AULA_16

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USINABILIDADE DOS 
MATERIAIS
Processos de Fabricação II
Janaina Fracaro de Souza
2
DESGASTES DA FERRAMENTA
• Desgaste de Flanco ou Largura do desgaste na
superfície principal de folga (VB): é o
desenvolvimento de uma zona de desgaste da
ferramenta devido à ação abrasiva existente entre a
ferramenta e a superfície nascente gerada na peça
pela usinagem.
DESGASTES DA FERRAMENTA
• Desgaste de Cratera ou Desgaste na superfície de
saída da ferramenta (KT) : a principal causa do
desgaste de cratera é a difusão, uma vez que ocorrem
elevadas temperaturas na interface cavaco/sup. de
saída, assim sendo o desgaste aumenta com o aumento
das condições de corte (Vc).
MEDIDAS DE DESGASTES 
DESGASTES DA FERRAMENTA
• Entalhes: originam-se principalmente nas
extremidades da aresta de corte, o que pode
desencadear a deterioração prematura da aresta da
ferramenta.
• A morfologia do entalhe depende em grande parte da
precisão de posicionamento da aresta de corte. Pode
ocorrer tanto na superfície principal de folga como na
superfície secundária de folga da ferramenta.
DESGASTES DA FERRAMENTA
• O entalhe ocorre principalmente na usinagem de
materiais resistentes a altas temperaturas (ligas de
níquel, titânio, cobalto e aço inoxidável), devido à
abrasão, difusão e “attrition”, influenciada pelas
interações com a atmosfera (oxidação).
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Mecanismo de abrasão na 
ferramenta de corte
Mecanismo de difusão ocorrido na 
superfície de saída da ferramenta
Desgaste por oxidação da aresta de 
corte da ferramenta
EXEMPLOS DE QUEBRA
EXEMPLOS DE LASCAMENTO
AVARIAS DA FERRAMENTA
Deformação Plástica:
• É uma avaria da ferramenta em função de elevadas
pressões e temperaturas, gerando deformação
plástica da aresta de corte, que toma uma forma bem
típica.
EXEMPLOS DE DEFORMAÇÃO PLÁSTICA
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Resumo
Mecanismos de desgaste
• A velocidade de corte é de extrema importância no desgaste da ferramenta. 
Em velocidades baixas, o desgaste é severo devido ao cisalhamento de 
aresta postiça de corte e da aderência. 
• Porém, em velocidades altas, a intensificação do desgaste se deve 
principalmente a fatores como a temperatura de corte, a abrasão mecânica, 
a difusão e a oxidação.
Diagrama esquemático dos mecanismos de desgaste em diferentes temperaturas de 
corte
Avarias e Desgastes de Ferramentas de Corte
Resumo 
18
• Usinabilidade pode ser definida como uma 
grandeza tecnológica que expressa, por 
meio de um valor numérico comparativo, um 
conjunto de propriedades de usinagem, de 
um material em relação a outro tomado 
como padrão.
• Em outras palavras, pode-se entender 
usinabilidade como o grau de dificuldade de 
se usinar um determinado material
Índice de Usinabilidade
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Propriedades de usinagem de um material
(aquelas que expressam seu efeito sobre 
grandezas mensuráveis inerentes ao processo 
de usinagem):
• Vida da ferramenta;
• Acabamento superficial da peça;
• Esforços de corte;
• Temperatura de corte;
• Produtividade;
• Características do cavaco.
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Cuidado com o termo usinabilidade
• Um material que tenha uma boa 
usinabilidade, quando se leva em conta 
uma propriedade de usinagem, como por 
exemplo a vida da ferramenta e não 
possuir boa usinabilidade quando se leva 
em conta outra propriedade, como por 
exemplo a rugosidade da peça usinada.
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A Usinabilidade depende:
• Estado metalúrgico da peça;
• Dureza;
• Propriedades mecânicas do material;
• Composição química;
• Operações anteriores efetuadas sobre 
o material (sejam a frio ou a quente) e 
de eventual encruamento.
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A usinabilidade não depende somente das 
condições intrínsecas do material, mas também:
• Condições de usinagem;
• Características da ferramenta;
• Condições de refrigeração;
• Rigidez do sistema máquina-dispositivo de 
fixação-peça-ferramenta;
• Tipos de trabalhos executados pela ferramenta 
(operação empregada, corte contínuo ou 
intermitente, condições de entrada e saída da 
ferramenta).
