USINAGEM FERRAMENTAS

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– 50 mil anos atrás (Paleolítico – Pedra Lascada)
Emprego de ferramentas de pedra com gumes afiados por lascamento, adaptando a geometria de corte à tarefa a ser
EVOLUÇÃO DOS MATERIAS DE FERRAMENTA
O primeiro metal surgiu quando pedras de minério de ferro foram usadas em fogueiras para aquecer as cavernas. 
Pelo efeito combinado do calor e da adição de carbono pela madeira carbonizada, o minério transformou-se em metal. 
A evolução ao longo dos séculos levou a sofisticação dos métodos de fabricação e combinações de elementos, resultando nos materiais de alto desempenho hoje disponíveis.
DESCOBERTA DO METAL
 
ELEVADA DUREZA A FRIO E A QUENTE.
Ou seja, é a resistência oferecida pelo material à penetração, ao desgaste, e ao atrito.
Mede-se usualmente a dureza com auxílio de penetrador que tem a forma de uma esfera/pirâmide com dimensões e cargas padronizadas. ( Brinell, Rchwell etc.)
A dureza da ferramenta deve ser bem maior que a do material a ser usinado, porém, dentro de certos limites para que este não se torne muito quebradiço (frágil).
EXIGÊNCIAS BÁSICAS PARA UM MATERIAL DE CORTE
 
EXIGÊNCIAS BÁSICAS PARA UM MATERIAL DE CORTE
 
TENACIDADE
 
É a capacidade que o material tem de absorver energia (deformar-se) até fraturar-se, incluindo a deformação plástica.
O material deve ter uma boa tenacidade para resistir aos 
choques E impactos que ocorrem durante a usinagem, evitando 
com isso o surgimento de trincas e lascamento Da ferramenta.
 
EXIGÊNCIAS BÁSICAS PARA UM MATERIAL DE CORTE
RESISTÊNCIA AO DESGASTE POR ABRASÃO 
Na região de contato entre a peça-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressões e presença de partículas muito duras.
Essas partículas, devido ao movimento relativo entre os componentes (peça-ferramenta-cavaco, penetram no material da ferramenta.
Essas partículas funcionam como um abrasivo podendo
 ocorrer(desgaste),caso a ferramenta não possua elevada resistência.
 
EXIGÊNCIAS BÁSICAS PARA UM MATERIAL DE CORTE
ESTABILIDADE QUÍMICA 
Na usinagem a ferramenta e a peça apresentam diferentes 
composições químicas e estão submetidas a elevadas 
temperaturas, formando assim uma condição favorável para
 o surgimento de reações.
Estas reações caracterizam-se pela troca de elementos químicos
 da peça para ferramenta e vice-versa, levando ao desgaste e 
perdas de propriedade da ferramenta.
 
EXIGÊNCIAS BÁSICAS PARA UM MATERIAL DE CORTE
Custo e facilidade de obtenção. 
Existem materiais para ferramenta que são fáceis de fabricar e apresentam baixo custo de produção. No entanto, não apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso limitado, exemplo: aço ferramenta.
Por outro lado, tem-se a disposição materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistência ao desgaste, porém com elevado custo.
Portanto o balanço qualidade-custo deverá ser adequado a necessidades específicas.
 
EVOLUÇÃO DOS MATERIAIS DE CORTE
● Aço ferramenta (1868)
● Aço rápido (1900)
● Stellite (1910)
● Metal duro (1926)
● Cerâmicas (1938)
● Nitreto de boro cúbico (década de 50)
● Diamante mono e policristalino (década de 70)
 
AÇO FERRAMENTA
O nome aço ferramenta se aplica a liga ferro e carbono, ou seja , um aço ao carbono.
Foi o único material (aço) empregado na confecção de ferramentas de corte até 1900.
Sua composição química podia variar de 0.8 a 1.5% de carbono.
Após o surgimento do aço rápido seu uso reduziu-se a aplicações secundárias, tais como:
Reparos, uso doméstico e de lazer.
Ferramentas usadas uma única vez ou para fabricação de poucas peças.
 
