El maquinado de fundición no se considera problemático. Esta premisa se debe en parte a que el material tiene un mayor contenido de grafito que el acero. El grafito hace que la viruta generada sea frágil y corta, y posee propiedades anti fricción que contribuyen a la lubricación de los filos de corte. Y con su capacidad para absorber vibraciones, el grafito también mejora la estabilidad del maquinado. Si bien estas ventajas pueden reforzar la premisa mencionada anteriormente, los diferentes aspectos del mundo de la fundición exigen un estudio más detallado de esa postura.
Como su nombre lo dice, la fundición está destinada a la fabricación de piezas fundidas. El maquinado de piezas de fundición implica la remoción de material no uniforme y variable, por ejemplo, inclusiones de arena, superficie de fundición, orificios de soplado, lágrimas calientes y otros defectos de fundición, lo que afecta las herramientas de corte. Desde el punto de vista del maquinado, el mayor contenido de grafito también tiene una desventaja: acelera el desgaste por abrasión. Esto significa que las herramientas de corte deben tener una alta resistencia al desgaste para garantizar la alta productividad. También vale la pena señalar que el término "fundición" puede referirse, de hecho, a diferentes tipos de aleaciones ferrosas, y que la maquinabilidad de cada una puede variar significativamente. Esto último frecuentemente se pasa por alto, lo que puede llevar a la elección de la herramienta de corte errónea y las condiciones de maquinado incorrectas.
Existen varios tipos de fundición. El grupo de aplicación K (color de identificación rojo) según la clasificación de la norma ISO 513, lo conforman la fundición gris, nodular y maleable. La fundición endurecida y enfriada se relaciona con el grupo H (color de identificación gris). Estas especificaciones ofrecen lineamientos claros a los fabricantes para la aplicación de herramientas de corte: cómo seleccionar el material de herramienta, la geometría de corte y las condiciones de maquinado correctos.
En general, el maquinado de fundición ISO K no es problema para los fabricantes. La fundición gris ferrítica, por ejemplo, es un material fácil de maquinar. Sin embargo, el maquinado de fundición ISO H resulta más difícil. Aunque son similares a las condiciones para el maquinado de los aceros templados, las características específicas del material exigen soluciones apropiadas a los productores de herramientas de corte. Adicionalmente, algunos tipos de fundición demuestran una cierta dualidad en su maquinabilidad, lo que sólo enfatiza la amplitud y la heterogeneidad de la definición de "fundición".
Por ejemplo, la maquinabilidad de fundición resistente a la abrasión Ni-resist se puede comparar con la de la fundición gris; sin embargo, la geometría de corte requerida parecería más adecuada para el acero inoxidable austenítico. Las piezas de hierro dúctil austenítico (ADI) tienen diferentes condiciones de material y niveles de dureza que tendrán un impacto en la selección de las herramientas de corte adecuadas. La maquinabilidad del hierro dúctil austenítico antes de su endurecimiento es buena, y es similar al corte de acero de alta aleación. Sin embargo, si esta fundición se maquina en una condición de alta dureza, solo las herramientas destinadas al grupo de aplicación ISO H podrán satisfacer las expectativas del cliente.
La situación con la fundición de alta dureza en el grupo ISO H es todo un reto. Maquinar fundición con una dureza de HB 400... 440 normalmente es menos problema para los fabricantes. Sin embargo, la imagen cambia radicalmente cuando se trata de fundición al alto cromo resistente a la abrasión. Su dureza general puede estar alrededor de HRC 52... 54 pero en las áreas de paredes delgadas de una pieza maquinada, la dureza puede alcanzar HRC 60 y más. En combinación con el alto contenido de cromo, esto hace el maquinado extremadamente difícil y disminuye significativamente la vida útil de la herramienta.
La Tabla 1 muestra la clasificación de maquinabilidad promedio para diferentes tipos de fundición. La fundición gris perlítica, que se especifica cómo el 100% de la clasificación, ofrece una base para la comparación.

