Materiales según la norma ISO

Para el artículo técnico a continuación, utilizaremos como fuente el manual de formación de la empresa Sandvick Coromant.

La norma ISO divide los grupos de materiales estándar en 6 tipos distintos. Cada tipo cuenta con propiedades únicas de acuerdo a la maquinabilidad y las preparaciones que plantean distintas exigencias sobre la herramienta.

materiales de acuerdo a normas ISO

ISO P = Acero

La mayor variedad de tipos distintos de piezas se encuentra probablemente encuadrada en la «P», que abarca distintos sectores industriales. Suelen ser de viruta larga y presentan un lujo de formación de viruta continuo, relativamente uniforme. Las variaciones suelen depender del contenido en carbono.

• Bajo contenido en carbono = material tenaz y pastoso.
• Alto contenido en carbono = material quebradizo.

La fuerza de corte y la potencia necesarias varían muy poco.

¿Qué es el acero?

• El acero es el grupo más amplio del área de mecanizado.
• El acero puede ser no templado o templado y revenido con una dureza de hasta 400 HB.
• El acero es una aleación cuyo componente principal es el hierro (Fe). Se fabrica mediante un proceso de fundición.
• Los aceros no aleados tienen un contenido de carbono inferior al 0,8 % y sólo contienen Fe, pero no otros elementos de aleación.
• Los aceros aleados tienen un contenido de carbono inferior al 1,7% y elementos de aleación como Ni, Cr, Mo, V, W.

Características del mecanizado en ISO P / Acero:

• Material de viruta larga.
• Control de la viruta relativamente fácil y uniforme.
• El acero de bajo contenido en carbono es pastoso y requiere filos agudos.
• Fuerza de corte específica kc:1500–3100 N/mm2.
• La fuerza de corte y la potencia requerida para mecanizar materiales ISO P, permanecen dentro de un margen limitado.

ISO M = Acero Inoxidable

Encuentra gran parte de su aplicación en el sector de procesamiento, bridas, tubos, petróleo y gas, y en el sector farmacéutico. Durante el mecanizado, forma una viruta laminar e irregular porque las fuerzas de corte son más altas que en el acero normal. Existen diversos tipos de acero inoxidable.

La rotura de la viruta varía en función de las propiedades de aleación y del tratamiento térmico, desde virutas fáciles hasta otras que es imposible romper.

¿Qué es el acero Inoxidable?

• Los aceros inoxidables son materiales aleados con un mínimo de un 11–12% de cromo.
• El contenido de carbono suele ser reducido(puede bajar hasta 0.01%).
• Las aleaciones son principalmente de Ni(níquel), Mo (molibdeno) y Ti (titanio).
• La capa de Cr2O3 que se forma en la superficie del acero lo hace resistente a la corrosión.

Características del mecanizado en ISO M / Acero Inoxidable:

• Material de viruta larga.
• El control de la viruta es regular en el ferrítico y llega a ser difícil en el austenítico y en el dúplex.
• Fuerza de corte específica: 1800–2850 N/mm2
• El mecanizado genera elevada fuerzas de corte, filo de aportación y superficies con endurecimiento térmico y mecánico.

ISO K = Fundición

Principalmente se trata de piezas para automotriz, la fabricación de maquinaria y la producción con acero. La formación de viruta de los materiales ISO-K varía desde virutas casi pulverizadas a virutas de largas. La potencia necesaria para mecanizar este grupo de materiales suele ser reducida.

Es importante tener en cuenta que hay una gran diferencia entre la fundición gris (casi polvo) y el acero dúctil que a menudo presenta una rotura de la viruta similar a la del acero.

¿Qué es la fundición?

• Hay 3 tipos principales de fundición: gris (GCI), nodular (NCI) y granito compactado (CGI).
• Se denomina fundición a un compuesto de Fe-C con un contenido relativamente elevado de Si (1–3%).
• El contenido de carbono es superior al 2%, que es la máxima solubilidad del C en la fase austenítica.
• Cr (cromo), Mo (molibdeno) y V (vanadio) forman carburos que incrementan la resistencia y dureza, pero reducen la maquinabilidad.

