acero de alta velocidad

El acero de alta velocidad (HSS) es una aleación a base de hierro diseñada para mantener su dureza de corte a temperaturas donde los aceros para herramientas convencionales fallan. Una herramienta de corte hecha de HSS puede operar a tres a diez veces la velocidad de una hecha de acero al carbono antes de que se ablande y pierda su filo. Esta propiedad por sí sola transformó la metalurgia a principios del siglo XX, haciendo que la producción en masa de piezas mecanizadas fuera económicamente viable donde antes había sido prohibitivamente lenta.

La aleación funciona incorporando tungsteno, molibdeno, cromo y vanadio en la matriz de hierro, típicamente en proporciones como 18% de tungsteno, 4% de cromo, 1% de vanadio y pequeñas cantidades de molibdeno. El tungsteno es el actor clave aquí, formando partículas de carburo duras que resisten el ablandamiento incluso cuando la herramienta alcanza los 600 grados Celsius o más durante el corte. Estos carburos permanecen estables donde la base de hierro comenzaría a perder su temple. La receta exacta varía: los grados de molibdeno sustituyen parte del tungsteno para reducir el costo y el peso, mientras que las adiciones de cobalto pueden aumentar la resistencia al calor unos pocos grados.

El HSS se presenta en dos formas metalúrgicas principales. El acero de alta velocidad forjado, producido por forja y laminado, ofrece tenacidad pero una dureza ligeramente menor. El HSS de metalurgia de polvos, fabricado atomizando metal fundido en polvo fino y luego sinterizándolo bajo presión, ofrece una distribución de carburos más uniforme y una dureza superior, aunque a un costo más alto. Los recubrimientos como el nitruro de titanio o el carbonitruro de titanio a menudo se aplican a las herramientas de HSS para agregar otra capa de resistencia al calor y al desgaste sin cambiar el sustrato.

Dónde se sitúa el HSS en la jerarquía de las herramientas de corte

El acero de alta velocidad ocupa el término medio entre el acero al carbono y el carburo cementado. El acero al carbono es barato, fácil de afilar y tolerante con las máquinas desafiladas, pero su límite de velocidad es bajo. Los cortadores de carburo pueden funcionar mucho más rápido que el HSS y mantener un filo por más tiempo, pero son frágiles, caros y requieren configuraciones rígidas. El HSS sigue siendo la opción práctica para talleres de trabajo, máquinas manuales y situaciones en las que el costo de la herramienta debe equilibrarse con la capacidad de la máquina. Una broca o fresa de HSS se puede afilar a mano con una amoladora de banco, mientras que el carburo exige equipos de rectificado de precisión.

El nombre "alta velocidad" refleja su contexto histórico: cuando se desarrolló alrededor de 1900, la velocidad a la que podía girar un torno era en sí misma un factor limitante. El HSS permitió a los maquinistas hacer funcionar sus máquinas más rápido que nunca. En equipos CNC modernos con husillos rígidos y sistemas de refrigeración por inundación, el HSS puede parecer anticuado. En una fresadora manual vieja y suelta o en una situación de campo donde no hay refrigerante disponible, sigue siendo fiable y tolerante. Los maquinistas todavía eligen brocas y machos de HSS para trabajos generales porque toleran mejor los cortes interrumpidos y la oscilación que el carburo.