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Assim, por exemplo.
• um material pode ter um valor de 
usinabilidade baixo em certas 
condições de usinagem e um valor 
maior em outras condições de 
usinagem
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9.1 Ensaios de Usinabilidade:
• Ensaio de longa duração, onde o material 
ensaiado e o material tomado como 
padrão são usinados até o fim da vida da 
ferramenta, ou até um determinado valor 
de desgaste da ferramenta (VB ou KT), em 
diversas velocidades de cortes diferentes.
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Este ensaio permite a obtenção 
da velocidade de corte para uma 
vida determinada da ferramenta 
(20 minutos – vc20 ou 
60 minutos – vc60)
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O índice de usinabilidade (I.U.) é então dado pela 
relação entre a vc20 (ou vc60) do material ensaiado e 
aquela correspondente ao material tomado como 
padrão, ao qual se dá o índice 100%
• I.U. = vc20 (mat. Ensaiado)
vc20 (padrão)
• O material padrão mais utilizado quando se 
trata de ensaios de aços é o aço AISI B 1112
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Outros ensaios, chamados de curta duração:
• Usando além do critério de vida da ferramenta, outros 
critérios tais como a força de usinagem, o acabamento 
superficial, etc..
• São chamados de curta duração, porque são utilizadas 
condições forçadas de usinagem e/ou materiais de 
ferramentas pouco resistentes ao desgaste, a fim de que 
a vida da ferramenta termine rapidamente e o ensaio 
possa ser realizado em curto espaço de tempo.
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Vantagens dos ensaios de curta duração:
• Quando o critério é a força de usinagem ou a 
rugosidade da peça, o ensaio é de curta 
duração, pois com somente algumas 
passadas da ferramenta na peça, pode-se 
obter os valores desejados, não se 
necessitando que o desgaste cresça até o 
fim da vida da ferramenta.
29
9.2 A Usinabilidade e as Propriedades do 
Material
• É comum se pensar que a usinabilidade é uma 
propriedade ligada à dureza do material da 
peça e à sua resistência mecânica.
• Assim, segundo esse raciocínio, um material 
mole é de boa usinabilidade e um material duro 
de baixa usinabilidade.
• Porém, esse raciocínio é falso.
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Embora a dureza e a resistência mecânica sejam 
fatores importantes de influência na 
usinabilidade do material
• Outros fatores também são bastante 
importantes, como a quantidade de 
inclusões e de aditivos para melhorar a 
usinabilidade, a quantidade de partículas 
duras, a micro-estrutura, a tendência ao 
empastamento do cavaco do material na 
superfície de saída da ferramenta, etc..
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•Por exemplo, pode-se ter um aço inoxidável 
tipo AISI 303 (que possui sulfetos de manganês 
para melhorar sua usinabilidade) com dureza 
idêntica ao tipo AISI 316. 
Porém, a usinabilidade do primeiro é muito 
maior do o segundo.
32
Como as propriedades dos 
materiais podem influenciar 
na usinabilidade?
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Dureza e Resistência 
Mecânica
• Valores baixos de dureza e resistência mecânica 
normalmente favorecem a usinabilidade.
• Quando porém se tem materiais muito dúcteis a 
baixa dureza pode causar problemas, pois facilita 
a formação de aresta postiça de corte.
• Nestes casos, é bom que a dureza seja 
aumentada através de trabalho a frio.
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Ductilidade
• Baixos valores de ductilidade são 
geralmente benéficos a usinabilidade.
• A formação de cavacos curtos é facilitada e 
se tem menor perda de energia com o atrito 
cavaco-superfície de saída da ferramenta.
• Porem, em geral, consegue-se baixa 
ductilidade com alta dureza e vice-versa.
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Condutividade Térmica
• Uma alta condutividade térmica do material 
da peça significa que o calor gerado pelo 
processo é rapidamente retirado da região 
de corte e, assim. a ferramenta não é 
excessivamente aquecida e, portanto, não se 
desgasta tão rapidamente.
• Então, uma alta condutividade térmica 
favorece a usinabilidade do material.
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Condutividade térmica
• Porém, esta propriedade não pode ser 
facilmente alterada dentro de um 
determinado grupo de materiais, isto é, 
todos os aços sem liga tem 
condutividade térmica similares, o 
mesmo acontecendo entre os açosligados, aços inoxidáveis, alumínios, 
ferros fundidos, etc.
