
compensación de 0,08, basado en JIS B0601-1994
(2001), en tres líneas paralelas a la arista de corte y próximas al
centro de la cara de incidencia en la dirección del espesor del
cuerpo de inserto. Los promedios de las mismas se muestran en la
tabla. Las curvas de rugosidad de las mediciones reales de la
rugosidad superficial preparadas usando dos de las líneas en cada
caso se muestran en la fig. 17 para el ejemplo 1 y en la fig. 18
para el ejemplo comparativo 1. En el ejemplo comparativo 5 en el
que el pulido se llevó a cabo con una piedra de afilar elástica y
en el ejemplo comparativo 6 en el que el pulido se llevó a cabo con
un cepillo se produjeron una pluralidad de arañazos de pulido
similares a rayas en direcciones irregulares sobre la región de
líneas de aristas de intersección en la que están formadas las
aristas de corte y sobre las caras de desprendimiento adyacentes a
las mismas.
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Estos insertos de corte con recubrimiento de
superficie del ejemplo 1 y los ejemplos comparativos 1 a 6 se
montaron en un útil de torneado de tipo insertos desmontables y el
mecanizado se llevó a cabo torneando una pieza. El tiempo de corte
real hasta que se cambió la arista de corte en ese momento, la
razón para cambiar la arista de corte, el ancho del desgaste del
flanco cuando la arista de corte se cambió, la condición de la
superficie mecanizada (superficie acabada) sobre la pieza y la
facilidad para distinguir si una arista de corte se usó o no se usó
se muestran en conjunto a continuación en la tabla 4. El corte en
seco se llevó a cabo bajo las siguientes condiciones: el material
de trabajo era acero de bajo carbono (JIS S10C), la velocidad de
corte era 250 m/min, la velocidad de alimentación era 0,12 mm/rev y
la profundidad del corte era 1,5 mm. El tiempo de corte real hasta
que se cambió la arista de corte se determinó del siguiente modo.
Cuando la superficie acabada llegó a ser inferior, el corte se
detuvo en ese momento y se midió el tiempo de corte real. El corte
se llevó a cabo mientras que siguió lográndose una superficie con
buen acabado hasta que el ancho del desgaste del flanco alcanzó 0,3
mm y se usó el tiempo de corte real hasta ese momento. La razón es
que cuando el ancho del desgaste del flanco aumenta a más de 0,3
mm, normalmente es imposible mantener la precisión dimensional de
la operación de mecanizado.
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Los resultados en la tabla 4 muestran que, con
el inserto de corte del ejemplo 1 según la presente invención,
hasta el ancho del desgaste del flanco alcanzó 0,3 mm como se
observa anteriormente y la arista de corte alcanzó el final de su
vida útil y se cambió, se obtuvo una superficie con buen acabado
que tenía lustre como la mostrada en la fig. 19. Es decir, este
inserto tenía una larga vida y podía llevar a cabo un corte de alta
calidad. Además, la gran cantidad de calor generada cuando la
viruta se frotó directamente contra la cara de desprendimiento
decoloró claramente la capa más externa permaneciendo sobre esa
cara de desprendimiento sobre una amplia zona, siendo fácil
distinguir aristas de corte usadas.
Usando el inserto de corte obtenido en el
ejemplo comparativo 2 se obtuvieron resultados aproximadamente
comparable a los del ejemplo 1 con respecto a la vida de la arista
de corte y la condición de la superficie acabada sobre la pieza
hasta que se cambió. Sin embargo, debido a que la capa más externa
se eliminó de toda la superficie de la cara de desprendimiento,
toda la superficie presentó un color de superficie negruzco, siendo
difícil distinguir entre aristas de corte usadas y sin usar,
particularmente con iluminación inadecuada en un sitio operativo de
trabajo de corte. Además, con el inserto de corte en el ejemplo
comparativo 1, cuya superficie entera permaneció cubierta con la
capa más externa, y con el inserto de corte en el ejemplo
comparativo 4, en el que gran parte de la capa más externa
permaneció sobre la cara de incidencia y la porción de la arista de
corte del lado de la cara de incidencia, inmediatamente después de
empezar el corte o dentro de un corto tiempo pronto en el corte,
aunque sustancialmente todavía no se había producido el desgaste
del flanco, la superficie acabada de la pieza tenía un aspecto mate
debido al desgaste por fricción como la mostrada en la fig. 20,
siendo necesario detener el corte.
