Celebrando 100 años de carburo cementado

Jun 21, 2023

¿Sabía que en 2023 se cumplirán 100 años de la invención del carburo cementado? Esta clase de aleaciones, conocida por su capacidad para soportar altas temperaturas y un mecanizado rápido, es la base de muchas máquinas herramienta modernas. El carburo cementado tiene una rica historia, tanto para la industria como paraSandvik Coromant . ¿Cuáles serán los próximos 100 años?¿sostener?

Muchos períodos notables de la historia se caracterizan por el material de la época: la Edad de Piedra, la Edad del Hierro, etc. Etiquetar estos períodos basándose en materiales de herramientas demuestra cuán integrales eran para la sociedad, así como nuestro impulso humano para mejorar constantemente y encontrar mejores métodos. La aplicación y la sofisticación de las herramientas han cambiado significativamente a lo largo de los siglos, pero siguen siendo igualmente cruciales para mantener nuestro mundo en funcionamiento hoy.

Primeros pasosEl desarrollo de laprimer acero comercial La aleación a menudo se atribuye a Robert Forester Mushet, quien descubrió en 1868 que agregar tungsteno al acero aumentaba su dureza, incluso después de enfriarlo con aire. Este hallazgo formó la base del desarrollo de aleaciones, que condujo al uso de aceros para herramientas. A principios del siglo XX, el conformado y mecanizado de metales todavía era en gran medida una habilidad; Los artesanos altamente calificados utilizaron acero para herramientas como material para herramientas de corte.

Pero a medida que la demanda de producción en masa comenzó a aumentar, particularmente con sectores como el automotriz comenzando a despegar, quedó claro que el acero para herramientas no podría seguir el ritmo. Su limitada resistencia al calor provocaba un ablandamiento a temperaturas más altas, particularmente en la interfaz cortador-pieza de trabajo, lo que dificultaba el corte a alta velocidad.

Como resultado, se desarrolló el acero rápido, que contiene más cobalto que el acero para herramientas. El cobalto adicional proporcionó al acero rápido una mayor dureza en caliente, lo que permitió velocidades de corte mucho más altas. Un corte más rápido generó un aumento en la productividad, redujo el costo general del producto y, en última instancia, ayudó a que los vehículos fueran más accesibles y asequibles para el público.

Introduciendo el carburo cementado El éxito del acero rápido llevó a la industria a desarrollarse aún más, lo que dio lugar a la invención del carburo cementado. Las partículas finas de carburo se cementan en un compuesto con un aglutinante metálico para producir carburo cementado. Los carburos más comunes incluyen el carburo de tungsteno (WC), el carburo de titanio (TiC) y el carburo de tantalio (TaC), y el cobalto y el níquel se utilizan a menudo como metales aglutinantes.

El 30 de marzo de 1923, Karl Schröter, entonces director de I+D de Osram, presentó la primera patente, “Gesinterte harte Metallegierung und Verfahren zu ihrer Herstellung” (DE420689). Originalmente, el material estaba destinado a troqueles de embutición en la industria de las bombillas, pero más tarde se desarrolló y probó el carburo cementado para herramientas de corte. Como tal, fue presentado en una exposición en Leipzig en 1927.

De la misma manera que la introducción del acero de alta velocidad revolucionó el mercado manufacturero, la invención del carburo cementado permitió un mecanizado aún más rápido. Velocidades de corte de acero de hasta150 metros por minutose hizo posible, casi cuatro veces más rápido que el acero de alta velocidad.

Fue aquí donde Sandvik comenzó a desarrollar herramientas de carburo cementado. La marca Sandvik Coromant se creó en 1942 con el único objetivo de ofrecer herramientas de corte modernas utilizando carburo cementado como base. Las primeras herramientas de carburo cementado de Sandvik Coromant para corte de metales se fabricaron al año siguiente, en 1943, y, a medida que la industrialización despegó en las décadas de 1950 y 1960, la demanda siguió creciendo.

En 1969, Sandvik Coromant se convirtió en el primero en ofrecer plaquitas de carburo cementado con revestimiento cerámico. El “Recubrimiento Gamma” cerámico mejoró enormemente tanto la resistencia al desgaste como al calor de las herramientas, aumentando el rendimiento de corte de metales hasta en un 50%. Sandvik Coromant continuó desarrollando su oferta de carburo cementado, desarrollando nuevas calidades y brocas para una variedad de industrias, y su calidad de carburo cementado GC 4225 se convirtió en la calidad más vendida del mundo en 2005.

Materiales finitos Pero ¿qué pasa con el futuro de los carburos cementados? Para la producción de carburos cementados son fundamentales metales como el tungsteno y el cobalto, pero estos recursos son limitados. El cobalto, por ejemplo, es un componente común en las baterías de iones de litio, valioso para prolongar su vida útil. Pero la creciente demanda, combinada con los desafíos de la minería, significa que podríamos ver escasez a medida que avanzan.tan pronto como 2028.

Para proteger estos recursos finitos, es imperativo que los fabricantes y proveedores desempeñen su papel en el trabajo sostenible. Esto podría lograrse reparando y restaurando herramientas viejas para darles una segunda o incluso una tercera vida. Las herramientas que son completamente inutilizables se pueden vender a través de programas de recompra, y la chatarra se recicla para convertirla en material nuevo. Sandvik Coromant ofrece ambos servicios y su última línea de calidades para torneado de acero contiene al menos un 40 % de material reciclado. Tener en cuenta el suministro y la sostenibilidad desde el diseño de la herramienta también ayuda a garantizar que solo se utilice la cantidad necesaria de material.

Mirando hacia el futuro La disponibilidad de materias primas será un factor en el futuro de los carburos cementados. En Sandvik Coromant, nuestra prioridad será seguir mejorando y aprovechar al máximo los programas de sostenibilidad. En particular, es probable que el aspecto de clasificación del proceso de reciclaje sea un área clave de desarrollo, ya que sigue siendo un desafío en términos de los recursos energéticos que demanda.

A pesar de los grandes avances en innovación, los materiales de herramientas de corte más antiguos, como el acero de alta velocidad, todavía desempeñan un papel importante en el mercado en general. Está claro que, incluso en su centenario, el carburo cementado sigue siendo un material de herramientas de corte vital para muchas industrias. Pero siempre hay margen de mejora y, a medida que las aplicaciones cambian y surgen otras nuevas,Sandvik CoromantSiempre tendremos el desafío de encontrar nuevas y mejores soluciones.