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•Dentre os tipos de materiais mais 
usinados, os que tem maior 
condutividade térmica são os 
alumínios, seguidos pelos aços sem 
liga, vindo depois os aços ligados e 
os aços inoxidáveis.
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Taxa de Encruamento
• Os Aços inoxidáveis austeníticos são materiais 
que possuem alta taxa de encruamento, requer muita 
energia para a formação do cavaco ( baixa 
usinabilidade).
• Com isso, o corte acarretará um aumento de dureza 
numa fina camada da superfície usinada. 
• Também devido à alta de encruamento, a formação da 
aresta postiça de corte fica facilitada.
• Os aços carbonos são materiais que possuem baixas 
taxas de encruamento (alta usinabilidade).
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Como usinar com eficiência materiais 
com alta taxa de encruamento?
• Usar ferramenta com aresta de afiada e 
ângulo de saída bem positivo, a fim de que a 
deformação causada no cavaco seja pequena.
• Nestes materiais, um encruamento anterior à 
usinagem, através de trabalho a frio, pode ser 
vantajoso, pois diminui a ductilidade do 
material e, reduz a possibilidade de formação 
de aresta postiça de corte.
40
9.3- fatores Metalúgicos que Afetam a 
Usinabilidade das Ligas de Alumínio
• O alumínio em geral pode ser facilmente 
usinado.
• A energia consumida por unidade de volume 
do metal é muito baixa.
• Apenas o magnésio e sua ligas podem ser 
usinadas com a mesma taxa de energia 
consumida e o desgaste da ferramenta 
raramente é um problema.
41
Exceção feita
• As ligas de alumínio-silício, onde as 
partículas de silício presentes são 
altamente abrasivas e desgastam 
rapidamente a ferramenta de metal duro.
42
As temperaturas de usinagem são 
geralmente baixas e altas velocidades de 
corte podem ser usadas.
• Com relação porém aos critérios de 
usinabilidade baseados na rugosidade da 
peça e na característica do cavaco, não se 
pode dizer que o alumínio tenha uma boa 
usinabilidade, pois, o cavaco formado é 
longo e o acabamento superficial 
insatisfatório.
43
solução
• Porém, bons acabamentos superficiais 
podem ser obtidos se a velocidade de corte 
for suficientemente alta e a geometria da 
ferramenta for adequada.
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Usinagem do alumínio
• A usinagem do alumínio pode ser 
afetada pelos elementos de liga, 
impurezas, processos de fundição e 
tratamentos aplicados ao metal.
• As propriedades mecânicas e térmicas 
do alumínio são fatores decisivos na 
usinagem de sua ligas.
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Propriedade 
física
Alumínio Aço
Módulo de 
elasticidade
(MPa)
70.000 210.000
O alumínio apresenta um módulo de elasticidade de 1/3 do módulo 
de elasticidade do aço.
Isto significa que, sob a mesma força de corte, o 
alumínio se deforma três vezes mais que o aço.
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Baixo módulo de elasticidade
• Este fato tem conseqüências negativas na 
obtenção de boas superfícies usinadas e 
pode gerar deformações indesejadas da 
peça.
• Devido a isto também, não se deve utilizar 
esforços exagerados na fixação da peça.
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Embora algumas ligas de alumínio apresentem 
um limite de resistência equivalente ao aço de 
baixo carbono, em temperatura ambiente, em 
temperaturas elevadas essa resistência é 
bastante reduzida
48
•Este fato favorece a usinagem destas ligas, já 
que a elevação da temperatura é inerente ao 
processo de usinagem e, as ligas de alumínio, 
por possuírem alta condutividade térmica, 
atraem para a peça boa parte do calor gerado.
• Assim, as forças de corte necessárias para 
a usinagem das ligas de alumínio são bem 
baixas, quando comparadas com as forças 
relativas aos aços.
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•A alta condutividade térmica do alumínio 
favorece a usinabilidade mas é necessário 
que a dureza da liga seja maior que 80 HB 
para reduzir a tendência à formação da 
aresta postiça de corte.
O coeficiente de dilatação térmica do 
alumínio, por ser maior que o aço e do latão, 
pode gerar dificuldades de obtenção de 
tolerâncias apertadas.
50
•Para se evitar a aparição da aresta postiça de 
corte e garantir um cisalhamento perfeito do 
cavaco, as ferramentas para corte de alumínio 
possuem aresta afiada 
( sem raio na aresta) com ângulos bastante 
positivo.