En el ejemplo comparativo 3 en el que la capa
más externa se eliminó de la cara de desprendimiento y la región
de líneas de aristas de intersección en la que está formada la
arista de corte, aunque se obtuvieron mejores resultados que en el
ejemplo comparativo 1 que usó un inserto de corte con recubrimiento
de superficie sin tratar, cuando el desgaste del flanco alcanzó la
propia cara de incidencia de la porción de la arista de corte del
lado de la cara de incidencia, la superficie acabada de la pieza
presentó un aspecto mate debido al desgaste por fricción, momento
en el que tuvo que detenerse el corte. Además, en estos ejemplos
comparativos 3 y 4, la capa más externa permaneció sobre la cara de
incidencia, pero la cara de desprendimiento presentó un color de la
superficie que era el color negruzco de la capa intermedia, siendo
difícil distinguir sin una observación minuciosa aristas de corte
que habían sido
usadas.
usadas.
Con los insertos de corte de los ejemplos
comparativos 5 y 6 que se pulieron con una piedra de afilar
elástica o un cepillo que contenía un abrasivo, los resultados
fueron sustancialmente los mismos que en el ejemplo comparativo 3.
Sin embargo, la capa más externa no se eliminó suficientemente de
la porción de la arista de corte del lado de la cara de incidencia
y, como se observó anteriormente, se produjeron arañazos de pulido
en áreas tratadas. De ahí que, incluso en comparación con el
ejemplo comparativo 3, desde el inicio del corte, la superficie
mecanizada de la pieza presentó una superficie acabada algo mate.
Además, con el aumento del desgaste del flanco, la superficie
acabada empeoró notablemente, como resultado de lo cual el corte
tuvo que detenerse. Las aristas de corte usadas en estos ejemplos
comparativos 5 y 6 fueron fáciles de identificar. Debido al efecto
del pulido con una piedra de afilar elástica o un cepillo, la cara
de desprendimiento presentó lustre, pero tenía un color de
superficie amarillo oscuro, siendo las aristas de corte usadas
menos fáciles de identificar que en el ejemplo 1.
A continuación, un cuerpo de inserto de tipo
CNMG120408 se formó similarmente de carburo cementado basado en
carburo de tungsteno de calidad P10. Se aplicó rectificado curvo de
tipo cascada de agua con una piedra de afilar elástica a la región
de líneas de aristas de intersección hasta un ancho de 0,05 mm
medido desde el lado de la cara de desprendimiento y hasta un ancho
de 0,03 mm medido desde el lado de la cara de incidencia. De esta
forma se fabricaron siete tipos de cuerpo de inserto. Las
superficies de cuatro tipos de cuerpos de inserto se recubrieron
respectivamente con una capa base, una capa intermedia y una capa
más externa, como se muestra a continuación en la tabla 5. Las
superficies de tres tipos de cuerpos de inserto se recubrieron
respectivamente con una capa base, una capa intermedia y una capa
más externa, como se muestra a continuación en la tabla 6. De
éstos, los cuerpos de inserto recubiertos en la tabla 5 tenían un
color crema brillante en la superficie y los cuerpos de inserto
recubiertos en la tabla 6 tenían un color amarillo brillante.
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Los insertos de corte que se recubrieron en la
superficie de esta forma se sujetaron entre un par de árboles
giratorios de manera que pudieran girar alrededor del eje de los
árboles y se sometieron a tratamiento de granallado en húmedo a una
presión de propulsión de 0,2 MPa de una pistola de granallado,
usando un fluido abrasivo preparado mezclando partículas de alúmina
que tenían un tamaño de partícula de 60 a 100 \mum como abrasivo
de granallado con agua a un contenido de abrasivo en el fluido del
20% en peso. Uno de estos insertos de corte que se había recubierto
en las condiciones en la tabla 5 se granalló en húmedo con dos
pistolas de granallado desde cualquier lado del eje a un ángulo de
propulsión para el fluido abrasivo de 90º con respecto al eje, como
se muestra en la fig. 4. El color de la superficie después del
granallado en húmedo, el estado de la eliminación de la capa más
externa y la rugosidad superficial de la cara de incidencia se
muestran en la tabla 7 como el ejemplo 2.
