Las aleaciones de aluminio de alta resistencia de las series 2xxx y 7xxx combinan una baja densidad con un comportamiento de mecanizado exigente: deformación térmica, adherencia, acumulación de material en el filo, endurecimiento por deformación, calor de corte y rápido desgaste de la herramienta. Esta guía abarca la selección de herramientas de metal duro y DLC, los ángulos de inclinación, de desprendimiento y de holgura, los límites de desgaste, el corte a alta velocidad, la selección del avance, la refrigeración y los tratamientos de envejecimiento. Las tablas ofrecen parámetros de ejemplo para el fresado rápido, el fresado frontal, las fresas de punta esférica y el aluminio 7055, al tiempo que conservan los grados de las herramientas, los diámetros, las velocidades, los avances y las profundidades de corte de la fuente. Dos valores inusuales de la fuente permanecen visibles y se han marcado para su verificación, en lugar de corregirse sin indicarlo.
Las aleaciones de aluminio de alta resistencia se definen aquí, en general, como aquellas aleaciones con una resistencia a la tracción superior a 480 MPa. Se trata principalmente de aleaciones de Al-Cu-Mg y Al-Zn-Mg-Cu: la serie 2xxx de duraluminio y la serie 7xxx de ultra alta resistencia. La primera presenta una resistencia estática ligeramente inferior, pero una temperatura de servicio más elevada. Las propiedades varían considerablemente en función de la composición, los procedimientos de fusión y solidificación, el procesamiento y el tratamiento térmico.
Los avances en el diseño de aleaciones, el tratamiento térmico y el control de la microestructura han mejorado constantemente el rendimiento. Las aleaciones de quinta generación de resistencia ultraalta con aplicaciones en ingeniería han pasado de unos 600 MPa a entre 750 y 800 MPa aproximadamente, y algunos materiales en fase de investigación superan los 800 MPa.
La resistencia en laboratorio ha superado 1 GPa. Un estudio publicado en 2026 utilizó una deformación plástica severa mediante torsión a alta presión para refinar los granos de A2024 hasta unos 130 nm. Los ensayos de microtracción arrojaron una resistencia a la tracción de unos 1.010 MPa, un límite elástico de 820 MPa (0,2%) y un alargamiento a la rotura de aproximadamente 13%. Esto indica que un control microestructural avanzado puede dotar a las aleaciones convencionales de alta resistencia del potencial para alcanzar 1 GPa.
Estos resultados se basan principalmente en procesos especiales y probetas a microescala, y difieren significativamente de las chapas, piezas forjadas y extrusiones industriales. En el caso de las aleaciones de ingeniería de uso práctico, el rango de 750-800 MPa sigue siendo el más representativo en cuanto a resistencia ultraalta; los valores superiores a 1 GPa marcan la dirección de la investigación experimental avanzada.
Gracias a su baja densidad, alta resistencia, buena maquinabilidad y buena soldabilidad, estas aleaciones son fundamentales en los sectores aeroespacial, naval y civil. La aleación 7055 de la serie 7xxx combina una alta resistencia específica, baja densidad, soldabilidad y conformabilidad plástica, y se utiliza ampliamente en aplicaciones aeroespaciales y navales.
| Factor controlable | Práctica recomendada |
|---|---|
| Material de la herramienta | Seleccione materiales que combinen dureza, resistencia mecánica, tenacidad, resistencia al desgaste, resistencia a la oxidación y propiedades antiadherentes, como el metal duro CoroMill 290, las herramientas de corte ZCC KMG407 o una herramienta con recubrimiento de DLC. |
| Diseño y geometría de las herramientas |
|
| Condiciones de corte |
|
| Líquido de corte y refrigeración |
|
| Tratamiento térmico de piezas | El envejecimiento T6, el envejecimiento T6I4 y el envejecimiento por retrogresión pueden alterar el comportamiento durante el mecanizado. |
Nota: Los parámetros anteriores son recomendaciones de ZCC Cutting Tools.
Las aleaciones de aluminio de alta resistencia se mecanizan principalmente mediante fresado.
| Herramienta | Grado | v (m/min) | fz (mm), geometría del lado izquierdo | ae (mm) |
|---|---|---|---|---|
| Fresa de escuadra | YD101 | 300 | 0.08–0.4 | ≤0,5 D |
| YD201 | 300 | 0.08–0.4 | ≤0,5 D |
Nota: D es el diámetro de la herramienta; LH es la geometría del rompevirutas.
| Calidad de la herramienta | Diámetro de la herramienta D (mm) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AL-2E | Velocidad (r/min) | 40,000 | 32,000 | 21,000 | 16,000 | 13,000 | 10,600 | 8,000 | 6,500 | 5,300 | 4,600 | 4,000 | 3,500 | 3,200 |
| Avance (mm/min) | 500 | 750 | 1,100 | 1,250 | 1,100 | 1,000 | 1,100 | 1,250 | 1,300 | 1,350 | 1,350 | 1,350 | 1,350 | |
| Profundidad máxima de corte | Fresado lateral: ae = 0,1 D, ap = 1,5 D; ranura: ae = 1D, ap = 0,5 D. | |||||||||||||
| AL-3W | Velocidad (r/min) | — | — | — | — | — | 10,600 | 8,000 | 6,500 | 5,300 | 4,600 | 4,000 | 3,500 | 3,200 |
| Avance (mm/min) | — | — | — | — | — | 1,900 | 1,900 | 1,850 | 1,700 | 1,650 | 1,600 | 1,550 | 1,500 | |
| Profundidad máxima de corte | Fresado lateral: ae = 0,25 D, ap = 1,5 D; ranura: ae = 1D, ap = 1D. | |||||||||||||
Notas: Estas son las recomendaciones de ZCC Cutting Tools para el fresado lateral. Para el fresado de ranuras, utilice los modelos 50%–70% con la velocidad indicada y los modelos 40%–60% con el avance indicado.
| Calidad de la herramienta | Diámetro de la herramienta D (mm) | φ2 | φ3 | φ4 | φ5 | φ6 | φ8 | φ10 | φ12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AL-2B | Velocidad (r/min) | 40,000 | 26,500 | 20,000 | 16,000 | 13,000 | 10,000 | 8,000 | 6,600 |
| Avance (mm/min) | 2,000 | 1,950 | 1,950 | 1,950 | 2,000 | 2,450 | 2,200 | 2,050 | |
| Profundidad máxima de corte | ae = 0,2D, ap = 0,1 D. | ||||||||
Nota: Estos parámetros son recomendaciones de ZCC Cutting Tools.
| Fresa | Pieza de trabajo | Material de la herramienta | v (m/min) | af (mm/diente) | ap (mm) | γ0 (°) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Fresa rápida de tres canales | 7055 | KMG407 | 5 | 0.08 | 2 | 0–5 |
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