51
A figura 9.1 mostra a geometria típica de 
uma pastilha de torneamento para 
usinagem de ligas de alumínio
Ferramenta com aresta afiada e ângulos positivos
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FERRAMENTAS DE METAL DURO 
UTILIZADAS NA USINAGEM DO ALUMÍNIO
• O material de ferramenta típico para 
usinagem de ligas de alumínio (com exceção das 
ligas de alumínio-silício) é o metal duro classe K
sem cobertura.
• A classe K é recomendada pois as temperaturas 
de corte são baixas e, por isso, 
a formação do desgaste de cratera via processo 
difuso não é um problema.
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• Por outro lado, metais duros a base de 
carboneto de titânio (classe P) são 
inadequados para a usinagem de 
alumínio, devido à grande afinidade 
físico-química entre o alumínio e o 
titânio.
08/06/2017
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Metal DuroSeleção:
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha:
Material da peça Operação
Condição de usinagem
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• A ferramenta é sem cobertura pois não se 
necessita grande resistência ao desgaste e, 
por outro lado, requer-se uma aresta bastante 
afiada, o que não é fácil de ser obtido com 
espessas camadas de cobertura sobre a 
ferramenta. 
• Além disso, como já foi observado, coberturas 
com titânio não poderiam ser utilizadas.
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A tabela 9.1 mostra alguns elementos 
utilizados na formação de ligas de 
alumínio e sua respectivas influências na 
usinabilidade da liga
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Tabela 9.1 – Elementos de Liga e suas Influências na 
Usinabilidade do Alumínio
Elementos de Liga Influência na Usinabilidade
Sn, Be e Pb Atuam como lubrificantes e como fragilizadores do cavaco.
Fe, Mn, Cr e Ni Combinam entre si ou com o alumínio e/ou para formarem 
partículas duras, que favorecem a quebra do cavaco e que, em 
grande quantidade, tem efeito abrasivo sobre a ferramenta.
Mg Em teores pequenos (cerca de 0,3%) aumenta a dureza do cavaco 
e diminui o coeficiente de atrito entre cavaco e ferramenta.
Si Aumenta a abrasividade da peça – a vida da ferramenta diminui 
com o aumento do tamanho da fase primária do silício.
Cu Forma o intermetálico CuAl, que fragiliza o cavaco
Zn Não exerce influência na usinabilidade.
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Ferramenta de diamante
• As ligas eutéticas e hiper-eutéticas de alumínio-
silício geram altas taxas de desgaste de flanco.
• Ferramentas de diamante policristalino tem sido 
usadas com sucesso sem um desgaste 
excessivo, que geralmente acontece quando elas 
são usinadas com ferramentas de metal duro.
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Ferramenta de diamante
• A usinagem de ligas de alumínio com 
ferramenta de diamante é realizada com 
alta velocidade de corte (100 a 
3000m/min), com valores limitados pela 
máquina-ferramenta e não pelo desgaste.
• Além disso, o acabamento obtido é no 
torneamento é com rugosidade 
equivalente a retífica.
Diamante
Diamante Policristalino 
- Material sintético obtido em 
condições de extrema pressão 
e temperatura; 
- Propriedades semelhante ao 
encontrado no diamante 
natural, porém mais 
homogênio; 
- São usados na usinagem de 
materiais não ferrosos e 
sintéticos; 
- Ocorre grafitização para uma 
determinada condição de 
corte. 
62
9.4 – Fatores Metalúrgicos que afetam 
a Usinabilidade dos Aços
• Primeiro fator metalúrgico – a dureza.
• Aços de baixo carbono com baixa dureza e alta 
ductilidade tem tendência à formação da aresta 
postiça de corte, com conseqüente redução da 
vida da ferramenta e deterioração do 
acabamento superficial.
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Cont. – Fatores Metalúrgicos que afetam 
a Usinabilidade dos Aços
• Uma maior percentagem de carbono melhora 
a usinabilidade devido ao aumento da dureza 
e diminuição da ductilidade.
• Em termos da influência da dureza do aço na 
usinabilidade, pode-se dizer que 200 HB é o 
valor médio.
• A medida que se diminui a dureza abaixo esse 
valor, a tendência à formaçãod aresta postiça 
de corte aumenta.