Tabla 1

Material	Condiciones	Grupo de materiales ISCAR*	% de maquinabilidad
Fundición	Ferrítico	15	130
gris (GCI)	Perlítico	16	100
Hierro	Ferrítico-perlítico	17	75
nodular (NCI)	Perlítico	18	70
Fundición	Ferrítico	19	115
maleable (MCI)	Perlítico	20	93
Fundición de polvo compactado de grafito (CGI)		~17	80
Hierro dúctil	Dúctil	~10	80
austemperado (ADI)	Templado	41	35
Fundición austenítica Ni-resist			90
Fundición templada	HB 400…440	40	50
Fundición endurecida	HB 550…600	41	25

* Grupo de materiales ISCAR según el estándar VDI 3323


La selección de la herramienta de corte más adecuada para maquinar fundición debe basarse en un estudio detallado del tipo de fundición y su dureza. Los especialistas en aplicaciones de herramientas de corte, involucrados en la selección de las herramientas adecuadas, deben ser muy precisos al especificar las características de la fundición a maquinar. A su vez, los fabricantes de herramientas de corte hacen todo lo posible para encontrar las soluciones más efectivas para el maquinado de este material, teniendo en cuenta la diversidad del mundo de la fundición. Entre los principales consumidores de fundición se encuentran las industrias automotriz, de moldes y troqueles, máquinas herramienta y de grandes piezas, que exigen productos cada vez más eficientes de sus socios proveedores de herramienta de corte. Las herramientas para maquinar fundición forman una parte importante de la gama de productos de ISCAR. ISCAR ha traído al mercado una variedad de diseños interesantes y materiales de herramientas creados precisamente para el maquinado de este popular material. Algunos de estos diseños son indicativos de la lógica utilizada por sus creadores, cuyo objetivo es encontrar una respuesta adecuada a las necesidades del cliente.

Sobre una base firme
La fundición de cromo duro difícil de maquinar, mencionado anteriormente, genera grandes barreras a la productividad del maquinado. La herramienta de corte experimenta altas cargas mecánicas y térmicas. Para fresar este tipo de fundición con herramientas de carburo cementado, por ejemplo, la velocidad de corte típica es baja: 40-50 m/min (130-160 pie/min). La intensa generación de calor frecuentemente obliga a los fabricantes a aplicar refrigerante líquido. Como resultado, la herramienta funciona bajo un efecto de choque térmico, lo que acorta considerablemente su vida útil.
ISCAR desarrolló el grado DT7150 especialmente para este tipo de operaciones. El DT7150 es un grado de carburo "DO-TEC", de sustrato resistente que combina procesos de recubrimiento CVD y PVD a temperatura media. Debido a su resistencia extremadamente alta al desgaste y el mellado, el grado DT7150 ofrece a nuestros clientes un material de herramienta eficaz para el maquinado de fundiciones templadas.
Se puede lograr un cambio significativo en la productividad con el uso de nitruro de boro cúbico (CBN), que permite un aumento considerable en las velocidades de corte. En el maquinado de fundiciones templadas, por ejemplo, las velocidades son 2-5 veces mayores en comparación con el carburo cementado. Los cortadores para fresado de alto desempeño de ISCAR utilizan insertos de sujeción tangencial con puntas CBN. Son extremadamente populares en la industria automotriz. Para aplicaciones difíciles de torneado, la empresa amplía la gama de insertos de tipo ISO con punta CBN para corte continuo e interrumpido (Fig. 1).
En aplicaciones ISO K (maquinado de fundición gris, nodular y maleable) con cargas de trabajo medio, las herramientas cerámicas han demostrado buenos resultados. Los insertos de fresado TANGMILL con sujeción tangencial rectificada periféricamente y fabricados del grado IS8 de nitruro de silicio (Si3N4), garantizan un aumento en la velocidad de corte de hasta un 300%, y proporcionan un excelente acabado superficial. Para operaciones de torneado, se pueden lograr velocidades de corte hasta cinco veces mayores utilizando insertos de nitruro de silicio recubiertos con CVD, incluso para operaciones de desbaste.

