USINAGEM Materiais para ferramentas

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Materiais Para 
Ferramentas de 
Corte 
USINAGEM 
O RENDIMENTO DE UMA FERRAMENTA É MEDIDO PELA SOMA DOS 
TRABALHOS PRESTADOS DURANTE SUA VIDA E DEPENDE 
ESSENCIALMENTE DE CINCO FATORES: 
 
1. aço de boa qualidade e liga adequada 
 
A escolha criteriosa do tipo do aço em função da solicitação da ferramenta e suas 
condições de trabalho é de importância primordial. 
 
 
 
 
 
2. bom desenho 
Desenho inadequado pode ser responsabilizado pela quebra de muitas ferramentas 
Cantos vivos: 
Mudança drásticas de secção: 
Economia excessiva de aço(robustez) : 
 
3. tratamento térmico correto 
Alterações dimensionais: 
Importância de revenimento 
Importância da nitretação 
 
4. acabamento adequado da ferramenta 
grau de rugosidade 
 
5. uso correto da ferramenta 
operação; desbaste, acabamento etc 
Introdução 
 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. 
 Tratam-se neste módulo os materiais usados para ferramentas de 
corte, suas características e indicações: 
 Exigência básica para um material de corte 
Aço Ferramenta 
Aço Rápido 
Metal Duro 
Cerâmica 
Cermet 
Nitreto de Boro Cúbico Cristalino 
Diamante 
Quadro Comparativo 
Evolução da velocidade de corte ao longo dos anos 
Exigências básicas para um material de corte 
Elevada dureza a frio e a quente 
 A dureza da ferramenta deve ser bem 
maior que a do material a ser usinado, 
porém, dentro de um limite para que 
este não se torne muito quebradiço 
(frágil). 
Material Dúctil Material Duro 
Exigências básicas para um material de corte 
Tenacidade 
 O material deve ter uma boa tenacidade 
para resistir aos choques/impactos que 
ocorrem durante a usinagem, evitando 
com isso o surgimento de trincas e 
lascamentos na ferramenta. 
Material Dúctil Material Frágil 
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. 
 A subsequente remoção das partículas pode 
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. 
 
 
EFEITO DOS ELEMENTOS DE LIGA NOS AÇOS RÁPIDOS 
• Carbono - aumenta a dureza e possibilita a formação de carbonetos, que 
são partículas duras resistentes ao desgaste 
• Tungstênio e Molibdênio - aumenta a dureza e possibilita a formação de 
carbonetos (resistência a brasão) 
• Vanádio e Nióbio – A cada 1% de Vanádio acrescentado precisa-se 
aumentar o teor de carbono em o,25% para a formação de carbonetos; 
• Aços com alto teor de carbono e vanádio são os que possuem melhor 
resistência ao desgaste. O Vanádio tem sido substituído pelo Nióbio, que 
tem características semelhantes e, no Brasil, é mais barato; 
• Cromo - juntamente com o carbono é o principal responsável pela alta 
temperabilidade; 
• Cobalto - aumenta a dureza a quente elevando, em conseqüência, a 
eficiência do corte. 
 
 
 
PROPRIEDADES C Mn P S Si Ni Cr Mo V Al 
Aumenta dureza X X X X 
Aumenta a resistência X X X X X 
Diminui a dutilidade X X X 
Diminui a soldabilidade X 
Desoxidante X X X 
Aumenta a resistência ao impacto X 
Aumenta a resistência a corrosão X 
Aumenta a temperabilidade X X 
Aumenta a resistência abrasão X 
Aumenta resistência altas temperaturas X 
Fatores que Influenciam as Propriedades Mecânicas 
EFEITO DOS ELEMENTOS DE LIGA NOS AÇOS RÁPIDOS 
Designação 
TIPO DE AÇO 
SAE AISI 
10XX C10XX Aços carbono comuns 
11XX C11XX Aços de usinagem (ou corte) fácil, com alto S 
13XX 13XX Aço manganês com 1,75% de Mn 
23XX 23XX Aços Níquel com 3,5% de Ni 
25XX 25XX Aços Níquel com 5,0% de Ni 
31XX 31XX Aços Níquel Cromo com 1,25% de Ni e 0,65% de Cr 
33XX E33XX Aços Níquel Cromo com 3,5 % de Ni e 1,55 Cr 
40XX 40XX Aços Molibdênio com 0,25% de Mo 
41XX 41XX 
Aços Cromo Molibdênio com 0,50% ou 0,90% de Cr e 0,12% ou 0,20% de 
Mo 
43XX 43XX 
Aços Níquel cromo com molibdênio com 1,80% de Ni e 0,20% ou 0,25% de 
Mo 
46XX 46XX 
Aços Níquel Molibdênio com 1,55% ou 1,80% de Ni e 0,20% ou 0,25% de 
Mo 
47XX 47XX Aços Níquel Cromo Molibdênio com 1,05%de Ni, 0,45% de Cr e 0,20 de Mo 
48XX 48XX Aços Níquel Molibdênio com 3,5 % de Ni e 0,25% de Mo 
50XX 50XX Aços cromo com 0,28% ou 0,65% de Cr 
50BXX 50BXX Aços cromo boro com baixo teor de Cr e no mínimo 0,0005% de B 
51XX 51XX Aços cromo com 0,80 a 1,05% de Cr 
Designação 
TIPO DE AÇO (continuação) 
SAE AISI 
61XX 61XX Aço cromo vanádio com 0,8 ou 0,95% de Cr a 0,1% ou 0,15% de v 
86XX 86XX Aços níquel molibdênio com baixos teores de Ni, Cr e Mo 
87XX 87XX Idem 
92XX 92XX Aço silício manganês com 0,85% de Mn e 2,0% de Si 
93XX 93XX Aços silício manganês com 3,25% de Ni, 1,20% de Cr e 0,12% de Mo 
94BXX 94BXX 
Aço níquel cromo molibdênio com baixos teores de Ni, Mo e no mínimo 
0,0005% de B 
98XX 98XX Aço níquel cromo molibdênio com 1,0% de Ni,0,80 de Cr e 0,25% de Mo 
Sistema de codificação SAE/AISI 
MATERIAIS PARA FERRAMENTAS 
Como fazer uma seleção criteriosa do material da ferramenta? 
Quais os Materiais para Ferramentas? 
http://www.sandvik.coromant.com/pt-pt/products/pages/coroguide.aspx# 
MATERIAIS PARA FERRAMENTAS 
Para a seleção criteriosa do material da ferramenta, os 
seguintes fatores devem ser ponderados: 
 Material a ser usinado A dureza e o tipo de cavaco 
Processo de usinagem Ferramentas rotativas de pequeno 
diâmetro que ainda utilizam materiais mais 
antigos (como o aço rápido) 
Condição da máquina operatriz Potência, gama de velocidades e estado de 
conservação 
Forma e dimensão da ferramenta Ferramenta não padronizada 
Custo do material da ferramenta A relação custo/benefício; 
MATERIAIS PARA FERRAMENTAS 
condições de usinagem 
• acabamento (alta vel. de corte, baixos avanço e profundidade de 
usinagem, em peças que já sofreram uma operação anterior de 
usinagem e, portanto, não apresentam excentricidade, casca 
endurecida, etc.) exigem ferramentas mais resistentes ao desgaste. 
 