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Cont. – Fatores Metalúrgicos que afetam 
a Usinabilidade dos Aços
• Quando se aumenta a dureza acima deste 
valor, o desgaste da ferramenta via abrasão 
e difusão passa a ser um fator que afeta 
negativamente a usibilidade do material.
• Uma boa medida para promover o aumento 
da dureza e diminuição da ductilidade de 
aços de baixo carbono (dureza menor que 
200 HB) é promover seu encruamento via 
trabalho a frio.
65
A figura 9.2 mostra a comparação em 
termos de vida da ferramenta para um 
aço ABNT 1016 (baixo carbono) em 
diversas operações de usinagem
66
A vida da ferramenta aumentou em todos os casos após a 
trefilação a frio das barras deste aço, operação que causou o 
acréscimo de dureza das peças de cerca de 125 HB para 180 HB
67
Um segundo fator metalúrgico que 
afeta a usinabilidade dos aços é a 
microestrutura
• A figura 9.3 mostra alguns exemplos de 
como a variação da microestrutura, via 
mudança de fase ocasionada por tratamento 
térmico, afeta a usinabilidade.
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Pode-se ver na figura 9.3 A que a estrutura 
martensítica é muito dura e resistente e gera uma vida 
muito baixa da ferramenta de metal duro.
69
• Como foi visto no capítulo 5, aços com 
estruturas abrasivas somente podem ser 
usinadas com eficiência via processos 
abrasivos ou utilizando-se de materiais para 
ferramentas ultra-resistentes, como o 
cerâmico e o nitreto cúbico de boro.
Nitreto de Boro Cúbico Cristalino (CBN)
Material relativamente jovem, introduzido nos anos 50 e mais 
largamente nos anos 80, devido a exigência de alta estabilidade e 
potência da máquina-ferramenta.
Característica:
- São mais estáveis que o diamante, especialmente contra a oxidação; 
- Dureza maior que a do diamante; 
- Alta resistência à quente; 
- Excelente resistência ao desgaste; 
- Relativamente quebradiço; 
- Alto custo; 
- Excelente qualidade superficial da peça usinada; 
- Envolve elevada força de corte devido a necessidade de geometria de 
corte negativa, alta fricção durante a usinagem e resistência oferecida 
pelo material da peça.
Nitreto de Boro Cúbico Cristalino (CBN)
Aplicação:
- Usinagem de aços duros; 
- Usinagem de desbaste e de acabamento; 
- Cortes severos e interrompidos; 
- Peças fundidas e forjadas; 
- Peças de ferro fundido coquilhado; 
- Usinagem de aços forjados 
- Componentes com superfície endurecida; 
- Ligas de alta resistência a quente(heat resistant alloys); 
- Materiais duros (98HRC). Se o componente for macio (soft), 
maior será o desgaste da ferramenta.
Nitreto de Boro Cúbico Cristalino (CBN)
Fabricação
- Os cristais de boro cúbico são ligados por cerâmica ou ligante metálico, 
através de altas pressões e temperatura.
- As partículas orientadas a esmo, conferem uma densa estrutura 
policristalina similar a do diamante sintético. 
- As propriedades do CBN podem ser alteradas através do tamanho do 
grão, teor e tipo de ligante.
Ligante
- CBN fabricados com ligantes de cerâmica possui melhor estabilidade 
química e resistência ao desgaste; 
- CBN sobre substrato de metal duro, oferecem melhor resistência ao 
choque.
Nitreto de Boro Cúbico Cristalino (CBN)
• Recomendações
- Alta velocidade de corte e baixa taxa de 
avanço (low feed rates); 
- Usinagem a seco para evitar choque 
térmico.
Nomes comerciais
- Amborite; 
- Sumiboron; 
- Borazon.
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Já a figura 9.3.B mostra que, quando se passa de uma liga 
com 10% de ferrita e 90% de perlita para uma liga com 35% 
de ferrita e 65% de perlita, a vida da ferramenta cresce 
substancialmente, apesar da dureza da peça ter decrescido 
somente de 6%
75
• Isto acontece devido ao fato de que, 
quando se diminui o teor de perlita, 
diminui-se também o teor de cementita.
76
Terceiro fator metalúrgico:
a presença de inclusões
• Macro-inclusões (diâmetro > 150 mm).
• Muito duras e abrasivas – aços de baixa 
qualidade – muitas vezes responsáveis pela 
quebra súbita da ferramenta de usinagem
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As micro-inclusões estão sempre presentes nos 
aços. O efeito delas na usinabilidade dos aços 
pode ser dividido em:
• Inclusões indesejáveis – são partículas duras 
e abrasivas como carbonetos e óxidos de 
alumínio.
