Stellite: recargues de cobalto y mecanizado

El Stellite no es una única aleación, sino una marca comercial que define una gama de materiales base cobalto (Co-Cr-W-C). Su estructura metalúrgica consiste en una matriz tenaz de cobalto con partículas de carburos duros (principalmente de cromo y tungsteno) dispersas homogéneamente. Esta composición le confiere una dureza que, dependiendo del grado, oscila habitualmente entre los 38 y 57 HRC (escala Rockwell C), manteniendo sus propiedades mecánicas incluso a temperaturas de hasta 800 °C.

Grados y propiedades principales

La elección del grado de Stellite depende de la aplicación específica:

• Stellite 6: Es el grado más versátil, con un equilibrio óptimo entre resistencia al desgaste, tenacidad y soldabilidad. Es el estándar en vástagos de válvulas y ejes de bombas.
• Stellite 1: Posee un alto contenido en carbono, lo que le otorga una dureza superior y una resistencia extrema a la abrasión, aunque es más frágil y difícil de mecanizar.
• Stellite 21: Destaca por su excelente resistencia a la cavitación y a la corrosión en entornos ácidos, siendo ideal para palas de turbinas.

El recargue consiste en depositar una capa de material de Stellite sobre una pieza metálica base (generalmente aceros soldables o inoxidables) para mejorar sus propiedades superficiales. Este proceso debe realizarse bajo estrictos controles para evitar fisuras o delaminaciones, especialmente en piezas de grandes dimensiones.

Para garantizar la calidad, las empresas deben seguir la normativa internacional UNE-EN ISO 15614-7, que especifica la cualificación de los procedimientos de soldeo para recargues. Asimismo, muchas empresas del sector implementan la norma ISO 3834 para asegurar la calidad en los procesos de soldeo por fusión.

Consideraciones técnicas del recargue

1. Precalentamiento: Es fundamental calentar la pieza base (entre 300 °C y 500 °C) para reducir el gradiente térmico y evitar grietas en el depósito.
2. Dilución: Se debe controlar la penetración del arco para minimizar la mezcla del metal base con el Stellite, lo que alteraría la dureza final del recubrimiento.
3. Enfriamiento: Debe ser lento y controlado, a menudo utilizando mantas térmicas o hornos, para liberar las tensiones residuales.

El mecanizado de piezas recargadas con Stellite representa uno de los mayores retos en el taller de mecanizado debido a la elevada dureza y a la naturaleza abrasiva de los carburos presentes en la aleación.

Estrategias de mecanizado

• Herramientas de corte: El uso de carburo de tungsteno de grano fino o herramientas cerámicas es obligatorio. En muchos casos, el mecanizado convencional es inviable y se debe recurrir al rectificado de precisión.
• Parámetros de corte: Las velocidades de corte suelen ser significativamente más bajas que en aceros estándar, situándose frecuentemente entre 20 y 40 m/min para asegurar una vida útil aceptable de la plaquita.
• Acabado superficial: Para lograr tolerancias dimensionales estrictas (a menudo en el rango de las micras) y una rugosidad superficial baja, el rectificado es el proceso de acabado preferente.

Fuente de datos: Basado en especificaciones técnicas de materiales de aporte (ISO 14700).

El trabajo con aleaciones de cobalto está sujeto a normativas de seguridad laboral, dado que el polvo generado durante el mecanizado o el rectificado puede ser nocivo si se inhala. En España, las empresas deben cumplir con la Ley 7/2022 de residuos y suelos contaminados, así como con las Notas Técnicas de Prevención (NTP) del Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo (INSST) relativas a la soldadura y el mecanizado de metales.

El sector, clasificado bajo códigos CNAE (Clasificación Nacional de Actividades Económicas) como el 25.62 (Torneado y otras actividades de mecanizado), exige una alta especialización. Empresas como Izadi Mecanizados emplean tecnologías avanzadas para asegurar la integridad de las piezas durante estos procesos críticos, garantizando que el recargue cumpla con los estándares de calidad exigidos por sectores como el energético o el petroquímico.

El recargue y posterior mecanizado de Stellite debe ser ejecutado por profesionales cualificados. La falta de control en el precalentamiento o en la selección del material de aporte puede derivar en fallos catastróficos en servicio. Es imperativo que el taller disponga de los equipos de metrología dimensional necesarios para verificar que, tras el proceso de recargue y mecanizado, la pieza mantiene las tolerancias geométricas exigidas por el diseño original.

• International Organization for Standardization (ISO) - Normas de soldadura^[1]
• Asociación Española de Normalización (UNE) - Normativa técnica^[2]
• Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo (INSST) - NTP 494 sobre soldadura^[3]
• Especificaciones técnicas de materiales de aporte según norma ISO 14700^[4]