AÇO FERRAMENTA
ATUALMENTE AINDA SÃO USADOS POR POSSUÍREM AS SEGUINTES CARACTERÍSTICAS:
São os materiais mais baratos.
Facilidade de obtenção de gumes vivos.
Tratamento térmico simples.
Quando bem temperado obtém-se elevada dureza e resistência ao desgaste.
PRINCIPAL LIMITAÇÃO
Temperatura de trabalho: até 250oC, acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza.
 
AÇO FERRAMENTA
PRINCIPAIS ÁREAS DE APLICAÇÃO
Materiais de baixa velocidade de corte
Usinagem de aços doces com Vc < 25m/min
Brocas para uso doméstico – hobby
- Ferramentas para carpintaria
AÇO RÁPIDO
High Speed Steel (HSS)
O primeiro grande impulso causado nos materiais de ferramentas aconteceu na virada do século XIX, quando desenvolveram o primeiro aço rápido (HSS).
Em meados de 1899, Frederick Taylor e Maunsel White, trabalhando na Bethlehem Steel, Pennsylvania, EUA, fizeram extensivos testes com os melhores aços ferramenta, aquecendo-os a temperaturas muito mais altas do que as utilizadas na indústria.
Taylor elaborou estudos para determinação das velocidades e profundidades de corte da usinagem de metais.
O aço rápido revolucionou a prática de usinagem naquela época, dando um grande aumento na produtividade. 
As velocidades de corte puderam ser aumentadas em uma ordem de grandeza: de 3 a 5 m/min com ferramentas de aço carbono para 30 a 35 m/min com os aços rápidos. 
Exatamente por isso, estes aços levaram este nome.
O desenvolvimento de Taylor foi apresentado publicamente em 1900 na Exposição Mundial de Paris.
COMPOSIÇÃO QUIMICA
Taylor adicionou Elementos de Liga como; tungstênio (W), cromo (Cr) e vanádio (V) como elementos básicos de liga e pequena quantidade de manganês para evitar fragilidade.
Em 1942 devido a escassez de tungstênio provocada pela guerra, este foi substituído pelo molibdênio.
CARACTERÍSTICAS FAVORÁVEIS:
- Temperatura limite de 520 a 600oC, ou seja, mantem sua dureza ao rubro
- Maior resistência à abrasão em relação ao aço-ferrameta, ou seja, o gume de corte se mantem por mais tempo em condições de uso
CARACTERÍSTICAS DESFAVORÁVEIS:
- Preço elevado
- Tratamento térmico complexo. 
AÇO RÁPIDO
AÇO RÁPIDO
 EXISTEM DUAS CLASSIFICAÇÕES DE 
 AÇOS RÁPIDOS
Aços rápidos ao molibdênio (grupo M) com carbono na faixa de 0.75 a 1.52% e molibdênio entre 4.50 e 11.0%
Aços rápidos ao tungstênio (grupo T) que tem teores similares de carbono , mas altos teores de tungstênio, entre 11,75 e 21 %.
O tipo principal T-15 com 18% de tungstênio não mudou sua composição desde 1910 e era o tipo mais usado até 1940, quando foi substituído pelo molibdênio(M-2). 
Hoje em dia, apenas 5-12% do aço rápido usado na Europa é desse tipo e apenas 2% nos EUA.
A adição de 10% de tungstênio e molibdênio no total maximiza a dureza efetiva e a resistência do aço rápido e mantém essas propriedades sob altas temperaturas geradas quando se corta metal.
AÇO RÁPIDO
COMPOSIÇÃO QUÍMICA USUAL : ( 5 a 7% formam carbonetos )
0,6 a 1,6% C
4% Cr
7 a 10% W
85 a 89% Fe
4 a 5% Mo 0,9 a 3% V
DESIGNAÇÃO: HS + % W - Mo - V - Co (ex.: HS 10-4-3-10).
AÇO RÁPIDO
SÃO SUBDIVIDIDOS EM 4 GRUPOS, SEGUNDO O TEOR DE W E Mo
AÇO RÁPIDO
– Grupo 1
● Alto teor de W (até 18%)
● Bom revenimento
● Empregado para desbaste de aço e ferro fundido
– Grupo 2
