Consejos para optimizar el mecanizado del acero inoxidable

Pregunta de un lector: 

Nuestro taller ha pasado de mecanizar exclusivamente aluminio a trabajar con una amplia gama de materiales. Algunos los hemos resuelto pronto, pero el acero inoxidable parece ser el que más nos cuesta manejar.

¿Puede darnos algún consejo para gestionar el desgaste de las herramientas en acero inoxidable?

Respuesta de Miller:

Sus dificultades son comprensibles. En mi opinión, de todos los materiales a los que nos enfrentamos como operarios, el acero inoxidable es el más difícil de entender.

Entendiendo las diferentes aleaciones de acero inoxidable

Los materiales no férreos son fáciles de mecanizar, mientras que los hierros y los aceros al carbono son, como mínimo, predecibles. Las superaleaciones son muy difíciles, pero en comparación, el portafolio de materiales bajo este paraguas es mucho menor, por lo que hay menos que resolver, y se sabe que será difícil.

El acero inoxidable tiene la particularidad de contar con una amplia gama de aleaciones, pero también de ser muy sensible a la transformación de esa aleación. Esto significa que el acero inoxidable como género puede describirse de forma única como blando o superduro, al mecanizado como libre o gomoso, así como barato o caro.

Debido a esta diversidad de géneros, lo más importante cuando se intenta saber cómo manejar el acero inoxidable es asegurarse de ser muy específico a la hora de hablar de él. A menudo, los operarios simplifican el acero inoxidable como de un tipo singular (304, 416, etc.) sin comprender la información más pertinente que necesitan, o que su proveedor de herramientas necesita para ayudarles.

Para resolver el problema de la discusión, se puede simplificar a clasificación, características especiales, tipo de formado y dureza.

La clasificación es simplemente el nombre de la aleación, y nos da información general. Por ejemplo, 304, 416, 17-4, etc. También se utilizan términos como austenítico, martensítico, ferrítico, endurecido por precipitación y dúplex. Estos términos van de los más fáciles de mecanizar a los más duros, respectivamente, y se refieren a la familia de aleaciones basadas en ellos.

Las características especiales son las letras que aparecen después del número de aleación. 304 “L” y 316 “L”, por ejemplo, son versiones bajas en carbono de la misma aleación base, mientras que “H” sería alta en carbono. Algunas aleaciones tienen azufre añadido para permitirle rompevirutas más eficientes. Por lo tanto, si se tiene una recomendación de base a partir de una tabla de velocidad y avance para un determinado material, se pueden utilizar estas características especiales para ajustarla.

Después de establecer la aleación, el tipo de formado es el aspecto más importante —y el que más se pasa por alto— cuando se habla de acero inoxidable. El problema de ignorar el tipo de formado es que una aleación como el 316 puede ser recocida (tratamiento térmico para restablecer el material a su dureza base), o se puede forjar (o laminar en frío) y endurecer por deformación hasta más del doble de su dureza original.

Por tanto, no basta con decir “es 316L” y esperar una combinación mágica de velocidades y avances. La solución de corte para algo a 180 Brinell es totalmente diferente que para algo a más de 400.

Por último, la dureza es tan sencilla como el punto anterior. En caso de duda sobre el material, solo hay que buscar la dureza real en la certificación del material y basar en ella las velocidades y avances iniciales.

Un acero inoxidable más blando puede tratarse más como un acero bajo en carbono, y uno más duro tiene muchos paralelismos con el titanio. Es posible que sea necesario realizar algún ajuste adicional si se observa un desgaste prematuro de la herramienta, especialmente astillado y acumulación de filo. Sin embargo, estos problemas son mucho más fáciles de resolver a medida que se perfecciona el proceso, en lugar de tener que romperse la cabeza con unos parámetros de corte iniciales erróneos.

La importancia del uso de refrigerante en el mecanizado de acero inoxidable

Una vez que se habla del acero inoxidable con la mentalidad adecuada, hay que abordar los problemas específicos del proceso que podrían estar obstaculizando el rendimiento o la capacidad de adaptación al acero inoxidable y sus múltiples formas.

En primer lugar, el uso y suministro de refrigerante. Si realiza el mecanizado en seco o con una cantidad mínima de lubricante (MQL), puede continuar con estos procesos, pero tenga en cuenta el nuevo potencial de acumulación de bordes en comparación con los aceros estándar. Si se utiliza refrigerante, debe aplicarse en grandes cantidades.

Una presión y un volumen elevados son imprescindibles con cualquier material que produzca virutas largas, y especialmente cuando esas virutas se consideran pegajosas. Si cree que su refrigerante es inadecuado para la tarea, puede ser el momento de actualizar ese sistema, o en una máquina con refrigerante a través del husillo.

Selección estratégica de herramientas para mecanizado de acero inoxidable

Lo siguiente es explorar sus herramientas. En la mayoría de los casos, las fresas pueden abarcar una gama más amplia de materiales. Las fresas y brocas macizas de acero y acero inoxidable se solapan mucho. Sin embargo, para las herramientas insertadas, ya sean de torneado o fresado, tendrá que abastecerse de insertos específicos para cada material.

Debido a su naturaleza más gomosa, los insertos específicos para acero inoxidable serán ligeramente más afilados para combatir esta situación y reducir las fuerzas de corte en aplicaciones más duras, reduciendo así las vibraciones y protegiendo la máquina a largo plazo.

Aunque puede que no sea técnico, algunos de los dolores de cabeza que puede estar experimentando son de carácter administrativo. Retrasarse en un pedido por culpa de percances en la máquina es un fastidio y hará que el manejo del acero inoxidable resulte más engorroso. Planificar esta nueva aventura con herramientas de repuesto adecuadas será de gran ayuda.

El taller también debe dejar tiempo suficiente para los trabajos al principio, hasta que se asienten los procesos estándar. Por último, asegúrese de que su personal también participa. Cualquier nueva estrategia empresarial requiere tiempo, así que, aunque algunos consideren que las actividades de capacitación suponen tiempo fuera del taller, ese pequeño lapso de tiempo fuera del taller puede acortar la curva de aprendizaje en gran medida.