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• Inclusões que não causam muito dano à 
usinabilidade – são os óxidos de manganês
e de ferro.
• A deformabilidade deles é maior que a do 
grupo anterior e elas conseguem fazer parte 
do fluxo do cavaco.
79
• Inclusões desejáveis em velocidades de corte 
altas – são os silicatos (Si).
• A razão para isso é que os silicatos em altas 
temperaturas perdem muito a sua dureza.
80
Último fator metalúrgico : 
a presença de elementos de liga
• Alguns elementos de liga tem efeito positivo na 
usinabilidade, como o chumbo, o enxofre e o 
fósforo, que geralmente estão presentes em 
aços de usinabilidade melhorada.
• Por outro lado, elementos formadores de 
carbonetos, como o vanádio, o molibdênio, o 
nióbio e o tungstênio, tem efeito negativo na 
usinabilidade.
81
Efeito do carbono
• O carbono em teores de 0,3 a 0,6% tende a melhorar a 
usinabilidade.
• Com teores menores que estes, o material fica muito 
dúctil e com dureza muito baixa, causando à formação 
da aresta postiça de corte e a dificuldade da quebra do 
cavaco.
• Com teores maiores que 0,6% de carbono, o material 
se torna muito duro e abrasivo, desgastando muito 
rapidamente a ferramenta.
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Aços de Usinabilidade Melhorada 
( ou de Usinagem Fácil)
• A) Tipos com inclusões não Metálicas.
• Essas inclusões são de sulfeto de manganês e de 
ferro (principalmente o primeiro), os quais são 
insolúveis no aço (aço ressulfurado).
• As inclusões de MnS atuam como lubrificante, 
impedindo que o cavaco adira à ferramenta e destrua 
a sua aresta cortante, além de melhorar a qualidade 
superficial da peça.
• A velocidade de corte pode ser até duplicada em 
relação à utilizada em aços não ressulfurados.
83
A tabela 9.2 mostra a composição química de 
alguns aços Ressulfurados.
84
B) Tipos com Introdução de Chumbo
• A maioria dos aços da série 10XX e 11XX 
pode ser encontrada com adição de chumbo, 
em teores de 0,15 a 0,35%.
• Com a introdução de chumbo, a produção de 
peças de responsabilidade como bombas 
(aço SAE 41L50), pistões (aço SAE 11L26), 
aparelho domésticos (aço SAE 86L20), 
aumentou em até 100%.
• O “L” no meio dos números significa que o 
aço contém chumbo ou “lead” em inglês.
85
• Aços Inoxidáveis são ligas ferrosas que 
possuem um mínimo de de 12% de cromo 
com finalidade de resistir a corrosão.
• Os aços inoxidáveis são divididos em 3 
classes, de acordo com sua estrutura:
• Ferríticos, martensíticos (série 400) e
• Austeníticos (série 300).
9.4.2 – Aços Inoxidáveis
86
Características de usinagem que 
variam para cada tipo de aço
• Os aços austeníticos formam cavacos longos 
que tem tendência a empastar sobre a 
superfície de saída da ferramenta (tem alta 
taxa de encruamento e grande zona 
plástica), podendo resultar na formação da 
aresta postiça de corte.
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Características de usinagem que 
variam para cada tipo de aço
• Os aço inoxidáveis martensíticos com altos 
teores de carbono são difíceis de usinar 
devido à alta dureza, que exige um maior 
esforço de corte devido à presença de 
partículas duras e abrasivas de carboneto 
de cromo.
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• Pode-se considerar os aços austeníticos 
como aqueles que apresentam a maior 
dificuldade para serem usinados, devido 
aos fatores citados acima. 
• Outras características que dificultam a 
usinagem destes aços são:
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• Baixa condutividade térmica que dificulta a 
extração do calor da região de corte, o que 
facilita o desgaste da ferramenta;
• Alto coeficiente de atrito, que tem como 
conseqüência, o aumento do esforço e do 
calor gerado;
• Alto coeficiente de dilatação térmica, o que 
torna difícil a manutenção de tolerâncias 
apertadas.
90
Procedimentos para combater o 
encruamento do material no processo de 
usinagem:
• Adicionarelementos de liga que formam 
inclusões frágeis, reduzindo a ductilidade e 
promovendo a quebra do cavaco. O sulfeto de 
manganês (MnS) é freqüentemente utilizada 
para melhorar a usinabilidade destes aços.
