Upload
docong
View
218
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
2
Tipos de Ferramentas
Ferramentas de desbaste
Nas operaccedilotildees de desbaste a remoccedilatildeo de material
eacute grande portanto os momentos resultantes sobre a
ferramenta satildeo grandes o que exige maior robustez da maquina operatriz e da ferramenta em si
3
Tipos de Ferramentas
Ferramentas de acabamento
As operaccedilotildees de desbastes deixam um pequeno sobremetal
Para ser retirado com uma maior velocidade de corte
e menor avanccedilo o que resulta num menor esforccedilo sobre a ferramenta de corte
Nessa operaccedilatildeo de acabamento eacute que
se garante a precisatildeo e qualidade superficial do componente
4
Tipos de Ferramentas de Tornear
Sangrar Facear Desbastar
Rosquear Perfilar
Tornear interno
Sangrar
Elevada dureza a frio e a quente
Eacute a resistecircncia oferecida pelo material agrave penetraccedilatildeo ao desgaste e ao atrito
A dureza da ferramenta deve ser adequada a sua finalidade sem ser fraacutegil
5
Tenacidade
Eacute a capacidade que o material tem de absorver energia deformar-se ateacute fraturar incluindo a deformaccedilatildeo plaacutestica
O material deve ter uma boa tenacidade para resistir aos choquesimpactos que ocorrem durante a usinagem evitando com isso o surgimento de trincas e lascamentos na ferramenta
6
7
Resistecircncia ao desgaste por abrasatildeo
8
Na regiatildeo de contato peccedila-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressotildees e presenccedila de
partiacuteculas muito duras Essas partiacuteculas devido ao movimento relativo entre os componentes
causa o raacutepido desgaste por abrasatildeo da ferramenta caso ela natildeo possua elevada
resistecircncia
Estabilidade quiacutemica
9
Na usinagem a ferramenta e a peccedila apresentam diferentes composiccedilotildees quiacutemicas e estatildeo
submetidas a elevadas temperaturas formando assim uma condiccedilatildeo favoraacutevel para o surgimento
de reaccedilotildees Estas reaccedilotildees podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da
ferramenta
Estabilidade quiacutemica
10
Custo e facilidade de obtenccedilatildeo
11
Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de
produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso
limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades
especiacuteficas
Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante
12
Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua
fabricaccedilatildeo
Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900
13
14
Composiccedilatildeo
Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono
Limitaccedilatildeo
Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza
Aplicaccedilatildeo
Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como
- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para
fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma
15
Aplicaccedilatildeo
Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas
- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos
- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e
resistecircncia ao desgaste
16
Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado
publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris
Composiccedilatildeo
Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena
quantidade de manganecircs para evitar fragilidade
Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo
molibdecircnio
17
Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC
maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta
preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo
18
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
2
Tipos de Ferramentas
Ferramentas de desbaste
Nas operaccedilotildees de desbaste a remoccedilatildeo de material
eacute grande portanto os momentos resultantes sobre a
ferramenta satildeo grandes o que exige maior robustez da maquina operatriz e da ferramenta em si
3
Tipos de Ferramentas
Ferramentas de acabamento
As operaccedilotildees de desbastes deixam um pequeno sobremetal
Para ser retirado com uma maior velocidade de corte
e menor avanccedilo o que resulta num menor esforccedilo sobre a ferramenta de corte
Nessa operaccedilatildeo de acabamento eacute que
se garante a precisatildeo e qualidade superficial do componente
4
Tipos de Ferramentas de Tornear
Sangrar Facear Desbastar
Rosquear Perfilar
Tornear interno
Sangrar
Elevada dureza a frio e a quente
Eacute a resistecircncia oferecida pelo material agrave penetraccedilatildeo ao desgaste e ao atrito
A dureza da ferramenta deve ser adequada a sua finalidade sem ser fraacutegil
5
Tenacidade
Eacute a capacidade que o material tem de absorver energia deformar-se ateacute fraturar incluindo a deformaccedilatildeo plaacutestica
O material deve ter uma boa tenacidade para resistir aos choquesimpactos que ocorrem durante a usinagem evitando com isso o surgimento de trincas e lascamentos na ferramenta
6
7
Resistecircncia ao desgaste por abrasatildeo
8
Na regiatildeo de contato peccedila-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressotildees e presenccedila de
partiacuteculas muito duras Essas partiacuteculas devido ao movimento relativo entre os componentes
causa o raacutepido desgaste por abrasatildeo da ferramenta caso ela natildeo possua elevada
resistecircncia
Estabilidade quiacutemica
9
Na usinagem a ferramenta e a peccedila apresentam diferentes composiccedilotildees quiacutemicas e estatildeo
submetidas a elevadas temperaturas formando assim uma condiccedilatildeo favoraacutevel para o surgimento
de reaccedilotildees Estas reaccedilotildees podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da
ferramenta
Estabilidade quiacutemica
10
Custo e facilidade de obtenccedilatildeo
11
Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de
produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso
limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades
especiacuteficas
Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante
12
Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua
fabricaccedilatildeo
Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900
13
14
Composiccedilatildeo
Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono
Limitaccedilatildeo
Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza
Aplicaccedilatildeo
Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como
- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para
fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma
15
Aplicaccedilatildeo
Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas
- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos
- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e
resistecircncia ao desgaste
16
Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado
publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris
Composiccedilatildeo
Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena
