Consejos para serrar y seleccionar con éxito discos para materiales no ferrosos

Serrar materiales no ferrosos puede ser un desafío, pero armado con la hoja de sierra de cinta adecuada y un plan para cortar el material, un fabricante puede esperar cortes de alta calidad y hojas duraderas.

Los materiales no ferrosos (aquellos que no contienen una cantidad apreciable de hierro) generalmente se eligen por sus diversas propiedades. En la mayoría de los casos, son livianos, resistentes a la corrosión, altamente conductores y no magnéticos.

Sin embargo, estos materiales presentan su propio conjunto de problemas de corte únicos. Es útil saber de antemano lo que puede encontrar al cortar estos materiales. Ese es el primer paso para descubrir cómo abordar y superar los desafíos del corte de materiales no ferrosos.

La gama de materiales no ferrosos incluye, entre otros, aluminio, cobre, plomo, estaño, titanio y zinc. Las aleaciones de cobre, como el latón y el bronce, también forman parte de esta familia. Dependiendo de su composición, algunos de estos materiales pueden tener varias calidades, por lo que los parámetros y consideraciones de aserrado serán diferentes.

¿Cuáles son algunos de los problemas de aserrado que enfrentan los operadores cuando manejan estos materiales? Tienen que hacer frente a la abrasividad del material, las características gomosas, las tendencias de carga de virutas de la hoja, las capacidades de la garganta de la hoja y el mantenimiento de una velocidad óptima de la hoja.

En general, los materiales blandos como el aluminio y el cobre son más fáciles de mecanizar que los materiales más duros y resistentes como el titanio, pero los materiales blandos pueden resultar más incómodos bajo los dientes de una hoja de sierra.

Los materiales no ferrosos como el aluminio y el latón tienen puntos de fusión bajos en comparación con los metales más duros. Si no se toman las precauciones adecuadas, el calor creado al aserrar puede provocar fácilmente que se cargue aluminio fundido en las gargantas y en los dientes de la hoja, dejándola inútil y vidriada. Además, el operador debe considerar que, si bien puede lograr una velocidad de avance más rápida, debe controlar los factores que influyen en la carga de viruta.

La sobrecarga de las gargantas de los dientes puede causar muchos problemas, como que los dientes se desprendan del respaldo (también conocido como decapado), que la hoja salte en el material y cortes ásperos. Una forma de combatir esto es utilizar una hoja de paso más grueso en lugar de una hoja de dientes finos. Esto permite que las gargantas evacúen las virutas más fácilmente, resistan la compactación y, con suerte, limpien el corte antes de llenarse por completo. Además, el material blando no requiere mucha presión de avance en el proceso de aserrado en comparación con los materiales duros porque los dientes no necesitan mucha presión para enganchar el material.

Al cortar materiales blandos como aluminio y cobre, el mejor enfoque es una presión de avance más baja, una velocidad de avance más alta y una velocidad de hoja mucho más alta. Esto permitirá una buena penetración de la hoja y una eliminación oportuna de las virutas.

Una cosa más a considerar es que si bien los metales blandos son más fáciles de mecanizar, puede ser más difícil lograr un acabado deseable si se considera la mecánica real a nivel micro del material que se separa del diente de sierra. Elegir la hoja incorrecta, es decir, una sin inclinación positiva, puede comprimir la microestructura del material, haciéndolo más duro al cortarlo. Los materiales más blandos pueden parecer más fáciles de cortar, pero es importante tener el mismo cuidado al cortarlos para no producir desechos ni arruinar la hoja de la sierra de cinta.

Los materiales estructurales no ferrosos, como los tubos de cobre o las formas de aluminio, agravan este problema, ya que no solo sufren los problemas de corte no ferrosos estándar, sino que los cortes interrumpidos que se producen cuando los dientes entran y salen del material pueden dañar la hoja. (Puede resultar difícil encontrar el paso de dientes perfecto al aserrar estos materiales porque los dientes pasan de secciones transversales más grandes a secciones más pequeñas durante el proceso de corte). Como ocurre con todos los materiales estructurales, se debe prestar especial atención a la selección adecuada de la hoja y los dientes. paso.