El papel de la geometría
La geometría de corte y la preparación del filo son cruciales para el desempeño de la herramienta. Existen diversos tipos de preparaciones de filos: redondeadas, achaflanadas, etc. Seleccionar la preparación requerida puede parecer fácil, pero no lo es. ¿Qué ancho o ángulo de achaflanado será más efectivo? ¿Cómo poder asegurar el ángulo definido durante la producción de herramientas? Estas preguntas son particularmente críticas cuando se usan insertos de cerámica o CBN. Las respuestas requieren las habilidades y experiencia profesional adecuadas. Hoy día, los ingenieros de herramienta están armados con un poderoso instrumento de diseño: el modelado por computadora de la conformación de viruta), que contribuye importantemente a encontrar las formas óptimas. Este instrumento acorta considerablemente el tiempo de desarrollo para geometrías de corte y representa un factor importante en el diseño exitoso de la herramienta.
El inserto para ranurado TGMA es un buen ejemplo de una condición de filos optimizada, en combinación con un grado de carburo dedicado al maquinado de fundición. Este inserto se introdujo al mercado hace pocos años para complementar la familia de productos TOPGRIP de ISCAR. Las áreas frontales y laterales del filo de corte del inserto ofrecen una faceta negativa de condición achaflanada, para aumentar la resistencia de los filos de corte y así incrementar la vida útil de la herramienta (Fig. 2). El modelado por computadora jugó un papel crucial en la optimización de la geometría de los filos de corte. El inserto está hecho de un grado de carburo IC5010 con recubrimiento tipo CVD y fue desarrollado especialmente para operaciones de ranurado en fundición.

Herramienta para acabados extra finos
El reciente lanzamiento de nuevos productos de ISCAR en su campaña mercadotécnica "LOGIQ" incluye la familia de cortadores para planeado TANGFIN, diseñados para un acabado superficial extrafino (Fig. 3). Los cortadores han resultado de gran interés para los productores de piezas de fundición. Los insertos de sujeción tangencial se colocan en un cortador TANGFIN con desplazamiento gradual tanto en la dirección radial como axial. El diseño permite que cada inserto corte solo una pequeña porción del material. Este concepto, en conjunto con el principio de sujeción tangencial de alta rigidez y el largo filo 'wiper' del inserto, resultan en un acabado extraordinario de la superficie maquinada, con parámetros de rugosidad Ra de hasta 0.1 μ (4 μin).

Soluciones a la medida
La industria automotriz es uno de los mayores productores de piezas de fundición. En un esfuerzo por reducir el costo por parte para la producción en masa de componentes automotrices, los fabricantes de herramientas de corte han desarrollado herramientas de alta ingeniería a la medida que realizan operaciones de maquinado específicas con máxima productividad y reducen los componentes no rotativos del tiempo/ciclo.
Una solución a la medida para maquinar manguetas de suspensión (Fig. 4) proporciona un excelente ejemplo de la aplicación de estas herramientas combinadas. ISCAR propuso esta solución como parte de un proyecto llave en mano para uno de los mayores productores de automóviles. La herramienta ensamblada combinada realiza varias operaciones: mediante machueleado, maquina una rosca interna en un agujero en la protección contra el polvo; fresado de dos ranuras por interpolación helicoidal (para anillo de retención y sello de grasa); y fresado de la cara externa. La herramienta utiliza diferentes insertos de sujeción radial y tangencial y cuenta con un accesorio para machuelear con un mecanismo para la compensación del desalineamiento. Los estrictos límites de tolerancia para las dimensiones lineales aseguran la utilización exitosa de la herramienta en máquinas multihusillos.
Después de todo, maquinar fundición resulta no ser tan sencillo, como se cree. Comprender el peculiar mundo de este material y seguir las reglas para la fundición y la correcta aplicación de la herramienta de corte asegura la máxima eficiencia y demuestra las capacidades de "IQ" de la herramienta para lograr y mantener prácticas de maquinado altamente efectivas.

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