quantidade de manganecircs para evitar fragilidade
Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo
molibdecircnio
17
Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC
maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta
preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo
18
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
3
Tipos de Ferramentas
Ferramentas de acabamento
As operaccedilotildees de desbastes deixam um pequeno sobremetal
Para ser retirado com uma maior velocidade de corte
e menor avanccedilo o que resulta num menor esforccedilo sobre a ferramenta de corte
Nessa operaccedilatildeo de acabamento eacute que
se garante a precisatildeo e qualidade superficial do componente
4
Tipos de Ferramentas de Tornear
Sangrar Facear Desbastar
Rosquear Perfilar
Tornear interno
Sangrar
Elevada dureza a frio e a quente
Eacute a resistecircncia oferecida pelo material agrave penetraccedilatildeo ao desgaste e ao atrito
A dureza da ferramenta deve ser adequada a sua finalidade sem ser fraacutegil
5
Tenacidade
Eacute a capacidade que o material tem de absorver energia deformar-se ateacute fraturar incluindo a deformaccedilatildeo plaacutestica
O material deve ter uma boa tenacidade para resistir aos choquesimpactos que ocorrem durante a usinagem evitando com isso o surgimento de trincas e lascamentos na ferramenta
6
7
Resistecircncia ao desgaste por abrasatildeo
8
Na regiatildeo de contato peccedila-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressotildees e presenccedila de
partiacuteculas muito duras Essas partiacuteculas devido ao movimento relativo entre os componentes
causa o raacutepido desgaste por abrasatildeo da ferramenta caso ela natildeo possua elevada
resistecircncia
Estabilidade quiacutemica
9
Na usinagem a ferramenta e a peccedila apresentam diferentes composiccedilotildees quiacutemicas e estatildeo
submetidas a elevadas temperaturas formando assim uma condiccedilatildeo favoraacutevel para o surgimento
de reaccedilotildees Estas reaccedilotildees podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da
ferramenta
Estabilidade quiacutemica
10
Custo e facilidade de obtenccedilatildeo
11
Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de
produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso
limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades
especiacuteficas
Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante
12
Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua
fabricaccedilatildeo
Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900
13
14
Composiccedilatildeo
Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono
Limitaccedilatildeo
Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza
Aplicaccedilatildeo
Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como
- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para
fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma
15
Aplicaccedilatildeo
Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas
- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos
- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e
resistecircncia ao desgaste
16
Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado
publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris
Composiccedilatildeo
Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena
quantidade de manganecircs para evitar fragilidade
Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo
molibdecircnio
17
Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC
maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta
preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo
18
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
4
Tipos de Ferramentas de Tornear
Sangrar Facear Desbastar
Rosquear Perfilar
Tornear interno
Sangrar
Elevada dureza a frio e a quente
Eacute a resistecircncia oferecida pelo material agrave penetraccedilatildeo ao desgaste e ao atrito
A dureza da ferramenta deve ser adequada a sua finalidade sem ser fraacutegil
5
Tenacidade
Eacute a capacidade que o material tem de absorver energia deformar-se ateacute fraturar incluindo a deformaccedilatildeo plaacutestica
O material deve ter uma boa tenacidade para resistir aos choquesimpactos que ocorrem durante a usinagem evitando com isso o surgimento de trincas e lascamentos na ferramenta
6
7
Resistecircncia ao desgaste por abrasatildeo
8
Na regiatildeo de contato peccedila-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressotildees e presenccedila de
partiacuteculas muito duras Essas partiacuteculas devido ao movimento relativo entre os componentes
causa o raacutepido desgaste por abrasatildeo da ferramenta caso ela natildeo possua elevada
resistecircncia
Estabilidade quiacutemica
9
Na usinagem a ferramenta e a peccedila apresentam diferentes composiccedilotildees quiacutemicas e estatildeo
submetidas a elevadas temperaturas formando assim uma condiccedilatildeo favoraacutevel para o surgimento
de reaccedilotildees Estas reaccedilotildees podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da
ferramenta
Estabilidade quiacutemica
10
Custo e facilidade de obtenccedilatildeo
11
Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de
produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso
limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades
especiacuteficas
Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante
12
Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua
fabricaccedilatildeo
Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900
13
14
Composiccedilatildeo
Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono
Limitaccedilatildeo
Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza
Aplicaccedilatildeo
Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como
- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para
fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma
15
Aplicaccedilatildeo
Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas
- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos
- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e
resistecircncia ao desgaste
16
Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado
publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris
Composiccedilatildeo
Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena
quantidade de manganecircs para evitar fragilidade
Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo
molibdecircnio
17
Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC
maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta
preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo
18
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Elevada dureza a frio e a quente
Eacute a resistecircncia oferecida pelo material agrave penetraccedilatildeo ao desgaste e ao atrito
A dureza da ferramenta deve ser adequada a sua finalidade sem ser fraacutegil
5
Tenacidade
Eacute a capacidade que o material tem de absorver energia deformar-se ateacute fraturar incluindo a deformaccedilatildeo plaacutestica
