Celebrando 100 años de carburo cementado

¿Sabía que en 2023 se cumplen 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 . ¿Qué podrían hacer 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 de Hierro, etc. Etiquetar estos períodos en función de los materiales de las herramientas demuestra cuán integrales fueron 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 cruciales para mantener nuestro mundo en funcionamiento hoy en día.

Primeros pasosEl desarrollo de laprimer acero comercial La aleación a menudo se acredita 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, lo que condujo al uso de aceros para herramientas. A principios de la década de 1900, la formación y el mecanizado de metales seguía siendo una gran habilidad; 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 que comenzaba a despegar, se hizo evidente que el acero para herramientas no podría mantenerse al día. Su limitada resistencia al calor resultó en el ablandamiento a temperaturas más altas, particularmente en la interfaz cortador-pieza de trabajo, lo que dificulta el corte a alta velocidad.

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

Introducción al carburo cementado El éxito del acero rápido llevó a la industria a desarrollarse aún más, lo que resultó en la invención del carburo cementado. Las partículas finas de carburo se cementan en un compuesto con un aglutinante de metal 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, jefe de I+D de Osram en ese momento, presentó la primera patente, "Gesinterte harte Metallegierung und Verfahren zu ihrer Herstellung" (DE420689). Originalmente, el material estaba destinado a troqueles de trefilado en la industria de las bombillas, pero más tarde se desarrolló y probó el carburo cementado para herramientas de corte. Como tal, se presentó en una exposición en Leipzig en 1927.

De la misma manera que la introducción del acero de alta velocidad revolucionó el mercado de la fabricación, 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 metal duro. La marca Sandvik Coromant se estableció en 1942 con el único objetivo de ofrecer herramientas de corte modernas que utilicen carburo cementado como base. Las primeras herramientas de metal duro para corte de metal de Sandvik Coromant se fabricaron al año siguiente, en 1943, y, a medida que despegaba la industrialización en las décadas de 1950 y 1960, la demanda siguió creciendo.

En 1969, Sandvik Coromant se convirtió en el primero en ofrecer plaquitas de metal duro con revestimiento cerámico. El "Recubrimiento Gamma" de cerámica mejoró enormemente la resistencia al desgaste y al calor de las herramientas, aumentando el rendimiento de corte de metales hasta en un 50%. Sandvik Coromant continuó desarrollando su oferta de metal duro, desarrollando nuevas calidades y brocas para una variedad de industrias, y su calidad de metal duro 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? Metales como el tungsteno y el cobalto son fundamentales para la producción de carburos cementados, pero estos recursos tienen un suministro limitado. El cobalto, por ejemplo, es un componente común en las baterías de iones de litio, valioso para prolongar la vida útil de la batería. Pero la creciente demanda, combinada con los desafíos de la minería, significa que podríamos ver escasez comotan pronto como 2028.

Para proteger estos recursos finitos, es imperativo que los fabricantes y proveedores desempeñen su papel en el trabajo sostenible. Esto podría ser a través de la reparación y restauración de 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 en material nuevo. Sandvik Coromant ofrece ambos servicios, con su última línea de calidades de torneado de acero que contienen al menos un 40 % de material reciclado. Considerar 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, el objetivo será continuar mejorando y aprovechar al máximo los esquemas 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, siguen desempeñando un papel importante en el mercado general. Está claro que, incluso en su año 100, el carburo cementado sigue siendo un material de herramienta de corte vital para muchas industrias. Pero siempre hay espacio para mejorar y, a medida que las aplicaciones cambian y surgen otras nuevas,Sandvik Coromantsiempre se verá desafiado a encontrar nuevas y mejores soluciones.