● Teores de W de até 12%
● Crescente teor de V
● Revenimento um pouco pior que grupo 1
● Empregado para acabamento de materiais ferrosos e na usinagem de materiais não-ferrosos
● Para ferramentas com forma complexa (boa maleabilidade e tenacidade)
– Grupos 3 e 4
● W + Mo (Mo substitui W)
● Possui tenacidade muito boa
● Empregado para todos tipos de ferramentas
AÇO RÁPIDO
INFLUENCIA DOS
ELEMENTOS DE LIGA
●Tungstênio (W)
– Formador de carbonetos
– Melhorarevenimento
– Melhora resistência ao desgaste
●Molibdênio (Mo)
– Melhoratemperabilidade
– Melhora tenacidade
– Substitui W
Vanádio (V)
– Formador
de carbonetos
– Melhora resistência ao
desgaste (resist. A quente)
– Usado para acabamento
Cobalto (Co)
– Eleva temperatura de sensibilização a quente
– Melhora dureza a quente
– Melhor solubilidade de carbonetos
AÇO RÁPIDO
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS
Tem grande capacidade de usinar metais com velocidades de corte superiores às dos aços carbono 
 de baixa e média liga. 
- A dureza destes aços não se altera com o aumento da temperatura em serviço. 
Tem boa estabilidade dimensional e boa tenacidade.
MICROESTRUTURA
São fornecidos normalmente recozidos, com microestrutura de carbonetos esferoidizados dispersos 
 em matriz ferrítica. 
Para a sua utilização há necessidade de temperá-los e a microestrutura é composta de carbonetos 
 complexos em matriz martensítica.
AÇO RÁPIDO
ÁREAS DE APLICAÇÃO
Ferramentas para todas as operações de usinagem
Ferramentas para desbaste e acabamento
Machos e cossinetes de roscas
Brocas helicoidais
Alargadores
Fresas de todos os tipos
Ferramentas de plainar
Escareadores
Ferramentas para trabalho a frio
Ferramentas para trabalho em madeira
- outras.
AÇO RÁPIDO
AÇO RÁPIDO COM COBALTO
O aço rápido ao cobalto, denominado de aço super-rápido, apareceram pela primeira vez em 1921.
PRINCIPAIS CARACTERISTICAS
Maior dureza a quente
Maior resistência ao desgaste
- Porém apresentam menor tenacidade.
AÇO RÁPIDO
AÇO RÁPIDO REVESTIDO
Para aumentar a vida útil do aço rápido, as ferramentas são às vezes revestidas por uma camada de outro metal.
Um exemplo é o TiN (Nitreto de Titâneo). 
A maioria dos revestimentos geralmente aumenta a dureza torna a ferramenta mais lisa. 
O revestimento permite a ponta da ferramenta cortar facilmente o material sem que partes deste fiquem incrustadas (presas) à ferramenta. 
O revestimento também ajuda a diminuir a temperatura associada ao processo de corte e aumenta a vida da ferramenta.
LIGAS FUNDIDAS
CARACTERÍSTICAS
COMPOSIÇÃO TÍPICA: 3% Fe, 17% W, 33% Cr, ➔ 44% Co
Resistem a temperatura entre aproximadamente 700 a 800°C
Tratamento térmico complexo
Preço elevado
Nomes comerciais: Stellite, Tantung, Rexalloy e Chromalloy
Áreas de aplicação das Ligas Fundidas
- Raro em ferramentas para usinagem de geometria definida
- Material para abrasivos
- Isoladores térmicos, isoladores elétricos
- Fundição de materiais cerâmicos
- outros
METAL DURO
METAL DURO (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie diamant - como diamante), com uma composição de 81% de tungstênio, 6% de carbono e 13% de cobalto.
PRINCIPAIS CARACTERISTICAS
Elevada dureza
Elevada resistência à compressão
Elevada resistência ao desgaste a quente