O material deve ter uma boa tenacidade para resistir aos choquesimpactos que ocorrem durante a usinagem evitando com isso o surgimento de trincas e lascamentos na ferramenta
6
7
Resistecircncia ao desgaste por abrasatildeo
8
Na regiatildeo de contato peccedila-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressotildees e presenccedila de
partiacuteculas muito duras Essas partiacuteculas devido ao movimento relativo entre os componentes
causa o raacutepido desgaste por abrasatildeo da ferramenta caso ela natildeo possua elevada
resistecircncia
Estabilidade quiacutemica
9
Na usinagem a ferramenta e a peccedila apresentam diferentes composiccedilotildees quiacutemicas e estatildeo
submetidas a elevadas temperaturas formando assim uma condiccedilatildeo favoraacutevel para o surgimento
de reaccedilotildees Estas reaccedilotildees podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da
ferramenta
Estabilidade quiacutemica
10
Custo e facilidade de obtenccedilatildeo
11
Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de
produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso
limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades
especiacuteficas
Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante
12
Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua
fabricaccedilatildeo
Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900
13
14
Composiccedilatildeo
Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono
Limitaccedilatildeo
Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza
Aplicaccedilatildeo
Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como
- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para
fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma
15
Aplicaccedilatildeo
Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas
- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos
- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e
resistecircncia ao desgaste
16
Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado
publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris
Composiccedilatildeo
Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena
quantidade de manganecircs para evitar fragilidade
Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo
molibdecircnio
17
Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC
maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta
preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo
18
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Tenacidade
Eacute a capacidade que o material tem de absorver energia deformar-se ateacute fraturar incluindo a deformaccedilatildeo plaacutestica
O material deve ter uma boa tenacidade para resistir aos choquesimpactos que ocorrem durante a usinagem evitando com isso o surgimento de trincas e lascamentos na ferramenta
6
7
Resistecircncia ao desgaste por abrasatildeo
8
Na regiatildeo de contato peccedila-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressotildees e presenccedila de
partiacuteculas muito duras Essas partiacuteculas devido ao movimento relativo entre os componentes
causa o raacutepido desgaste por abrasatildeo da ferramenta caso ela natildeo possua elevada
resistecircncia
Estabilidade quiacutemica
9
Na usinagem a ferramenta e a peccedila apresentam diferentes composiccedilotildees quiacutemicas e estatildeo
submetidas a elevadas temperaturas formando assim uma condiccedilatildeo favoraacutevel para o surgimento
de reaccedilotildees Estas reaccedilotildees podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da
ferramenta
Estabilidade quiacutemica
10
Custo e facilidade de obtenccedilatildeo
11
Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de
produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso
limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades
especiacuteficas
Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante
12
Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua
fabricaccedilatildeo
Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900
13
14
Composiccedilatildeo
Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono
Limitaccedilatildeo
Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza
Aplicaccedilatildeo
Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como
- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para
fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma
15
Aplicaccedilatildeo
Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas
- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos
- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e
resistecircncia ao desgaste
16
Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado
publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris
Composiccedilatildeo
Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena
quantidade de manganecircs para evitar fragilidade
Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo
molibdecircnio
17
Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC
maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta
preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo
18
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
7
Resistecircncia ao desgaste por abrasatildeo
8
Na regiatildeo de contato peccedila-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressotildees e presenccedila de
partiacuteculas muito duras Essas partiacuteculas devido ao movimento relativo entre os componentes
causa o raacutepido desgaste por abrasatildeo da ferramenta caso ela natildeo possua elevada
resistecircncia
Estabilidade quiacutemica
9
Na usinagem a ferramenta e a peccedila apresentam diferentes composiccedilotildees quiacutemicas e estatildeo
submetidas a elevadas temperaturas formando assim uma condiccedilatildeo favoraacutevel para o surgimento
de reaccedilotildees Estas reaccedilotildees podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da
ferramenta
Estabilidade quiacutemica
10
Custo e facilidade de obtenccedilatildeo
11
Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de
produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso
limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades
especiacuteficas
Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante
12
Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua
fabricaccedilatildeo
Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900
13
14
Composiccedilatildeo
Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono
Limitaccedilatildeo
Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza
Aplicaccedilatildeo
Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como
- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para
fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma
15
Aplicaccedilatildeo
Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas
- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos
- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e