Se aplicó tratamiento de granallado en húmedo a
dos tipos de insertos de corte a cada uno de los cuales se les
había aplicado los recubrimientos superficiales en la tablas 5 y 6
mientras que se que cubrieron parcial o completamente sobre las
caras rómbicas en las que están formadas las caras de
desprendimiento montando los elementos de cubrimiento hechos de un
caucho de uretano duro mostrado como E a H en la tabla 8 sobre los
extremos delanteros de ambos árboles giratorios. Como se muestra en
la fig. 7, el fluido abrasivo se propulsó de los dos lados del par
de caras rómbicas sobre el cuerpo de inserto a ángulos agudos de
45º con respecto al eje de los árboles giratorios. Los estados de
las superficies de estos insertos de corte respectivos se muestran
como los ejemplos 3 a 6 en la tabla 7. El fluido abrasivo y la
presión de propulsión fueron iguales que en el ejemplo 2. La tabla
7 también muestra, como ejemplos comparativos 7 y 8, los estados de
las superficies para los insertos de corte que no se sometieron al
tratamiento de granallado en húmedo.
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Los insertos de corte obtenidos en los ejemplos
2 a 6 y los ejemplos comparativos 7 y 8 se usaron para llevar a
cabo el mecanizado torneando piezas bajo las mismas condiciones de
corte. Se evaluaron el tiempo de corte real hasta que se cambió la
arista de corte en ese momento, la razón para cambiar la arista de
corte, el ancho del desgaste del flanco cuando la arista de corte
se cambió, la condición de la superficie mecanizada (superficie
acabada) sobre la pieza y la facilidad para distinguir si una
arista de corte está usada o sin usar. A continuación se muestran
los resultados en la tabla 9. El corte se llevó a cabo con
refrigerante bajo las siguientes condiciones: el material de
trabajo era acero inoxidable (JIS SUS316L), la velocidad de corte
era 200 m/min, la velocidad de alimentación era 0-15
mm/rev y la profundidad de corte era 1,5 mm. La evaluación se basó
en los mismos criterios que los resultados en la tabla 4.
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Los resultados en la tabla 9 muestran que, con
todos los insertos de corte en los ejemplos 2 a 6 según la
presente invención, las superficies mecanizadas tenían una
superficie con buen acabado que tenía brillo, y los tiempos de
corte eran enormemente largos en comparación con los insertos de
corte en los ejemplos comparativos 7 y 8. Sin embargo, en los
ejemplos 2 a 4 se encontró un ligero emborronamiento del material
de la pieza que se había producido sobre la región de la cara de
desprendimiento dentro de aproximadamente 0,5 mm a partir del
límite de la región de líneas de aristas de intersección y la cara
de desprendimiento y también, particularmente en el ejemplo 2,
sobre la porción de la arista de corte del lado de la cara de
desprendimiento. Debido a la posibilidad de que esto aumentara,
llevando a la formación de virutas en la arista de corte, el corte
se detuvo en el tiempo de corte indicado en la tabla. Por el
contrario, en los ejemplos 5 y 6, debido a que no se produjo tal
emborronamiento, el corte de detuvo cuando el ancho del desgaste
del flanco alcanzó 0,3 mm. En esta forma, la región sobre la que se
produce el emborronamiento se diferencia según el tipo de material
de la pieza y las condiciones de corte. Por tanto, parece
deseable, según las condiciones en cada caso particular, eliminar
la capa más externa sobre toda la porción de las líneas de aristas
de intersección y también sobre una zona en la distancia a partir
del límite anteriormente descrito de hasta 2,0 mm.
A continuación, la capa base, la capa intermedia
y la capa más externa mostradas a continuación en la tabla 10 se
aplicaron mediante deposición química de vapor a la superficie de
un cuerpo de inserto hecho de carburo cementado basado en carburo
de tungsteno de calidad P20. A continuación, como en los ejemplos 3
a 6 anteriores, el granallado en húmedo se aplicó posteriormente
bajo las mismas condiciones usando elementos de cubrimiento,
fabricándose así insertos de corte con recubrimiento de superficie
de la misma forma, dimensiones y estado de la eliminación de la
capa más externa como se muestran en las fig. 9(b) a
13(b). Cuando se llevó a cabo el mecanizado que tuvo en
cuenta las formas y dimensiones de los insertos de corte
respectivos, se confirmaron efectos ventajosos similares a los de
en los ejemplos 2 a 6 anteriores.
