Metal duro - Todo sobre este material
¿Qué es el metal duro?
El metal duro (también conocido como carburo sólido o carburo de tungsteno (WC)) es uno de los materiales compuestos de ingeniería más exitosos jamás producidos. Su combinación única de resistencia, dureza y tenacidad satisface las aplicaciones más exigentes.
Una característica clave del metal duro es la posibilidad de variar su composición de modo que las propiedades físicas y químicas resultantes garanticen la máxima resistencia al desgaste, la deformación, la fractura, la corrosión y la oxidación. Además, la amplia variedad de formas y tamaños que pueden producirse mediante los modernos procesos de pulvimetalurgia ofrece un enorme margen para diseñar herramientas rentables que den respuesta a muchos de los problemas de desgaste y fallo de componentes que se presentan tanto en entornos industriales como domésticos.
Materiales de ingeniería
Los materiales más utilizados se representan esquemáticamente en función de sus propiedades de dureza y tenacidad: el diamante (PCD) es el más duro de todos, seguido del nitruro de boro cúbico (CBN) y las cerámicas (Al2O3, SiC, SIALON, etc.). Todos los materiales supraduros presentan menor tenacidad y escasa resistencia a la fractura repentina; los metales duros, en cambio, poseen una combinación única de alta dureza y buena tenacidad dentro de un amplio rango, lo que los convierte en el grupo de materiales duros más versátil para aplicaciones de ingeniería y herramientas.
¿Cuál es la propiedad más valiosa del metal duro?
La propiedad más valiosa del metal duro es que ofrece una solución más segura y fiable que la de cualquier otro material conocido ante uno de los problemas más difíciles con los que deben lidiar los ingenieros: la fiabilidad.
La fiabilidad es con frecuencia un problema de desgaste. La resistencia al desgaste es la característica más destacada del metal duro. El metal duro también puede soportar deformación, impacto, cargas elevadas, alta presión, corrosión y altas temperaturas, siendo a menudo el único material capaz de cumplir estos requisitos de forma satisfactoria.
Desde hace mucho tiempo es un hecho bien conocido que el uso del metal duro proporciona una solución óptima en el caso de herramientas para el mecanizado de metales y la perforación de roca. Con el paso de los años, los metales duros han demostrado también su superioridad en un gran número de otras aplicaciones de herramientas e ingeniería.
Desarrollos de Hyperion Materials & Technologies en metal duro
Desde la materia prima hasta sus necesidades específicas, Hyperion Materials & Technologies desarrolla tecnología de metal duro para satisfacer las necesidades de nuestros clientes presentes y futuros. Desde la ingeniería atómica de los límites de grano cristalino hasta el diseño personalizado de una estación de corte rotativo, la investigación y el desarrollo de Hyperion están dedicados a ampliar las fronteras de la tecnología del metal duro. Cada etapa en la fabricación de un componente de metal duro —desde la producción del polvo hasta el acabado— es crucial para garantizar un rendimiento óptimo. En Hyperion, nos enorgullecemos de tener un control total de cada etapa del proceso y de desarrollar procesos de producción propios que mejoran aún más nuestras capacidades tecnológicas.
Nuestra misión es desarrollar nuevos productos y nuevos grados de carburo de metal duro que mejoren las operaciones de nuestros clientes mediante un rendimiento superior y una reducción de costes.
¿Cuáles son los atributos más relevantes del metal duro?
Propiedades eléctricas y magnéticas
¿Cuáles son los tipos y tamaños del metal duro?
Los metales duros son una gama de materiales compuestos formados por partículas de carburo duro unidas entre sí por un aglutinante metálico.
La fase de carburo representa generalmente entre el 70 y el 97 % del peso total del compuesto. Su tamaño de grano oscila entre 0,4 y 10 μm.
El carburo de tungsteno (WC), como fase dura, junto con el cobalto (Co), como fase aglutinante, constituyen la estructura básica del metal duro a partir de la cual se han desarrollado otros tipos. Además de las composiciones directas de carburo de tungsteno y cobalto, el metal duro puede contener proporciones variables de carburo de titanio (TiC), carburo de tántalo (TaC) y carburo de niobio (NbC). Estos carburos son mutuamente solubles y también pueden disolver una elevada proporción de carburo de tungsteno. Asimismo, se producen metales duros en los que la fase aglutinante de cobalto se alea con otros metales, como el hierro (Fe), el cromo (Cr), el níquel (Ni) o el molibdeno (Mo), o con aleaciones de estos elementos, o bien es sustituida completamente por ellos.
El metal duro está compuesto por tres fases individuales. En términos metalúrgicos, la fase de carburo de tungsteno (WC) se denomina fase a (alfa), la fase aglutinante (es decir, Co, Ni, etc.) se denomina fase b (beta), y cualquier otra fase de carburo individual o combinada (TiC, Ta/NbC, etc.) se denomina fase g (gamma). Salvo para aplicaciones de mecanizado de metales, no existe una clasificación internacionalmente aceptada de los metales duros.
Tipos y tamaños:
¿Cómo se fabrica el metal duro?
El proceso de fabricación de metal duro de Hyperion Materials & Technologies comienza con la composición de una mezcla específica de polvo de carburo de tungsteno, diseñada a medida para cada aplicación.
El polvo de carburo de tungsteno se compacta en una forma determinada.
En un horno de sinterización a alta temperatura, la estructura de carburo de tungsteno de la preforma se conforma a temperaturas precisas durante periodos estrictamente definidos. Durante este tratamiento térmico, la preforma de carburo de tungsteno experimenta una contracción de aproximadamente el 50 % en volumen.
El componente de metal duro sinterizado obtiene su acabado final mediante procesos adicionales de rectificado, lapeado y/o pulido.
Hyperion desarrolla continuamente nuevos metales duros. En 2017, Hyperion estableció un nuevo Centro de Investigación y Desarrollo de Carburo (Research & Development), ubicado en el Can Tooling Competence Center de Barcelona. El Centro de I+D cuenta con investigadores centrados en el desarrollo de materiales, productos y tecnologías de proceso de nueva generación. Las innovaciones en metal duro incluyen la adición de materiales únicos para influir en el tamaño de grano, materiales únicos para influir en la dureza y el desarrollo del exclusivo proceso sinter-HIP de Hyperion.
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Herramientas para fabricantes de herramientas
Herramientas de ingeniería
Hyperion Materials & Technologies es un fabricante líder de herramientas de metal duro presentes en aplicaciones y servicios en los ámbitos de la fabricación de envases, la aeronáutica, la automoción, bombas y juntas de estanqueidad, petróleo y gas, conformado de metales, mecanizado de metales y productos de higiene.
Su comercial de Hyperion puede ofrecerle su experiencia en la selección del producto de metal duro más adecuado para resolver sus necesidades.