resistecircncia ao desgaste
16
Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado
publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris
Composiccedilatildeo
Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena
quantidade de manganecircs para evitar fragilidade
Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo
molibdecircnio
17
Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC
maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta
preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo
18
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Resistecircncia ao desgaste por abrasatildeo
8
Na regiatildeo de contato peccedila-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressotildees e presenccedila de
partiacuteculas muito duras Essas partiacuteculas devido ao movimento relativo entre os componentes
causa o raacutepido desgaste por abrasatildeo da ferramenta caso ela natildeo possua elevada
resistecircncia
Estabilidade quiacutemica
9
Na usinagem a ferramenta e a peccedila apresentam diferentes composiccedilotildees quiacutemicas e estatildeo
submetidas a elevadas temperaturas formando assim uma condiccedilatildeo favoraacutevel para o surgimento
de reaccedilotildees Estas reaccedilotildees podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da
ferramenta
Estabilidade quiacutemica
10
Custo e facilidade de obtenccedilatildeo
11
Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de
produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso
limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades
especiacuteficas
Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante
12
Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua
fabricaccedilatildeo
Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900
13
14
Composiccedilatildeo
Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono
Limitaccedilatildeo
Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza
Aplicaccedilatildeo
Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como
- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para
fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma
15
Aplicaccedilatildeo
Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas
- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos
- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e
resistecircncia ao desgaste
16
Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado
publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris
Composiccedilatildeo
Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena
quantidade de manganecircs para evitar fragilidade
Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo
molibdecircnio
17
Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC
maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta
preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo
18
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Estabilidade quiacutemica
9
Na usinagem a ferramenta e a peccedila apresentam diferentes composiccedilotildees quiacutemicas e estatildeo
submetidas a elevadas temperaturas formando assim uma condiccedilatildeo favoraacutevel para o surgimento
de reaccedilotildees Estas reaccedilotildees podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da
ferramenta
Estabilidade quiacutemica
10
Custo e facilidade de obtenccedilatildeo
11
Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de
produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso
limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades
especiacuteficas
Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante
12
Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua
fabricaccedilatildeo
Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900
13
14
Composiccedilatildeo
Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono
Limitaccedilatildeo
Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza
Aplicaccedilatildeo
Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como
- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para
fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma
15
Aplicaccedilatildeo
Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas
- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos
- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e
resistecircncia ao desgaste
16
Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado
publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris
Composiccedilatildeo
Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena
quantidade de manganecircs para evitar fragilidade
Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo
molibdecircnio
17
Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC
maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta
preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo
18
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Estabilidade quiacutemica
10
Custo e facilidade de obtenccedilatildeo
11
Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de
produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso
limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades
especiacuteficas
Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante
12
Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua
fabricaccedilatildeo
Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900
13
14
Composiccedilatildeo
Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono
Limitaccedilatildeo
Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza
Aplicaccedilatildeo
Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como
- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para
fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma
15
Aplicaccedilatildeo
Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas
- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos
- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e
resistecircncia ao desgaste
16
Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado
publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris
Composiccedilatildeo
Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena
quantidade de manganecircs para evitar fragilidade
Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo
molibdecircnio
17
Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC
maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta
preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo
18
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Custo e facilidade de obtenccedilatildeo
11
Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de
produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso
limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades
especiacuteficas
Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante
12
Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua
fabricaccedilatildeo
Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900
13
14
Composiccedilatildeo
Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono
Limitaccedilatildeo
Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza
Aplicaccedilatildeo
Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como
- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para
fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma
15
Aplicaccedilatildeo
Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas
- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos
- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e
resistecircncia ao desgaste
16
Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado
publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris
Composiccedilatildeo
Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena
quantidade de manganecircs para evitar fragilidade
Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo
molibdecircnio
17
Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC
maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta
preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo
18
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante
12
Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua
fabricaccedilatildeo
Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900
13
14
Composiccedilatildeo
Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono
Limitaccedilatildeo
Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza
Aplicaccedilatildeo
Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como
- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para
fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma
15
Aplicaccedilatildeo
Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas
- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos
- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e
resistecircncia ao desgaste
16
Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado
publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris
Composiccedilatildeo
Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena
quantidade de manganecircs para evitar fragilidade
Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo
molibdecircnio
17
Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC
maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta
preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo
18
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua
fabricaccedilatildeo
Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900
13
14
Composiccedilatildeo
Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono
Limitaccedilatildeo
Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza
Aplicaccedilatildeo
Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como
- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para
fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma
15
Aplicaccedilatildeo
Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas
- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos
- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e
resistecircncia ao desgaste
16
Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado
publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris
Composiccedilatildeo
Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena
quantidade de manganecircs para evitar fragilidade
Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo
molibdecircnio
17
Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC
maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta
preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo
18
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
14
Composiccedilatildeo
Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono
Limitaccedilatildeo
Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza
Aplicaccedilatildeo
Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como
- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para
fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma
15
Aplicaccedilatildeo
Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas
- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos
- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e
resistecircncia ao desgaste
16
Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado
publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris
Composiccedilatildeo
Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena
quantidade de manganecircs para evitar fragilidade
Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo
molibdecircnio
17
Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC
maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta
preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo
18
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Aplicaccedilatildeo
Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como
- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para
fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma
15
Aplicaccedilatildeo
Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas
- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos
- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e
resistecircncia ao desgaste
16
Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado
publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris
Composiccedilatildeo
Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena
quantidade de manganecircs para evitar fragilidade
Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo
molibdecircnio
17
Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC
maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta
preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo
18
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Aplicaccedilatildeo
Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas
- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos
- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e
resistecircncia ao desgaste
16
Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado
publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris
Composiccedilatildeo
Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena
quantidade de manganecircs para evitar fragilidade
Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo
molibdecircnio
17
Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC
maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta
preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo
18
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado
publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris
Composiccedilatildeo
Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena
quantidade de manganecircs para evitar fragilidade
Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo
molibdecircnio
17
Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC
maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta
preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo
18
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC
maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta
preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo
18
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Accedilo Raacutepido com Cobalto
O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade
19
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN
O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD
(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta
20
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Caracteriacutesticas
- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta
- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN
- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila
21
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922
Caracteriacutesticas
elevada resistecircncia a quente
temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o
metal duro
22
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Composiccedilatildeo
tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se
usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o
niacutequel
23
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie
diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de
carbono e 13 de cobalto
24
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Caracteriacutestica
Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste
Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante
Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura
25
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
26
Propriedades Variam com
- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes
- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Composiccedilatildeo
O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente
27
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO
28
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Prensagem
29
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Sinterizaccedilatildeo
30
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Retiacutefica
31
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Escova
32
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Cobertura CVD PVD
33
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
CVD PVD
Processos de revestimentos para ferramentas
Cobertura CVD PVD
Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor
Deposiccedilatildeo fiacutesica
a vapor
34
FabrPast
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
35
Dure
za V
ickers
[kgf
mm
sup2]
Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0
500
1000
2000
1500
accedilo raacutepido
MD 15 Co
MD 6 Co
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Seleccedilatildeo
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha
Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido
Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste
Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis
36
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS
ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA
FERRO FUNDIDO E LATOtildeES
37
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]
Dureza [HV]
Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]
P01 30 64 6 72 1800 75
P10 55 36 9 104 1600 140
P20 76 14 10 119 1500 150
P30 82 8 10 13 1450 170
P40 77 12 11 131 1400 180
P50 70 14 16 129 1300 200
M10 84 10 6 131 1650 140
M20 82 10 8 134 1550 160
M30 81 10 9 144 1450 180
M40 78 7 15 135 1300 200
K10 92 2 6 148 1650 150
K20 915 25 6 148 1550 170
K30 89 2 912 145 1450 190
K40 88 - 143 1300 210
38
TEN
ACID
AD
E
+ RES AO
DESG
ASTE
+
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
CERMET
Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)
O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a
deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo
plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets
avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo
39
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Caracteriacutestica
- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo
- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada
- alta estabilidade quiacutemica
40
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Aplicaccedilatildeo
Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e
imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais
de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na
usinagem
41
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
CERAcircMICA
Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio
Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais
42
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
CERAcircMICA
Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio
base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica
- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo
43
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)
44
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2
(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade
Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel
45
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados
Alumiacutenio pois reage quimicamente
Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte
Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica
46
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta
47
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila
48
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros
- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta
49
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou
ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura
- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante
Prof Fernando Penteado 50
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico
Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon
51
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm
52
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Limitaccedilatildeo
- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono
- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
53
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte
54
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
55
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
56
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte
ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos
Classes
57
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo
lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha
58
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Acabamento
Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos
f = 01 - 03 mmrot
ap = 05 - 20 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
59
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
60
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
Usinagem Meacutedia
Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve
Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo
f = 02 - 05 mmrot
ap = 15 - 50 mm
Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha
61
62
62