El carburo cementado, también conocido como carburo metálico o widia, es un material compuesto extremadamente duro y resistente, utilizado principalmente en el mecanizado de materiales difíciles como el acero al carbono y el acero inoxidable.
Este material ha revolucionado la industria del corte y el mecanizado debido a sus propiedades únicas, que permiten un acabado superior y un proceso de mecanizado más rápido en comparación con otras herramientas.
Composición y Proceso de Fabricación
El carburo cementado es un material compuesto de matriz metálica, donde las partículas de carburo actúan como agregado y un aglutinante metálico sirve como matriz.
El proceso de combinación de estas partículas se conoce como sinterización o prensado isostático en caliente (HIP). Durante este proceso, el aglutinante entra en la fase líquida mientras los granos de carburo permanecen en la fase sólida, creando un compuesto con propiedades únicas.
Este proceso permite que el aglutinante metálico compense la fragilidad del carburo, aumentando su resistencia y durabilidad.
El Papel del Tungsteno en el Carburo Cementado
El Carburo de Tungsteno fue el primer tipo de carburo cementado desarrollado en 1927. Este material utiliza partículas de tungsteno unidas por un aglutinante de cobalto metálico.
El tungsteno se destaca por su dureza y alta resistencia al desgaste. Lo que lo convierte en la mejor alternativa para aplicaciones de corte y mecanizado. Aunque puede ser más costoso que otros materiales, su capacidad para soportar altas temperaturas y su durabilidad lo hacen indispensable en muchas industrias.
El wolframio, también conocido como tungsteno, es un elemento químico con el símbolo W y número atómico 74. Se destaca por tener el punto de fusión más alto de todos los metales, característica que lo hace útil en aplicaciones que requieren resistencia a altas temperaturas.
En el contexto del carburo cementado, el carburo de carburo de tungsteno es un compuesto extremadamente duro que se utiliza en la fabricación de herramientas de corte y perforación.
Aplicaciones del Carburo Cementado
- Puntas de Insertos de Corte para metales: Se elaboran puntas de insertos elaboradas con carburo cimentado para asegurar la durabilidad de los insertos de corte fabricados con materiales como el acero.
- Recubrimientos para Insertos: Se pueden utilizar carburos para recubrir un Inserto y aumentar su vida útil como el carburo de titanio (TiC), el nitruro de titanio (TiN), el carbono como diamante (DLC) entre otros.
- Insertos para minería: Los trabajos de minería requieren de herramientas resistentes y duraderas, se utilizan carburos cementados como el carburo de tungsteno para labores de perforación.
- Herramientas de corte para madera: Sus características y resistencia son ideales para la fabricación de herramientas para trabajar el proceso de aserrado y cepillado de la madera.
- Otras aplicaciones son: Componentes de automóviles, herramientas de embutición profunda y bolas para rodamientos.
Datos históricos
El desarrollo del carburo cementado comenzó en Alemania en la década de 1920. Aunque los primeros experimentos con carburo de tungsteno resultaron en productos demasiado frágiles, la adición de cobalto como aglutinante permitió superar este problema.
En 1926, la empresa Krupp lanzó al mercado el carburo sinterizado bajo el nombre de WIDIA, un acrónimo de “Wie Diamant” (como el diamante en alemán), destacando su dureza comparable a la del diamante.
El éxito inicial del carburo de tungsteno llevó a la investigación y desarrollo de otros tipos de carburos cementados, incluyendo aquellos que utilizan otros metales como aglutinantes, como el níquel y el hierro. Estos desarrollos han permitido la crear materiales con propiedades específicas que pueden adaptarse a diferentes aplicaciones industriales.
Innovaciones
Con el tiempo, se han desarrollado nuevos tipos de carburos cementados y recubrimientos para mejorar aún más sus propiedades. Recubrimientos como el TiN (nitruro de titanio) y el DLC (carbono como diamante) aumentan la dureza y la lubricación de las herramientas, prolongando su vida útil y mejorando su rendimiento.
Estos avances continúan impulsando la evolución del carburo cementado, asegurando su importancia aún en la industria moderna.
Además, la investigación en nanomateriales y nuevas tecnologías de fabricación avanzadas como la impresión en 3D están abriendo nuevas posibilidades para el desarrollo de carburos cementados con propiedades mejoradas.
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Por ejemplo, la incorporación de nanopartículas en la matriz de carburo puede aumentar la resistencia y la durabilidad del material. Mientras que las técnicas de fabricación aditiva permiten la creación de formas más complejas que antes eran imposibles de lograr.
Conclusión
El carburo cementado, y en especial el carburo de tungsteno, han transformado la industria del mecanizado y el corte. Su desarrollo a lo largo de las décadas ha permitido avances significativos en la efectividad y precisión del trabajo con materiales duros.
Mientras que la tecnología continúa avanzando, es muy probable que veamos aún más innovaciones en este campo, manteniendo al carburo cementado como un material esencial con distintas aplicaciones industriales.
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