Craterización del filo: causas y control

La craterización es un mecanismo de desgaste predominantemente químico que ocurre en la zona de contacto entre la viruta y la cara de desprendimiento de la herramienta. A diferencia del desgaste en incidencia (flank wear), que se produce por abrasión en el flanco de la herramienta, la craterización es causada por la difusión atómica.

Cuando se alcanzan temperaturas elevadas en la interfaz herramienta-viruta (habitualmente superiores a los 800 °C), los elementos químicos del material de la herramienta (como el carburo de tungsteno) migran hacia la viruta que fluye a gran velocidad. Este proceso erosivo debilita gradualmente la estructura del filo de corte. Si no se controla, el cráter puede expandirse hasta alcanzar el filo principal, provocando una rotura catastrófica de la plaquita.

Mecanismos de desgaste asociados

Es fundamental distinguir la craterización de otros tipos de desgaste para aplicar la medida correctiva adecuada:

• Desgaste abrasivo: Desgaste mecánico por partículas duras en el material de la pieza.
• Desgaste adhesivo: Formación de filo de aportación (BUE, Built-Up Edge) por soldadura en frío.
• Deformación plástica: Reblandecimiento térmico del material de la herramienta.
• Desgaste en entalla: Deterioro localizado en la línea de profundidad de corte.

La evaluación del desgaste de la herramienta debe realizarse siguiendo criterios normalizados para garantizar la calidad y repetibilidad del proceso. Según la norma ISO 3685, que establece las condiciones de ensayo de la vida útil de las herramientas de corte, existen parámetros específicos para cuantificar este deterioro.

Mientras que el desgaste de flanco se mide mediante el valor VB (ancho de la banda de desgaste), la craterización se evalúa mediante la profundidad del cráter (KT). En entornos industriales, una herramienta se considera al final de su vida útil cuando el desgaste de flanco promedio (VB medio) alcanza los 0,3 mm o el VB max llega a los 0,6 mm, aunque la presencia de un cráter profundo puede obligar a un cambio prematuro para evitar roturas.

Para minimizar la craterización, los ingenieros de procesos deben ajustar los parámetros de corte y seleccionar las herramientas adecuadas. Empresas como Izadi Mecanizados aplican estas estrategias en sus procesos de mecanizado de alta precisión para maximizar la eficiencia operativa.

Parámetros de corte recomendados

1. Reducción de la velocidad de corte (Vc): Dado que la difusión es un proceso activado térmicamente, una menor velocidad de corte reduce la temperatura en la zona de contacto.
2. Ajuste del avance (f): Un avance más ligero reduce la intensidad del contacto entre la viruta y la cara de desprendimiento.
3. Geometría de corte: Utilizar geometrías más positivas reduce las fuerzas de corte y ayuda a dirigir la viruta lejos de la cara de desprendimiento, disminuyendo la zona de fricción crítica.

Selección de materiales y recubrimientos

La elección de la calidad del metal duro es determinante. Las plaquitas con recubrimientos de óxido de aluminio (Al2O3) son altamente efectivas contra la craterización, ya que actúan como una barrera térmica y química que impide la difusión de los elementos del sustrato hacia la viruta.

El control del desgaste no solo es una cuestión de eficiencia, sino de cumplimiento normativo. En España, el mecanizado industrial debe alinearse con las exigencias de calidad y sostenibilidad. La norma ISO 13399 proporciona un lenguaje común para la definición de los parámetros de las herramientas de corte, facilitando la gestión de datos en sistemas de fabricación asistida por ordenador (CAM).

Asimismo, al mecanizar componentes críticos, es indispensable respetar las tolerancias dimensionales definidas en la norma ISO 2768, que regula las tolerancias generales para dimensiones lineales y angulares. Un filo craterizado compromete la estabilidad del proceso, lo que puede resultar en piezas fuera de tolerancia, aumentando el índice de rechazos y contraviniendo los objetivos de eficiencia de recursos establecidos en legislaciones como la Ley 7/2022 de residuos y suelos contaminados para una economía circular, al generar un mayor desperdicio de material.

• ISO 3685: Tool-life testing with single-point turning tools^[1]
• UNE-EN ISO 13399: Sistemas de representación y comunicación de datos de herramientas de corte^[2]
• Sandvik Coromant: Guía de mecanismos de desgaste de herramientas^[3]
• Ceratizit: Análisis de tipos de desgaste y soluciones^[4]