¿Qué son los Discos Súper Abrasivos?

Además de los discos abrasivos convencionales a base de óxido de aluminio o carburo de silicio usados habitualmente en amoladoras, esmeriladoras, rectificadoras, ingletadoras y otras máquinas eléctricas, la tecnología ha avanzado en la fabricación de discos más resistentes que amplían el espectro de aplicaciones.

Esto ha posibilitado la comercialización de los llamados discos super-abrasivos, cuyo elemento de corte son dos de los materiales más duros y durables que existen en la actualidad: el diamante policristalino (PCD) y el nitruro de boro cúbico (CBN).

Fabricación y funcionamiento de los discos de PCD o CBN

En la fabricación de este tipo de discos, los granos de abrasivo (PCD o CBN) se adhieren a la periferia de un disco metálico (de aluminio, bronce, acero, cerámica o materiales compuestos, dependiendo de los requisitos de resistencia, rigidez y estabilidad dimensional) a profundidades de 6 mm o menos mediante técnicas de metalurgia de polvos. La adhesión metálica puede ser de tres tipos, lo que da lugar a tres tipos distintos de discos super-abrasivos:

• Sinterizada: se realiza a presión y temperatura elevadas.
• Soldadura en plata: se suelda por depresión, se aporta hilo de plata a la soldadura que une los granos abrasivos al disco metálico, por lo que estos quedan firmemente pegados.
• Soldadura láser: es la más segura y precisa. Está realizada con la tecnología más avanzada y requiere una mayor calidad de materiales, tanto de los granos abrasivos como del disco metálico.

Cuando el disco super-abrasivo está en uso, el material de corte tiene una vida útil mucho mayor que la de los discos convencionales y exige menor fuerza por parte del operador. Cuando las piezas de diamante o CBN finalmente se van desgastando, dejan expuestas otras piezas nuevas que proseguirán con la operación de corte o desbaste, por lo que también se trata de una herramienta de auto-afilado.

A pesar de sus características de excepcional dureza, sin embargo, el diamante presenta la desventaja de volverse frágil por encima de los 600 ºC. Por otra parte, por ser básicamente un compuesto de carbono, presenta afinidad con los materiales ferrosos y las aleaciones de níquel. Esta característica hace que los discos diamantados no sean adecuados para su empleo en aceros y sus aleaciones, por lo que su uso abarca, principalmente, el corte y desbaste de materiales como tungsteno, cuarzo, ferrita, grafito, piedras preciosas, carburos, óxidos cerámicos, vidrio, granito, hormigón, materiales reforzados con fibra de vidrio, materiales semiconductores y aleaciones de revestimiento duro.

La brecha dejada por el diamante en el corte de materiales ferrosos fue cubierta por los discos de CBN, que no presentan afinidad con el carbono, y por lo tanto son ideales para el maquinado de  aceros tratados de dureza superior a 50 HRC, aceros difíciles de cortar, aceros templados de alta aleación, de alta velocidad, de herramienta, al cromo, aleaciones basadas en níquel, aceros de polvo metálico y fundiciones aceradas.

Clasificación

De forma similar a los discos abrasivos convencionales, los discos de PCD o CBN también tienen una clasificación universal en base a los mismos parámetros que clasifican los discos convencionales. La figura siguiente muestra la nomenclatura típica de los discos super-abrasivos.

Además, muchos fabricantes ofrecen discos diamantados que se diferencian por su tipo de banda (o “rin”), por su diámetro y por el tipo de corte. Veamos brevemente estas clasificaciones.

a) Tipo de banda

Generalmente, el mercado ofrece tres tipos de banda: continua, segmentada o turbo, que responden a distintas tecnologías usadas para adherir las partículas de diamante a los discos. La velocidad y el acabado de corte dependen del tipo de banda.

b) Diámetro

La profundidad de corte está directamente relacionada con el diámetro del disco (a mayor diámetro mayor profundidad) y este, a su vez, con la velocidad máxima de uso, por lo que la elección del diámetro depende de la máquina en la que se va a usar el disco.

Los diámetros oscilan generalmente entre 10 cm y 35 cm, donde los diámetros más pequeños se usan en herramientas portátiles, y los más grandes en máquinas de banco o cortadoras de hormigón y asfalto.

c) Tipo de corte

Los discos diamantados ofrecidos en el mercado pueden efectuar cortes en húmedo y en seco.

El corte en húmedo es el más recomendado y, para prolongar la vida útil del disco y mantener una temperatura constante durante el corte, emplea agua como lubricante.

El corte en seco se aconseja solamente en casos en que el uso de agua no sea adecuado, por ejemplo, cerca de instalaciones eléctricas o con materiales susceptibles a la humedad. Por lo tanto, como el proceso no emplea lubricante, es necesario detener regularmente el funcionamiento de la máquina para permitir el enfriamiento del disco.

Por lo general, los discos diamantados para corte en seco se pueden usar para corte en húmedo, pero los discos para corte en húmedo no se pueden usar para corte en seco.

En el siguiente video vemos un resumen de estas características que acabamos de detallar.

Aplicaciones

Los discos super-abrasivos también se comercializan en sus formas plana, de centro deprimido y de copa, y podemos resumir sus aplicaciones y características en la tabla que sigue.

Los discos de PCD o CBN deben montarse en máquinas robustas y bien mantenidas, de manera que durante el trabajo no se produzcan vibraciones, las cuales disminuyen la calidad de la superficie esmerilada y acortan la vida útil del disco.

Si el régimen de trabajo es incorrecto, el disco se empasta con las virutas y se desafila. En este caso es necesario eliminar las virutas adheridas y esto puede realizarse con discos de carburo de silicio o de corindón puro blanco, de grados I – L  (blando-medio) y con un tamaño de grano algo más grueso que el del disco super-abrasivo.

En un próximo artículo detallaremos una guía que nos ayudará a elegir el disco super-abrasivo más adecuado para la operación que deseamos realizar y el tipo de material de interés.