Possibilidade de obter com facilidade propriedades 
 distintas nos metais duros pela mudança específica 
 dos carbonetos e das proporções do ligante.
METAL DURO
O metal duro é composto basicamente por carbonetos e cobalto responsáveis pela dureza e tenacidade, respectivamente. Neste caso o cobalto funciona como ligante, podemos usar também 
Níquel como ligante.
O tamanho das partículas varia entre 1 e 10 microns e 
compreende geralmente 60 à 95% da porção de volume.
As primeiras ferramentas eram compostas unicamente de carbonetos de tungstênio (WC) e cobalto, eram adequadas para a usinagem de ferro fundido, porém durante a usinagem do aço havia formação de cratera na face da ferramenta devido a fenômenos de difusão e dissolução ocorridos entre o cavaco da peça e a face da ferramenta.
 Para solucionar tais problemas, começou-se a acrescentar outros carbonetos (TiC, TaC e NbC) que conferem as seguintes características: 
TiC (Carbonetos de Titânio): Pouca tendência à difusão, resultando na alta resistência dos metais duros;
redução da resistência interna e dos cantos.
TaC (Carbonetos de Tântalo) e NbC (Carboneto de Nióbio) :Em pequenas quantidades atuam na diminuição do tamanho dos grãos, melhorando a tenacidade e a resistência dos cantos.
METAL DURO
AS PROPRIEDADES DO METAL DURO SÃO DETERMINADAS POR:
 Tipo e tamanho das partículas
 Tipo e propriedades dos ligantes
 Técnica de manufatura
 Quantidade de elemento de liga.
α = Carbonetos de Tungstênio
β = Cobalto
ϒ = Carbonetos de Titânio, Tântalo, Nióbio etc
METAL DURO
PROPRIEDADES DOS COMPONENTES DO METAL DURO
CARBONETO DE TUNGSTÊNIO (WC)
- Solúvel em Co alta resistência de ligação interna e de gume
- Boa resistência ao desgaste abrasivo (melhor que TiC e TaC)
- Limitações de vc’s devido à tendência à difusão em temperaturas
 Elevadas
CARBONETO DE TITÂNIO (TiC)
- Baixa tendência à difusão
- Boa resistência à quente
- Pequena resistência de ligação interna  baixa reistência de gume
- Os metais duros com alto teor de TiC são frágeis
CARBONETO DE NIÓBIO (NbC)
- Em pequenas quantidades  refino do grão  proporciona um aumento de tenacidade e da 
 resistência do gume
- A resistência interna do metal duro cai menos do que quando é utilizado TiC
METAL DURO
PROPRIEDADES DOS COMPONENTES DO METAL DURO
CARBONETO DE TÂNTALO (TaC)
- Em pequenas quantidades  refino do grão  proporciona um aumento de tenacidade e 
 de resistência do gume
- A resistência interna do metal duro cai menos do que quando é utilizado TiC
NITRETO DE TITÂNIO (TiN)
- Componente de maior influência nas propriedades dos Cermets
- Menor solubilidade no aço
- Maior resistência à difusão que o TiC
- Alta resistência ao desgaste
- Estrutura de grãos finos
COBALTO (Co)
- Melhor metal de ligação para metais duros com base em WC
- Boa solubilidade do WC
- Bom ancoramento dos cristais de WC
METAL DURO
PRODUÇÃO DAS PASTILHA :
As pastilhas são produzidas pelo processo conhecido como metalurgia do pó.
Os componentes químicos que irão compor a liga são moído, misturados, prensados no formato desejado e calcinados em fornos com temperatura controlada.
Podem após esse processo receber um tratamento superficial ou não ( Revestimento
METAL DURO
 PRINCIPAIS FATORES QUE AFETAM A ESCOLHA DA PASTILHA:
 