Al cortar materiales no ferrosos más duros y resistentes, como el titanio y el zinc, la carga en las gargantas es una preocupación rara porque el material no tiende a cargar las gargantas como lo hacen los materiales blandos. Esto permite utilizar más dientes al cortar materiales duros, aumentando la productividad. Una diferencia importante entre el aserrado de metales duros y blandos es que los metales duros requieren más presión de avance, lo que permite una mejor penetración de los dientes.

Estos tipos de materiales duros no se pueden cortar rápidamente, por lo que se utiliza una velocidad de avance más lenta y una velocidad de la cuchilla más lenta para permitir que la cuchilla penetre en el material y atraiga la carga de viruta necesaria.

Las hojas de sierra de cinta bimetálicas pueden ofrecer un corte rápido y de calidad en metales no ferrosos y pueden soportar los rigores del corte rápido. Cuando se usan correctamente, también pueden durar mucho tiempo.

Los fabricantes de hojas suelen utilizar acero de alta velocidad (HSS) para los dientes de las hojas, uniéndolos con una variedad de métodos, como soldadura por rayo láser o soldadura por haz de electrones, a un respaldo de acero al carbono de alta resistencia. Con esta combinación, los operadores obtienen la velocidad de corte que buscan, así como la durabilidad de la que carecen las hojas no bimetálicas.

Generalmente es cierto que un operador de sierra puede pasar por más hojas de sierra cuando corta materiales duros, pero depende de qué materiales duros y qué materiales blandos se comparan. Las hojas de sierra de cinta bimetálicas pueden ser una excelente opción que puede resultar en una mayor vida útil de la hoja. Por ejemplo, las hojas bimetálicas M51 HSS pueden alcanzar velocidades de corte comparables a las hojas fabricadas con M42 HSS y proporcionar una vida útil más larga. M51 es más resistente a la abrasión que M42 y eso puede ayudar a aumentar la vida útil de la hoja.

Además, el rendimiento de corte del HSS aumenta considerablemente mediante la aleación con cobalto y vanadio. Estos elementos de aleación aumentan sustancialmente la resistencia al calor y al desgaste.

Cortar con hojas bimetálicas convencionales puede provocar una acumulación de calor y crear áreas con zonas afectadas por el calor (ZAT), lo que compromete la integridad del metal. Sin embargo, uno de los últimos procesos de fabricación que se utilizan hoy en día para fabricar hojas bimetálicas elimina la HAZ, lo que ayuda a reducir los problemas de desprendimiento de dientes.

Este proceso une dos tiras de alambres HSS a un soporte de acero en una fase sólida, utilizando el principio de unión por difusión de estado sólido. El proceso de estado sólido utiliza sólo del 10 al 20% de la cantidad de calor que se encuentra en un proceso de fabricación de soldadura. Este proceso de unión junto con la base HSS produce hojas que logran velocidades de corte más rápidas sin comprometer la calidad.

Otro elemento disuasivo del desprendimiento de dientes implica el contacto de soldadura entre el material de respaldo y los dientes de la sierra. El proceso de unión por difusión, a diferencia del proceso de soldadura por haz de electrones, proporciona un 170% más de contacto de soldadura con los dientes, por lo que las hojas tienen una reducción significativa de fracturas y roturas.

Además, las palas fabricadas con un proceso de unión por difusión tienen una geometría de diente ventajosa. Por ejemplo, los alambres HSS se unen a los lados de la tira y a la zona de fusión (la porción del metal que se ha fundido) que es paralela a los dientes, creando una geometría de dientes ranurados. La geometría de dientes ranurados produce dos superficies de corte separadas por la hoja. Poco después del uso inicial de la hoja, los dientes desarrollan una ranura en forma de U, de 0,001 a 0,002 pulgadas de profundidad entre los dos bordes HSS, alterando el área de la hoja involucrada en el corte. La ranura permanece a una profundidad constante y se desgasta al mismo ritmo que los dientes.

Los avances en el diseño de las hojas de sierra de cinta pueden conducir a mejores resultados de corte. Por ejemplo, las hojas bimetálicas fabricadas con un proceso de unión por difusión desarrollan una geometría de dientes ranurados (dos superficies de corte separadas por la hoja) cuando se utilizan. Los dientes desarrollan una ranura en forma de U, de 0,001 a 0,002 pulgadas de profundidad entre los dos bordes de acero de alta velocidad (HSS). Este diseño de diente ayuda a eliminar las virutas del corte, eliminando un gran impedimento para realizar cortes exitosos.