En estos casos, la región de líneas de aristas
de intersección se rectificó en redondo a un radio de 0,06 mm con
un cepillo que contenía abrasivo. El cuerpo de inserto antes del
tratamiento de granallado en húmedo tenía una superficie de color
dorado claro con brillo. Por tanto, los elementos de cubrimiento se
ajustaron a la forma y dimensiones de la capa más externa para
permanecer sobre la cara poligonal en las fig. 9(b) a 13
(b). En este caso, los rompevirutas en los insertos de corte
mostrados en las fig. 11 a 13, todos hechos por Mitsubishi
Materials Corporation, fueron un rompedor MA (fig. 11), un rompedor
MV (fig. 12) y un rompedor GH (fig. 13).
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Además de éstos se hizo un cuerpo de inserto que
tenía la misma forma, dimensiones y rompevirutas que el mostrado
en la fig. 11(a) de carburo cementado basado en carburo de
tungsteno de calidad P20. Se aplicó rectificado curvo de tipo
cascada de agua hasta un ancho medido desde el lado de la cara de
desprendimiento de 0,07 mm y hasta un ancho medido desde el lado de
la cara de incidencia de 0,04 mm, y luego la superficie de este
cuerpo de inserto se recubrió con la capa base, la capa intermedia
y la capa más externa mostradas a continuación en la tabla 11.
Entonces, a este inserto de corte con recubrimiento de superficie
se le aplicó tratamiento de granallado en húmedo a un ángulo de
propulsión de 90º basado en el procedimiento de fabricación
mostrado en la fig. 4 y usando las condiciones I a L mostradas en
la tabla 12 como condiciones de tratamiento (contenido de abrasivo
y presión de propulsión del fluido abrasivo), fabricándose así
cuatro tipos de insertos de corte con recubrimiento de superficie.
El abrasivo estaba compuesto por partículas de alúmina que tenían
un tamaño de partícula de 30 a 60 \mum. Estos cuatro tipos de
inserto de corte fueron los ejemplos 7 a 9 y el ejemplo comparativo
9. Además, en el ejemplo comparativo 10 se preparó un inserto de
corte que no se sometió a tratamiento de granallado en húmedo. Los
estados de las superficies de cada uno de estos insertos se
muestran en la tabla 13. En el ejemplo comparativo 9 se usó el
procedimiento de fabricación de la presente invención para obtener
el inserto de corte, pero el grado de eliminación de la capa más
externa en la cara de incidencia y la porción de la arista de corte
del lado de la cara de incidencia fue aproximadamente el 50%, así
que principalmente no se expuso la capa intermedia.
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A continuación, los insertos de corte obtenidos
en los ejemplos 7 a 9 y en los ejemplos comparativos 9 y 10 se
usaron para mecanizar (tornear) piezas. Los resultados se evaluaron
basándose en los mismos criterios que en la tabla 4, y se muestran
en la tabla 14. El corte se llevó a cabo con refrigerante bajo las
siguientes condiciones: el material de trabajo era acero para
rodamientos (JIS SUJ2), la velocidad de corte era 300 m/min, la
velocidad de alimentación era 0,15 mm/rev y la profundidad del
corte era 1,5 mm.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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De éstos, en los insertos de corte en los
ejemplos 8 y 9 y el ejemplo comparativo 9, la capa más externa
sobre la cara de incidencia y la porción de la arista de corte del
lado de la cara de incidencia se corroyó hasta un pequeño espesor
mediante granallado en húmedo, pero no se eliminó completamente. Sin
embargo, de los resultados en la tabla 14 es evidente que, si la
capa más externa se elimina de al menos el 70% del área de la
superficie en estas áreas, se logran efectos ventajosos similares a
los obtenidos en los otros ejemplos de la presente invención. Por
otra parte, si la capa más externa sólo se elimina de
aproximadamente el 50% del área de la superficie como en el ejemplo
comparativo 9, estos efectos ventajosos no se logran.
