(20170906121327)Aula 4    Materiais para ferramentas de corte

(20170906121327)Aula 4 Materiais para ferramentas de corte


DisciplinaUsinagem1.023 materiais7.627 seguidores
Pré-visualização3 páginas
Alta dureza à quente (1600oC) 
Não reage quimicamente com o aço; 
Longa vida da ferramenta; 
Usado com alta velocidade de corte; 
Não forma gume postiço. 
*
Característica da cerâmica não metálica em relação ao aço 
1/3 da densidade do aço; 
alta resistência a compressão; 
muito quebradiço; 
módulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do aço; 
baixa condutividade térmica; 
velocidade de 4 à 5 vezes a do metal duro; 
baixa deformação plástica; 
*
Aplicação das Cerâmicas
Ferro Fundido; 
Aço endurecido; (hard steels) 
Ligas resistentes ao calor. (Heat resistant alloys) 
*
Fabricação de cerâmicas
	Pó finíssimo de Al2O3 (partículas compreendidas entre 1 e 10 mícrons) mais ZrO2 (confere tenacidade a ferramenta de corte) é prensado, porém apresenta-se muito poroso. Para eliminar os poros, o material é sinterizado a uma tempertura de 1700° C ou mais. Durante a sinterização as peças experimentam uma contração progressiva, fechando os canais e diminuindo a porosidade.
*
Exigência
Máquina Ferramenta com extrema rigidez e potência disponível 
*
Recomendações quanto ao uso da cerâmica
Usinagem a seco para evitar choque térmico; 
Evitar cortes interrompidos; 
Materiais que não devem ser usinados: 
Alumínio, pois reage quimicamente 
Ligas de titânio e materiais resistentes ao calor, pela tendência de reagir químicamente, devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte; 
Magnésio, berílio e zircônio, por inflamarem na temperatura de trabalho da cerâmica.
*
Nitretos de Boros Cúbicos Cristalinos(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
*
Características do CBN
São mais estáveis que o diamante, especialmente contra a oxidação; 
Dureza elevada; 
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. 
*
Aplicação do CBN
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
*
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. 
*
Diamante
Monocristalino 
Tipos: Carbonos, ballos e Borts. 
Característica marcante: são os materiais que apresentam maior dureza. 
Materiais que podem ser empregados: usinagem de ligas de metais, latão, bronze, borracha, vidro, plástico, etc. 
*
*
Parâmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte: 
Velocidade de corte permitida: 100 a 3000m/min; 
Avanço: 0,002 a 0,06 mm; 
Profundidade de corte: 0,01 a 1,0 mm; 
*
Limitações 
Ferramentas de diamante não podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro; 
Não pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900°C devido a grafitização do diamante. 
*
Aplicação 
Usinagem fina, pois é o único material para ferramenta de corte que permite graus de afiação do gume até quase o nível de um raio atômico de carbono. 
Usinagem onde é exigido ferramentas com alta dureza, por exemplo, furação de poços de petróleo. 
*
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.
*
USINABILIDADE
Definição:
 - Usinabilidade é a propriedade que os materiais têm de se deixarem trabalhar por ferramentas de corte.
*
Problemas relativos à usinabilidade
Desgaste rápido ou super aquecimento da ferramenta;
Empastamento ou enganchamento da ferramenta pelo material da peça;
Lascamento do gume de corte;
Mau acabamento superficial da peça usinada;
Necessidade de grandes forças ou potências de corte.
*
Variáveis que influenciam a usinabilidade
VARIÁVEIS DEPENDENTES DA MÁQUINA:
Rigidez estática da máquina, do porta-ferramenta e do dispositivo de sujeição da peça;
Rigidez dinâmica: amortecimento e freqüências próprias de vibração na faixa de trabalho;
Potência e força de corte disponíveis na ponta da ferramenta;
Gama de velocidades de corte e de avanço.
*
VARIÁVEIS DEPENDENTES DA FERRAMENTA
Geometria da ferramenta: ângulos, raio de quina, dimensões, forma do gume, etc.
Material da ferramenta: composição química, dureza a quente, tenacidade, tratamento térmico, etc.
Qualidade do gume: grau de afiação, desgaste, trincas, rugosidade da face e dos flancos, etc.
*
VARIÁVEIS DEPENDENTES DA PEÇA
Forma, dimensões, rigidez da peça;
Propriedades, físicas, químicas e mecânicas da peça: dureza, resistência à tração, composição química, inclusões, afinidade química com o fluido de corte ou com a ferramenta, microestrutura, etc.
Temperatura da peça
*
VARIÁVEIS DEPENDENTES DO FLUIDO DE CORTE
Propriedades refrigerantes;
Propriedades lubrificantes;
Temperatura do fluido;
Forma e intensidade de aplicação.
*
VARIÁVEIS DEPENDENTES DO PROCESSO
Velocidade de corte;
Dimensões de usinagem: avanço e profundidade;
Modo de atuação da ferramenta sobre a peça: condições de entrada e saída, corte contínuo ou interrompido, comprimento de contato entre o gume e a peça, etc.
*
Critérios para avaliação do grau de usinabilidade de um material
Vida da ferramenta entre duas reafiações sucessivas (expressa de diversas formas);
Grandeza das forças que atuam sobre a ferramenta e da potência consumida;
Qualidade do acabamento superficial obtido pela usinagem;
Facilidade de deformação do cavaco.
*
Falha e desgaste da ferramenta de corte
	A falha de uma ferramenta de corte pode ocorrer de três formas distintas:
Lascamento do gume;
Desgaste do flanco (superfície de incidência) formando uma marca de desgaste;
Desgaste da face (superfície de saída) sob a forma de uma cratera;
*
Lascamento
Quebra de pedaços do gume, produzindo superfícies ásperas e irregulares devido a sobresolicitações térmicas e/ou mecânicas.
*
Lascamento da ferramenta
(SANDVIK - COROMANT, 1999).
*
Causas do lascamento
Ferramenta pouco resistente devido a:
Ângulo de cunha \uf062n ou ângulo de quina \uf065r muito pequenos;
Mau acabamento do gume;
Pastilha muito dura ou pouco tenaz para o serviço que está sendo executado;
*
Sobresolicitações mecânicas devido a:
Cortes interrompidos ou impactos, especialmente na usinagem de materiais muito tenazes;
Inclusões duras no material da peça. Estas inclusões provocam lascamentos parciais, especialmente nos graus mais duros e resistentes ao desgaste de metal duro e nas cerâmicas. Os aços rápidos são pouco sensíveis a este tipo de sobresolicitação;
Dimensões excessivas do cavaco;
Vibrações de qualquer origem, principalmente em ferramentas de metal duro ou cerâmicas.
*
Sobresolicitações térmicas
resfriamento brusco de pastilhas muito quentes, na afiação ou na usinagem.
*
O lascamento pode ser eliminado na maioria dos casos por:
Usar ângulos de incidência adequados;
Empregar ângulos de saída negativos em todos os trabalhos severos com pastilhas de metal duro ou cerâmicas, especialmente em cortes interrompidos, usinagem de fundidos com inclusões duras,