Los insertos cerámicos son excelentes herramientas para obtener acabados superficiales similares a un espejo en operaciones de torneado. Empecemos definiendo qué son los materiales cermet (compuestos cerámico‑metálicos).

Literalmente, el término se refiere a una combinación de materiales metálicos y cerámicos. La ASTM lo define como un material compuesto heterogéneo formado por un metal o aleación y una o más fases cerámicas, donde la fase cerámica representa aproximadamente entre el 15 % y el 85 % del volumen total.

Se producen mezclando polvos de carburos metálicos (como WC, TiC, etc.) con aglutinantes (como Co, Ni, etc.), seguido de conformado bajo presión y sinterización.

I. Características de los cermet

1. Alta dureza: Los cermets basados en carbonitruro de titanio (TiCN) presentan una dureza superior a la de los carburos cementados basados en carburo de tungsteno (WC). Por ello, suelen ser adecuados para el mecanizado de materiales como hierro fundido, hierro fundido maleable, hierro dúctil, acero al carbono, aceros aleados y aleaciones de titanio.

2. Excelente resistencia al desgaste y a la formación de cráteres: Exhiben tasas de desgaste muy bajas durante operaciones de corte con acero de alta velocidad.

3. Alta resistencia al calor: Las herramientas de corte fabricadas con estos materiales pueden trabajar a temperaturas comprendidas entre 1100 °C y 1300 °C. Permiten velocidades de corte comparables o superiores a las de los carburos basados en WC, alcanzando entre 200 y 400 m/min.

4. Alta resistencia a la oxidación: El TiO₂ formado tras la oxidación del TiC actúa como lubricante; por ello, el nivel de oxidación de los cermets basados en Ti(C,N) es aproximadamente un 10 % inferior al de los carburos cementados basados en WC.

5. Buena estabilidad química: Durante el corte, las herramientas de cermet basadas en TiCN forman finas capas de Mo₂O₃, molibdato de níquel y TiO₂ en la interfaz herramienta‑chip. Incluso a temperaturas de 700–900 °C, la adhesión es mínima y la formación de borde adherido (BUE) resulta poco probable. Esto contribuye a mejorar la calidad superficial de la pieza, permitiendo lograr un acabado similar al espejo.

Esta característica los hace especialmente adecuados para el corte en seco, lo que ayuda a reducir los costos de producción.

2. Selección de las insertos de cermet adecuados

Materiales cermet típicos

Al diseñar procesos de mecanizado, es fundamental elegir correctamente entre los insertos de carburo cementado y los insertos de cermet.

A diferencia del carburo cementado recubierto, el cermet no es adecuado para operaciones de desbaste. Cuando se generan virutas grandes, se producen fluctuaciones significativas en la acción de cizallamiento y en la resistencia al corte; este impacto continuo puede provocar inexactitudes dimensionales y, en última instancia, la rotura de la herramienta.

Además, durante operaciones que implican profundidades de corte elevadas, el impacto de las grandes espirales de viruta contra el flanco de la herramienta agrava el desgaste por entalladura, dañando así la herramienta de cermet. Este tipo de desgaste severo por entalladura es especialmente probable al mecanizar materiales de difícil corte (como aleaciones resistentes al calor a base de níquel, hierro y cobalto).

En consecuencia, las herramientas de cermet suelen ser poco adecuadas para el mecanizado de materiales de difícil corte. Por esta razón, las herramientas de carburo cementado recubierto resultan una opción superior a las de cermet tanto en operaciones de desbaste como en el mecanizado de materiales difíciles de cortar.

La figura anterior compara la vida útil de la herramienta y el volumen de material removido entre el carburo cementado, el carburo cementado recubierto y el cermet durante el torneado del acero al carbono. Es evidente que el corte a alta velocidad ofrece una mayor rentabilidad debido al mayor volumen de material eliminado. Al igual que las herramientas de carburo cementado recubierto por CVD, las herramientas de cermet constituyen opciones altamente rentables para el corte a alta velocidad.

Ejemplos de grados de herramientas

Entre los ejemplos más comunes se encuentran TP1020 y TP1030 de Seco; CT5015 y GC1525 de Sandvik Coromant; KT5020 de Kennametal; e IC20N y IC520N de Iscar.

¿Puede recordar a qué marcas pertenecen los siguientes grados—NX2525, NX3035, NS730, GT720, TN60, CT3000, CN1000, TT9080, TC430 y PV3010—y alguna vez los ha utilizado?