Anteriormente se han descrito algunas
realizaciones preferidas de la presente invención, aunque estas
realizaciones deben considerarse en todos los respectos como
ilustrativas y no limitantes. Aquellos expertos en la materia
apreciarán que son posibles diversas adiciones, omisiones,
sustituciones y otras modificaciones sin apartarse del alcance de
la presente invención como se desvela en las reivindicaciones
adjuntas. La presente invención no está limitada por la explicación
anteriormente descrita, sino que sólo está limitada por el alcance
de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (19)
1. Un inserto de corte con recubrimiento de
superficie que comprende:
un cuerpo de inserto (11) que tiene un sustrato
de carburo cementado basado en carburo de tungsteno, cermet basado
en carbonitruro de titanio o cerámicos; y
una capa base (18), una capa intermedia (19) y
una capa más externa (20) que se proporcionan sobre una superficie
del cuerpo de inserto, en orden desde el lado del cuerpo de
inserto;
en el que una arista de corte (16) está formada
en una región de líneas de aristas de intersección (15) en la que
se cruzan una cara de desprendimiento (13) y una cara de incidencia
(14) del cuerpo de inserto,
la capa base y la capa más externa están hechas
de una única capa o dos o más capas formadas por carburos,
nitruros, óxidos o boruros de uno seleccionado del grupo que está
constituido por metales del grupo IVa, metales del grupo Va,
metales del grupo VIa, de la tabla periódica, aluminio y silicio, o
compuestos complejos de los mismos, y la capa intermedia está
formada principalmente por Al_{2}O_{3}, caracterizado
porque:
la capa más externa se elimina de manera que
queda principalmente la capa intermedia expuesta sobre parte de la
superficie del cuerpo de inserto, que incluye al menos la cara de
incidencia y una porción de la arista de corte del lado de la cara
de incidencia (15a) de la región de líneas de aristas de
intersección que está conectada a la cara de incidencia, quedando
la capa más externa sobre al menos parte de la cara de
desprendimiento dentro de un límite (Q) con la región de líneas de
aristas de intersección, en el que la capa más externa se elimina
mediante granallado en húmedo.
2. El inserto de corte con recubrimiento de
superficie según la reivindicación 1, en el que la capa más externa
se elimina de manera que queda principalmente la capa intermedia
expuesta sobre la cara de incidencia y toda la región de líneas de
aristas de intersección.
3. El inserto de corte con recubrimiento de
superficie según la reivindicación 1, en el que la capa más externa
se elimina de manera que queda principalmente la capa intermedia
expuesta desde la cara de incidencia hasta una zona dentro de la
cara de desprendimiento a partir del límite entre la región de
líneas de aristas de intersección y la cara de desprendimiento.
4. El inserto de corte con recubrimiento de
superficie según la reivindicación 3, en el que la capa más externa
se elimina de manera que queda principalmente la capa intermedia
expuesta dentro de una zona de hasta 2 mm dentro de la cara de
desprendimiento a partir del límite entre la región de líneas de
aristas de intersección y la cara de desprendimiento.
5. El inserto de corte con recubrimiento de
superficie según una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 4, en
el que la capa intermedia que queda principalmente expuesta sobre
la cara de incidencia tiene una rugosidad superficial, expresada
como la rugosidad media aritmética Ra a un valor de corte de 0,08
mm, de 0,3 \mum o menos.
6. El inserto de corte con recubrimiento de
superficie según una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 5, en
el que la capa base o la capa más externa o ambas tienen una única
capa o dos o más capas formadas por carburos, nitruros, óxidos o
boruros de uno seleccionado del grupo que está constituido por Ti,
Zr, Hf y Cr, que son metales del grupo IVa, metales del grupo Va y
metales del grupo VIa de la tabla periódica, y aluminio y silicio,
o compuestos complejos de los mismos.
7. El inserto de corte con recubrimiento de
superficie según una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 6, en
el que la capa intermedia es una capa que incluye Al_{2}O_{3} a
un contenido del 80% en volumen o más.
8. El inserto de corte con recubrimiento de
superficie según una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 7, en
el que en la cara de incidencia y en la porción de la arista de
corte del lado de la cara de incidencia, la capa intermedia expone
el 70% o más del área de la superficie.
9. Un procedimiento para fabricar un inserto de
corte con recubrimiento de superficie, que comprende: formar una
arista de corte (16) en una región de líneas de aristas de
intersección (15) en la que se cruzan una cara de desprendimiento
(13) y una cara de incidencia (14) sobre un cuerpo de inserto (11)
que tiene un sustrato de carburo cementado basado en carburo de
tungsteno, cermet basado en carbonitruro de titanio o
cerámicos;
recubrir una superficie del cuerpo de inserto
con, en orden desde el lado del cuerpo de inserto, una capa base
(18), una capa intermedia (19) y una capa más externa (20) de forma
que la capa base y la capa más externa están formadas por carburos,
nitruros, óxidos o boruros de uno seleccionado del grupo que está
constituido por metales del grupo IVa, metales del grupo Va,
metales del grupo VIa, de la tabla periódica, aluminio y silicio, o
compuestos complejos de los mismos, y la capa intermedia está
formada principalmente por Al_{2}O_{3}; y caracterizado
luego por
eliminar la capa más externa de manera que queda
principalmente la capa intermedia expuesta sobre parte de la
superficie del cuerpo de inserto, que incluye al menos la cara de
incidencia y al menos una porción de la arista de corte del lado de
la cara de incidencia (15a) de la región de líneas de aristas de
intersección que está conectada a la cara de incidencia, pero
excluyendo al menos parte de la cara de desprendimiento dentro de
un límite (Q) con la región de líneas de aristas de intersección, en
el que la capa más externa se elimina mediante granallado en
húmedo.