Las virutas dobles, también denominadas virutas divididas, son el resultado de la geometría del diente ranurado. La ventaja es que se eliminan fácilmente del corte, lo cual es importante porque cuando quedan virutas en el corte, corren el riesgo de obstruir las gargantas y adherirse a los dientes. Las astillas partidas se eliminan más fácilmente porque están curvadas y se caen del corte. El resultado es un corte un 25% más rápido que las hojas fabricadas con soldadura por haz de electrones convencional.

Además, la ranura en U permite un mayor flujo de refrigerante hacia la superficie de corte, y un flujo de refrigerante adecuado no sólo enfría y lubrica la hoja, sino que elimina las virutas que quedan atrapadas en los espacios dentro de los tubos, por ejemplo.

Al cortar materiales blandos como el aluminio, algunos usuarios finales prefieren usar hojas de carbono en lugar de bimetálicas porque las hojas de carbono pueden tener pasos de dientes más grandes y son menos costosas por adelantado. Sin embargo, la desventaja de las hojas de carbono es que no duran tanto como las bimetálicas.

Las hojas de sierra de cinta con grano de carburo cuentan con un filo de corte continuo o con gargantas para una alta resistencia a la fatiga. Pueden realizar cortes precisos en una variedad de materiales no ferrosos, en su mayoría no metálicos, como neumáticos con correas de acero, compuestos, plásticos reforzados, grafito compuesto y fibra de vidrio. Estas hojas funcionan mejor a velocidades de hoja mucho más altas que las que normalmente se encuentran en una sierra de cinta para cortar metales estándar.

Las hojas con punta de carburo son comunes para cortar materiales sólidos ferrosos y no ferrosos en aplicaciones de producción. Como se mencionó anteriormente, el corte de materiales no ferrosos con hojas de carburo funciona mejor cuando la sierra de cinta es capaz de alcanzar altas velocidades de hoja. Dependiendo de la aplicación, eso podría significar entre 1000 SFPM y 7000 SFPM o más si el objetivo es una alta producción.

Eso no quiere decir que los materiales no ferrosos no puedan cortarse más lento que esto con hojas de carburo, pero tanto con punta de carburo como con grano de carburo funcionan mejor en un entorno de producción.

Un fabricante en particular tuvo que cortar 15 pulgadas. rondas de titanio (6Al-4V). El proceso de aserrado se vio obstaculizado por la escasa vida útil de las hojas y los cortes extremadamente ásperos con hojas con punta de carburo. Se determinó que las gargantas se cargaban provocando un efecto de tabla de lavar en el corte y generando fuerzas excesivas en los dientes.

Al cambiar a un patrón de dientes más grueso y al mismo tiempo ajustar la velocidad y el avance de la hoja, el cliente pudo aumentar la vida útil de la hoja en aproximadamente un 40 % además de aumentar la producción. Los cortes en sí eran suaves y sin líneas.

Otro fabricante encontró gargantas con dientes de sierra que se habían cargado con material gomoso, así como cortes irregulares al cortar 8 pulgadas. sólidos de aluminio en lo que podría describirse como una sierra de uso general. La velocidad máxima de la hoja fue de aproximadamente 270 SFPM. Además, la máquina solo aceptaría un corte de 1 pulgada. hoja, lo que limitó los patrones de dientes disponibles tanto en hojas bimetálicas como en hojas con punta de carburo.

En este caso, la única opción viable era buscar un diente más tosco. La solución fue una hoja de carbono con un paso de 1,3 dientes. Si bien uno esperaría que una hoja de carbono no funcionara o no durara tanto como una hoja bimetálica debido a las condiciones de funcionamiento, la hoja de carbono de hecho superó a la bimetálica. Duró más y cortó más rápido.

En ambos casos, un experto en hojas de sierra de cinta ayudó a estas dos empresas fabricantes a encontrar las hojas adecuadas para el trabajo. Serrar materiales no ferrosos no tiene por qué ser un desafío diario. La sierra de cinta y los parámetros de aserrado correctos pueden marcar la diferencia en el mundo.