Características del mecanizado del ISO K / Fundición:

• Material de viruta corta.
• Buen control de la viruta en todas las condiciones.
• Fuerza de corte específica: 790–1350 N/mm2.
• El mecanizado a alta velocidad genera desgaste por abrasión.
• Fuerzas de corte moderadas.

ISO N = Aluminio

La industria aeroespacial,  la aviación y los fabricantes de llantas de aluminio para el sector automotriz se encuentran entre los principales usuarios de este material. A pesar de que necesitan menos potencia por mm3, debido a la elevada velocidad de arranque de viruta, sigue siendo recomendable calcular la potencia máxima necesaria.

¿Qué es un material no ferroso (ej: aluminio)?

• Este grupo contiene metales blandos no ferrosos, con un dureza inferior a 130 HB.
• Las aleaciones de aluminio (Al) con menos de un 22% de silicio (Si) representan la parte más amplia.
• Cobre, bronce, latón, plástico, compuestos como el Kevlar

Características del mecanizado del ISO N / No Ferroso:

• Material de virtuta larga.
• Control de la viruta relativamente fácil, si está aleado.
• El aluminio (Al) es pastoso y requiere filos agudos.
• Fuerza de corte específica: 350–1350 N/mm2.
• La fuerza de corte y la potencia requerida para mecanizar materiales ISO N permanecen dentro de un margen limitado.

ISO S = Super Aleaciones Termo-resistentes

Se trata de materiales de difícil mecanización, dentro de la clasificación «S», se pueden encontrar aplicaciones vinculadas al sector aeroespacial, de turbinas de gas y de generación de energía.
Aunque la gama es amplia, por lo general, están presentes fuerzas de corte elevadas.

¿Qué son las super aleaciones termo-resistentes?

• Las superaleaciones termo-resistentes (HRSA, del inglés Heat Resistant Super Alloys) incluyen un gran número de materiales de alta aleación a base de hierro, níquel, cobalto o titanio.
  GRUPOS:
  – base de Fe: Recocido o con tratamiento en solución, envejecido.
  – base de Ni: Recocido o con tratamiento en solución, envejecido, fundición.
  – base de Co:Recocido o con tratamiento en solución, envejecido, fundición.
  – aleaciones de titanio.
• Propiedades: Mayor contenido de aleación (más Co que Ni), lo cual ofrece mejor resistencia térmica e incrementa la resistencia a la tracción y a la corrosión.

Características del mecanizado del ISO S / Super Aleaciones Termo-resistentes:

• Material de viruta larga.
• Control de la viruta difícil (viruta segmentada).
• Se requiere un ángulo de desprendimiento negativo si se utiliza cerámica y positivo si se utiliza metal duro.
• Fuerza de corte específica: 2400–3100 N/mm2 para HRSA y 1300–1400 N/mm2 para titanio.
• Las fuerzas de corte y la potencia requerida son bastante elevadas.

ISO H = Material Endurecido

Los materiales endurecidos clasificados como «H» se pueden encontrar en gran variedad de sectores, que van desde el automotriz hasta la fabricación de maquinaria o en el segmento de fabricación de moldes y matrices. A menudo presentan una viruta continua, rojo incandescente.

¿Qué es el material endurecido. ej: acero templado?

• El acero templado es el grupo más reducido desde el punto de vista del mecanizado.
• Este grupo incluye acero templado y revenido con una dureza >45–65 HRC.
• Sin embargo, el torneado de piezas duras habitual se encuentra dentro del rango 55–68 HRC.

Características del mecanizado del ISO H / Material Endurecido:

• Material de viruta larga.
• Control de la viruta regular.
• Se requiere un ángulo de desprendimiento negativo.
• Fuerza de corte específica: 2550–4870 N/mm2.
• Las fuerzas de corte y la potencia requerida son bastante elevadas.

Relación entre el material ISO y la viruta en el mecanizado