10. El procedimiento para fabricar un inserto de
corte con recubrimiento de superficie según la reivindicación 9, en
el que la capa más externa se elimina de manera que queda
principalmente la capa intermedia expuesta sobre la cara de
incidencia y toda la región de líneas de aristas de
intersección.
11. El procedimiento para fabricar un inserto de
corte con recubrimiento de superficie según la reivindicación 9, en
el que la capa más externa se elimina de manera que queda
principalmente la capa intermedia expuesta desde la cara de
incidencia hasta una zona dentro de la cara de desprendimiento a
partir del límite entre la región de líneas de aristas de
intersección y la cara de desprendimiento.
12. El procedimiento para fabricar un inserto de
corte con recubrimiento de superficie según la reivindicación 11,
en el que la capa más externa se elimina de manera que queda
principalmente la capa intermedia expuesta dentro de una zona de
hasta 2 mm dentro de la cara de desprendimiento a partir del límite
entre la región de líneas de aristas de intersección y la cara de
desprendimiento.
13. El procedimiento para fabricar un inserto de
corte con recubrimiento de superficie según una cualquiera de las
reivindicaciones 9 - 12, en el que la capa intermedia que queda
principalmente expuesta sobre la cara de incidencia se prepara para
que tenga una rugosidad superficial, expresada como la rugosidad
media aritmética Ra a un valor de corte de 0,08 mm, de 0,3 \mum o
menos.
14. El procedimiento para fabricar un inserto de
corte con recubrimiento de superficie según una cualquiera de las
reivindicaciones 9 - 13, en el que la capa intermedia se prepara
para que sea una capa que incluye Al_{2}O_{3} a un contenido
del 80% en volumen o más.
15. El procedimiento para fabricar un inserto de
corte con recubrimiento de superficie según una cualquiera de las
reivindicaciones 9 - 14, en el que en la cara de incidencia y en la
porción de la arista de corte del lado de la cara de incidencia, la
capa intermedia se prepara para que exponga el 70% o más del área
de la superficie.
16. El procedimiento para fabricar un inserto de
corte con recubrimiento de superficie según una cualquiera de las
reivindicaciones 9 a 15, en el que el procedimiento comprende
además enganchar y sujetar el cuerpo de inserto, entre un lado del
mismo en el que está formada la cara de desprendimiento y un lado
opuesto al mismo, con un par de árboles giratorios (21) que giran
alrededor de un eje (O), y llevar a cabo el granallado en húmedo
propulsando fluido abrasivo (G) contra la superficie del cuerpo de
inserto con una pistola de granallado (22) mientras que gira el
cuerpo de inserto.
17. El procedimiento para fabricar un inserto de
corte con recubrimiento de superficie según la reivindicación 16,
en el que el procedimiento comprende además llevar a cabo el
granallado en húmedo propulsando un fluido abrasivo contra la
superficie del cuerpo de inserto con la pistola de granallado a un
ángulo de propulsión de 10 a 90º respecto al eje de los árboles
giratorios.
18. El procedimiento para fabricar un inserto de
corte con recubrimiento de superficie según la reivindicación 17,
en el que el procedimiento comprende además llevar a cabo el
granallado en húmedo propulsando un fluido abrasivo contra la
superficie del cuerpo de inserto con la pistola de granallado a un
ángulo de propulsión de 30 a 90º respecto al eje de los árboles
giratorios.
19. El procedimiento para fabricar un inserto de
corte con recubrimiento de superficie según una cualquiera de las
reivindicaciones 16 - 18, en el que el procedimiento comprende
además unir elementos de cubrimiento (25) a al menos uno del par de
árboles giratorios que se enganchan entremedias del cuerpo de
inserto y llevar a cabo el granallado en húmedo mientras se cubre
la parte de la cara de desprendimiento.
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