 Material da peça
 Operação
 Condições de usinagem
METAL DURO
 ESCOLHA DA PASTILHA EM FUNÇÃO DO MATERIAL DA PEÇA:
 
 
METAL DURO
ESCOLHA DA PASTILHA ERM FUNÇÃO DA OPERAÇÃO
 
 
METAL DURO
 ESCOLHA DA PASTILHA EM FUNÇÃO DAS CONDIÇÕES DE USINAGEM:
 
 
METAL DURO
Classificação dos Metais Duros
– Grupo P
● Alta resistência a quente
● Pequeno desgaste abrasivo
● Empregado para usinagem de aços com cavacos longos
– Grupo M
● Média resistência a quente
● Média resistência à abrasão
● Para aços resistentes a altas temperaturas, aço inoxidável, aços resistentes à corrosão, FoFo...
– Grupo K
● Pouca resistência a quente
● Alta resistência ao desgaste
● Usinagem de materiais com cavacos curtos, Fofo, metais não ferrosos,materiais não metálicos (pedra, madeira, ...) materiais com boa resistência a quente, ...
● Compostos praticamente somente por WC e Co (pequenas quantidades de TiC, TaC e NbC)
METAL DURO ( Cermet )
Cermet é um material compósito formado por Cerâmica e Metal.
O mesmo foi projetado para ter as propriedades ideais tanto de um material cerâmico como resistência a altas temperaturas e dureza, e também as propriedades de um metal como capacidade de sofrer deformação plástica.
É um metal duro a base de titânio, ou seja, seus principais componentes são Carbeto de Ti, Nitreto de Ti e o chamado Carbeto relacionado de Ti. 
O metal é usado como um ligante para um óxido, boreto, carbeto ou alumina. 
Geralmente, os elementos metálicos utilizados são níquel, molibdênio e cobalto.
Os cermets são obtidos pela metalurgia do pó e podem ser constituídos principalmente de carbonetos e nitretos de titânio (TiC; TiN) utilizando, quase sempre, o níquel (Ni) como elemento ligante
Esse nome Cermet foi dado pela Força Aérea dos Estados Unidos, é a combinação de dois materiais, um metal e um cerâmico.
O primeiro materal feito de Cermet foi usado óxido do magnésio (MgO), Óxido do berílio (BeO), e óxido de alumínio (Al2O3). A ênfase em forças elevadas da ruptura era em torno de 980°C. (TINKLEPAUGH).
METAL DURO ( Cermet )
VANTAGENS
Baixa tendência à formação de gume postiço;
Boa resistência à corrosão;
Resistência à temperatura elevada;
Alta estabilidade química;
Superior resistência ao desgaste e à formação de crateras, é capaz de usinar a altas velocidades;
Baixa afinidade com a peça usinada, capaz de obter acabamento espelhado.
METAL DURO ( Cermet )
CARACTERISTICAS DOS CERMETS
METAL DURO ( Cermet )
VANTAGENS
Baixa tendência à formação de aresta postiça de corte, resistência à temperatura elevada, alta estabilidade química.
Nota-se uma maior dureza apresentada pelo Cermet, garantida pela maior dureza do TiC em relação ao WC, garantindo uma maior resistência ao desgaste ou maiores velocidades de corte para os Cermets.
O Cermet apresenta também temperatura mais alta de oxidação que o metal duro. 
A oxidação pode ser um forte acelerador de desgaste, diminuindo assim o tempo de vida útil da ferramenta de corte.
Seu padrão de desgaste autoafiante mantém as forças de corte baixas mesmo após longos períodos em corte. 
Em operações de acabamento, isto permite uma vida útil mais longa da ferramenta e tolerâncias estreitas, resultando em superfícies brilhantes.
METAL DURO ( Cermet )
DESVANTAGENS
Alguns pontos fracos do Cermet estão nas propriedades térmicas. Devido à baixa condutividade térmica e ao alto coeficiente de dilatação, o Cermet tem baixo coeficiente de resistência ao choque térmico, sendo eficiente então:
Apenas em baixos avanços;
Pequenas profundidades de corte;
Altas velocidades (operações de acabamento) na usinagem de materiais ferrosos.
METAL DURO ( Cermet )
APLICAÇÕES
Próprio para acabamento de aços com alta velocidade de corte e pequena seção transversal de corte, como por exemplo: usinagem de ferro fundido de dureza Brinell superior a HB 235 e aços de dureza HRC de 34 até 66.
O Cermet é um material de ferramenta para operações de acabamento, onde a estabilidade dimensional e de acabamento superficial são as principais exigências (Sandvik, 2001).
Os Cermets são projetados para aços maleáveis, como os de baixo carbono, que formam cavacos longos e têm tendência à formação de aresta postiça, e para ferro fundido e aço inoxidável. (Sandvik, 2001).
Cermets podem também ser aplicados para solução de problemas em todos os materiais ferrosos.
METAL DURO ( Cermet )
CONCLUSÃO
Todas essas melhorias levaram a um cermet como ferramenta de corte ideal para usuários que necessitam de uma velocidade superior em seus torneamentos.
 