• O aço ABNT 303, por exemplo, é um aço com 
usinabilidade melhorada por conter alto teor de 
sulfeto de manganês.
91
Cont. Procedimentos para combater o 
encruamento do material no processo de 
usinagem:
• Um outro procedimento é empregar o aço 
austenítico levemente encruado por 
trefilação ou por algum outro processo de 
deformação a frio anterior à usinagem.
92
A figura 9.4 mostra um diagrama com 
indicações gerais sobre as velocidades de 
corte e os avanços para o torneamento de 
aços inoxidáveis com inserto de metal duro
93
Região A – alta taxa de desgaste de cratera, devido ao processo 
difusivo causado pela alta temperatura gerada (alta velocidade de 
corte).
Região B – deformação plástica da ferramenta (alto avanço)
Região C – empastamento do cavaco ( Vel. devcorte baixa)
Região D – alguma def. plástica da ferramenta.
Região E – algum desgaste de cratera.
94
9.5 – Fatores Metalúrgicos que Afetam 
a Usinabilidade dos Ferros Fundidos
• Ferros Fundidos são ligas de ferro-carbono com 
percentagem de carbono entre 2 e 4%, contendo 
ainda outros elementos de liga como o silício, o 
manganês, o fósforo e o enxofre, além do níquel, 
cromo, molibdênio e cobre.
• Suas principais propriedades são a boa rigidez, 
resistência à compressão e baixo ponto de fusão, o 
que possibilita a utilização da fundição como 
processo de fabricação.
95
• O carbono está presente nestas ligas como 
carboneto (cementita) e como carbono livre 
(grafite).
• O teor de cada uma destas formas depende 
parcialmente da quantidade de outros 
elementos de liga.
• Um ferro fundido com alto teor de silício 
apresentará muito carbono livre e quase 
nenhuma cementita ( o silício é um poderoso 
grafitizante)
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• Ferro Fundido Cinzento -alto silício, entre 1 a 3%, 
grafita em forma de lamelas.
• Ferro Fundido Branco – baixo silício, muita 
cementita e pouca grafita, é duro e frágil.
• Ferro Fundido Maleável – tratamento térmico 
transforma o ferro fundido branco em maléavel, 
dúctil e resistente. Grafite em forma de nódulos.
• Ferro Fundido Nodular – inoculação. Grafite 
esferoidal. A resistência mecânica, a tenacidade e a 
ductilidade aumentam consideravelmente.
Tipos de Ferros Fundidos:
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A figura 9.5 mostra uma comparação entre estes tipos 
de ferros fundidos com respeito à usinabilidade
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• O ferro fundido branco (cheio de carbonetos 
duros e abrasivos) tem uma usinabilidade da 
ordem de 10 vezes menor que o cinzento.
• O ferro fundido cinzento forma cavacos de 
ruptura, enquanto os maleáveis e nodulares 
formam cavacos longos.
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• Na usinagem de ferros fundidos cinzentos 
não se utiliza fluído de corte líquidos, pois 
este poderia carregar os minúsculos 
cavacos formados consigo e fazê-los 
penetrar nas partes de atrito da máquina-
ferramenta, danificando-a.
100
• Com isso, se torna difícil a obtenção de 
tolerâncias apertadas, devido ao fato de 
que a peça se aquece bastante e, com 
isso, se dilata muito. A opção para 
operações de usinagem em acabamento 
de ferros fundidos cinzentos é a utilização 
de ar comprimido como fluido refrigerante.
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• Além da influência do silício na usinabilidade via 
formação de ferro fundido cinzento, outros 
elementos de liga também influem na usinabilidade
dos ferros fundidos. A influência destes pode ser 
dividida em 2 tipos:
1. Os formadores de carbonetos (cromo, cobalto, 
manganês, molibdênio e vanàdio) que prejudicam 
a usinabilidade.
Continuação:
2. Os grafitizantes (silício, níquel, alumínio e 
cobre) que auxiliam a usinabilidade.
• O enxofre de manganês também é utilizado 
nos ferros fundidos para melhorar a 
usinabilidade
102
103
• Para concluir, em termos gerais pode ser 
dito que quanto maior a dureza e a 
resistência de um tipo de ferro fundido pior é 
sua usinabilidade.
• THE END