Una sierra fría es una sierra circular diseñada para cortar metal que utiliza una hoja dentada para transferir el calor generado por el corte a las virutas creadas por la hoja de sierra, lo que permite que tanto la hoja como el material que se corta permanezcan fríos. [1] Esto contrasta con una sierra abrasiva , que desgasta el metal y genera una gran cantidad de calor absorbido por el material que se corta y la hoja de sierra. [2]
A medida que los metales se expanden al calentarse, el corte abrasivo hace que tanto el material que se corta como la hoja se expandan, lo que genera un mayor esfuerzo para producir un corte y un posible atascamiento. Esto produce más calor por fricción, lo que resulta en un mayor desgaste de la hoja y un mayor consumo de energía.
Las sierras en frío utilizan una hoja de sierra circular reafilable con punta de carburo de tungsteno o de acero de alta velocidad (HSS) [3] sólida. [4] Están equipadas con un motor eléctrico y, a menudo, una unidad de reducción de engranajes [5] para reducir la velocidad de rotación de la hoja de sierra mientras se mantiene un par constante. Esto permite que la hoja de sierra HSS avance a una velocidad constante con una carga de viruta muy alta por diente.
Las sierras en frío pueden mecanizar la mayoría de las aleaciones ferrosas y no ferrosas. Otras ventajas incluyen una producción mínima de rebabas, menos chispas, menos decoloración y ausencia de polvo. Las sierras diseñadas para emplear un sistema de refrigeración por inundación para mantener los dientes de la hoja de sierra refrigerados y lubricados pueden reducir por completo las chispas y la decoloración. El tipo y la cantidad de dientes de la hoja de sierra, la velocidad de corte y la velocidad de avance deben ser apropiados para el tipo y el tamaño del material que se está cortando, que debe estar sujeto mecánicamente para evitar que se mueva durante el proceso de corte.
Las hojas de sierra en frío son hojas de sierra circulares para cortar metal que se clasifican en dos tipos: hojas de acero rápido sólido o con punta de carburo de tungsteno (TCT). Ambos tipos de hojas se pueden reafilar y se pueden usar muchas veces antes de desecharlas. Las hojas de sierra en frío se utilizan para cortar metal utilizando una velocidad de rotación relativamente lenta, generalmente inferior a 5000 pies de superficie por minuto (SFM) (25 m/s), y una alta carga de viruta por diente, generalmente entre 0,001" y 0,003" (0,025 y 0,08 mm) por diente. Estas hojas son impulsadas por un motor de alta potencia y una unidad de reducción de engranajes de alto par o un accionamiento vectorial de CA. Durante el proceso de corte, el metal se libera en una acción de corte por los dientes a medida que la hoja gira y el mecanismo de avance mueve la hoja hacia adelante. Se denominan "hojas de sierra en frío" porque transfieren toda la energía y el calor creados durante el proceso de corte a la viruta. Esto permite que la hoja y el material de trabajo permanezcan fríos.
El primer tipo de hoja de sierra en frío, HSS sólida, puede estar hecha de acero para herramientas M2 o M35, aleado con cobalto adicional . Las hojas de sierra HSS sólidas están tratadas térmicamente y endurecidas a 64/65 HRC para aplicaciones de corte ferrosos y 58/60 HRC para aplicaciones de corte no ferrosos. Esta alta dureza proporciona a los bordes de corte de los dientes una alta resistencia al calor y al desgaste . Sin embargo, esta mayor dureza también hace que las hojas sean frágiles y no muy resistentes a los golpes . Para producir una hoja de sierra en frío HSS de alta calidad, es necesario comenzar con una materia prima muy plana y correctamente tensada. Las hojas deben templarse a presión después del endurecimiento para evitar que se deformen. Las hojas de sierra HSS suelen estar huecas para dejar espacio libre durante el proceso de corte. El término HSS no significa necesariamente lo que implica. Estas hojas normalmente nunca se hacen funcionar a velocidades de superficie superiores a 350 SFM. Las hojas de sierra fría HSS sólidas se pueden utilizar para cortar muchas formas y tipos diferentes de metal, incluidos: tubos, extrusiones , secciones estructurales, palanquillas, barras, lingotes , fundiciones , forjados , etc. Estas hojas también se pueden recubrir con recubrimientos especiales resistentes al desgaste, como nitruro de titanio (TiN) o nitruro de titanio y aluminio (TiAlN), pero se utilizan más comúnmente comercialmente con un recubrimiento de óxido negro que ayuda a una mejor distribución del refrigerante sobre el área de superficie de la hoja de corte.
El segundo tipo de hoja de sierra en frío, con punta de carburo de tungsteno (TCT), está hecha con un cuerpo de acero de aleación e insertos de carburo de tungsteno soldados a las puntas de los dientes. Estas puntas están rectificadas en todas las superficies para crear espacio libre tangencial y radial y proporcionar los ángulos de corte y espacio libre adecuados en los dientes. El cuerpo de aleación generalmente está hecho de un material resistente al desgaste, como un acero al cromo vanadio , tratado térmicamente a 38/42 HRC. Las puntas de carburo de tungsteno son capaces de operar a temperaturas mucho más altas que las hojas de sierra HSS sólidas, por lo tanto, las hojas de sierra TCT generalmente funcionan a velocidades de superficie mucho más altas. Esto permite que las hojas con punta de carburo corten a velocidades más rápidas y aún mantengan una carga de viruta aceptable por diente. Estas hojas se usan comúnmente para cortar aleaciones no ferrosas, pero han ganado una popularidad significativa para aplicaciones de corte de metales ferrosos en los últimos 10 años. Los insertos de carburo de tungsteno son extremadamente duros (98 HRC) y capaces de una vida útil muy larga. Sin embargo, son menos resistentes a los golpes que las hojas de sierra en frío HSS sólidas. Cualquier vibración durante el proceso de corte puede dañar gravemente los dientes. Estas hojas de sierra en frío deben accionarse mediante una caja de engranajes sin holgura y un mecanismo de avance constante, como un avance por husillo de bolas .
Las sierras frías portátiles fueron diseñadas principalmente para los techadores de chapa metálica en la industria de la construcción, [ cita requerida ] y pueden cortar acero dulce de hasta 6 mm (0,24 pulgadas) de espesor. Las sierras frías, a diferencia de las sierras abrasivas , se utilizan para no dañar los recubrimientos protectores. Tienen un recogedor de aluminio de alta resistencia que es útil para capturar las virutas y utilizan hojas con punta de cermet .