Em uma operação de alta velocidade, o atrito entre a inserção e a peça pode elevar a temperatura para 1000º C (BIAGIOTTI).
O Cermet deve a sua elevada dureza a quente para o componente principal de suas partículas duras, o TiC. Em temperaturas elevadas, a dureza do composto TiC é comparável a qualquer carboneto, nitreto ou óxido usado em ferramentas de corte (BIAGIOTTI).
A velocidade não é a única razão para que os usuários utilizem os cermets, no entanto, as pastilhas também podem ser usadas para produzir acabamentos espelhados.
CERÂMICAS DE CORTE
GENERALIDADES
- Alta resistência à compressão
- Alta estabilidade química
Limitações na aplicação devido ao comportamento frágil e à dispersão
 das propriedades de resistência mecânica
- Indispensável em áreas como fabricação de discos de freio
- Empregada na usinagem de aços e ferros fundidos
- Altas velocidades de corte, altas potências de acionamento
- Exigem máquinas rígidas e proteção ao operador
CERÂMICAS DE CORTE
PROPRIEDADES 
- Resistentes à corrosão e às altas temperaturas
- Elevada estabilidade química (boa resistência ao desgaste)
- Resistência à compressão
- Materiais não-metálicos e inorgânicos
- Ligação química de metais com não metais
- Podem ser óxidas ou não óxidas
CERÂMICAS DE CORTE
Cerâmicas óxidas à base de Al2 O3
Surgiram a partir do final dos anos 30
Tradicional – cerâmica branca
Percentual de Al2 O3 maior que 90% (cor branca)
Al2 O3 + óxido de zircônio finamente distribuído
Desbaste e acabamento de FoFo cinzento, aços cementados, aços temperados e extrudados
Apresentam alta dureza a quente
Têm pouca resistência à flexão
Extremamente sensíveis a choques térmicos (usinagem a seco)
- Empregadas em ferros fundidos e aços de alta resistência
CERÂMICAS DE CORTE
CERÂMICAS ÓXIDAS MISTAS
Teor de Al2O3 menor que 90% (cor escura)
Contém de 5 a 40% de TiC e/ou TiN
Mais tenaz que cerâmica óxida e com maior resistência de canto e gume
Mais dura e mais resistente à abrasão que cerâmica óxida
Mais resiste a variações de temperatura que cerâmica óxida
Grãos finos => melhor tenacide, resistência ao desgaste e resistência de quina
Maior dureza que as óxidas, maior resistência a choques térmicos
Torneamento e fresamento leves de FoFo cinzento
- Usinagem de aços cementados e temperados
CERÂMICAS DE CORTE
CERÂMICAS ÓXIDAS REFORÇADAS COM WHISKERS
Whiskers – cristais unitários em forma de agulhas com baixo grau de imperfeição no retículo cristalino
A base de Al2O3 com aproximadamente 20 até 40% de whiskers de carboneto de silício (SiC)
Objetivo de melhorar as propriedades de tenacidade (aumento de 60%).
- Boa resistência a choques térmicos - corte com fluidos
CERÂMICAS DE CORTE
DUREZA A QUENTE DE DIVESOS MATERIAIS
 DE FERRAMENTAPROPRIEDADES 
CERÂMICAS DE CORTE NÃO OXIDAS
 São cerâmicas a base de carbonetos, nitretos, boretos, silicatos, etc.
● Principalmente a base de Si3N4
● Maior tenacidade e resistência a choques térmicos quando comparadas às cerâmicas óxidas;
● Elevada dureza a quente e resistência ao calor
- Usinagem do Ferro Fundido Cinzento
- Torneamento de discos de freio
- Desbaste de ligas à base de níquel (grupos II e III)
- Possuem alta afinidade com ferro e oxigênio (desgastam-se rapidamente na usinagem de aço)
- Desgaste na superfície de saída;
- Gume de corte com tendência ao arredondamento
CERÂMICAS DE CORTE NÃO OXIDAS
DIVISÃO EM RELAÇÃO À COMPOSIÇÃO QUÍMICA
I: Nitreto de silício + materiais de sinterização
II: Nitreto de Silício + fases cristalinas + materiais de sinterização
Sialone - o Si3N4 pode conter até 60 % de Al2 O3 na mistura sólida
III: Nitreto de silício + materiais duros + materiais de sinterização.
 Si3N4 com propriedades influenciadas por materiais como TiN,TiC, óxido de zircônio e whisker - SiC
MATERIAIS DE CORTE SUPER DURO
● Nitreto de Boro Cúbico – CBN
● Diamante
● Nitreto de Boro
NITRETO DE BORO – CBN 
CBN
CBN
Forma mole - hexagonal (mesma estrutura cristalina do grafite)
Forma dura - cúbica (mesma estrutura do diamante)
Wurtzita - simetria hexagonal (arranjo atômico diferente do grafite)
Fabricação de Nitreto de boro hexagonal através de reação de halogêneos de boro com amoníaco
- Transformação em nitreto de boro cúbico através de altas pressões temperaturas
NITRETO DE BORO – CBN 
CARACTERÍSITICAS
Segundo material de maior dureza conhecido
Obtido sinteticamente (primeira síntese em 1957), com transformação de estrutura hexagonal para cúbica (pressão + temperatura)
Quimicamente mais estável que o diamante (até 2000 graus)
Grupos de ferramentas:
● CBN + fase ligante (PCBN com alto teor de CBN);
● CBN + carbonetos (TiC + fase ligante);
● CBN + HBN + fase ligante (maior tenacidade).
NITRETO DE BORO – CBN 
CAMPO DE APLICAÇÕES
● Aços temperados com dureza > 45 HRC: – Torneamento, fresamento, furação
● Aço-rápido (ferramentas de corte)
● Aços resistentes a altas temperaturas
● Ligas duras (Ni, Co, ...)
● Emprego em operações severas (corte interrompido), tanto quanto em operações de desbaste e 
 acabamento.
– Usinagem com ferramentas de geometria não-definida:
DIAMANTE 
➔ Caracterísiticas
● Material de maior dureza encontrado na natureza
● Pode ser natural ou sintético
● Monocristalino (anisotrópico) ou policristalino (isotrópico)
– Diamante policristalino
● Primeira síntese em 1954 (GE)
● Síntese sob 60 a 70 kbar, 1400 a 2000 graus C
● Cobalto é usado como ligante
● Substitui metal-duro e diamante monocristalino, em alguns casos
DIAMANTE 
FORMAS DE UTILIZAÇÃO
Policristalino PKD - aglomerado de diamantes
Monocristalino
- Revestimento
DIAMANTE 
CAMPO DE APLICAÇÃO
● Usinagem de ferro e aço não é possível (afinidade Fe-C)
● Usinagem de metais não ferrosos, plásticos, madeira, pedra, borracha, etc.
● Usinagem de precisão e ultraprecisão
● Emprego de altas velocidades de corte
● Tempos de vida de até 80 vezes maior que os das ferramentas de metal duro