• Em operações de desbaste (baixa velocidade de corte, altos avanços 
e profundidade de usinagem,com peças que apresentam camada 
endurecida, excentricidade, etc.) a ferramenta deve apresentar 
maior tenacidade, em detrimento da resistência ao desgaste; 
MATERIAIS PARA FERRAMENTAS 
condições de operação 
• se o corte for do tipo interrompido e /ou o sistema máquina-
ferramenta-dispositivo de fixação for pouco rígido, exige-se uma 
ferramenta mais tenaz. 
 
 
MATERIAIS PARA FERRAMENTAS 
Outros fatores 
• Dureza a quente dependendo do tipo de operação, a temperatura 
da ferramenta pode ultrapassar 1000ºC 
 
• Resistência ao desgaste, resistência ao atrito, muito ligada á dureza 
a quente do material 
 
• Tenacidade resistência ao choque 
 
• Estabilidade química para evitar o desgaste por difusão que, como 
vai ser visto no cap. 6, é bastante importante em altas velocidades 
de corte. 
 
 
MATERIAIS PARA FERRAMENTAS 
para o caso de aços para ferramentas, pode-se 
acrescentar outras características 
• Temperabilidade 
 
• Tamanho de grão 
 
• Resistência aos choques térmicos (principalmente em 
processos com corte interrompido, como o fresamento). 
 
 
• Aços carbono; 
• Aços rápidos comuns; 
• Aços rápidos com cobalto; 
• Metais duros; 
• Cerâmicas; 
• Cermetos ou compósitos 
• Diamantes; 
• Nitreto de boro cúbico (CBN). 
• Coronite 
 CLASSIFICAÇÃO GERAL 
Morfologia do pó de diamante, de tamanho 
médio de partícula 20mm, com um aumento 
de 925X. 
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Aço Ferramenta 
 -Denomina-se de aço ferramenta o material descrito a seguir (aço não 
ligado). Há diferenças de nomenclatura na bibliografia, que pode também 
denominar aço ferramenta toda a gama de aços usados para fabricação de 
ferramentas. 
 
 
 -Foi o único material (aço) empregado na confecção de ferramentas de 
corte até 1900. 
Aço Ferramenta 
 Característica 
-Composição: 0.8 a 1.5% de carbono. 
 
Aplicação 
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. 
- Ferramenta de forma. 
 
São ainda atualmente usados pelas seguintes características: 
- São os materiais mais baratos. 
- Facilidade de obtenção de gumes vivos. 
- Tratamento térmico simples. 
- Quando bem temperado obtêm-se elevada dureza e resistência ao 
desgaste. 
 
Limitação 
-Temperatura de trabalho: até 250°C, acima desta temperatura a ferramenta 
perde sua dureza. 
Aço Rápido 
Desenvolvido por Taylor e apresentado publicamente em 1900 na Exposição Mundial de Paris. 
Composição 
- Elementos de Liga: tungstênio, cromo e vanádio 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 
- temperatura limite de 520 a 600°C; 
- maior resistência à abrasão em relação ao aço-ferrameta; 
- preço elevado; 
- tratamento térmico complexo. 
Aço Rápido 
Aço Rápido com Cobalto 
 
O aço rápido ao cobalto, denominado de aço super-rápido, apareceram 
pela primeira vez em 1921. 
 
 
Característica 
- maior dureza a quente; 
- maior resistência ao desgaste; 
- menor tenacidade. 
DESCRIÇÃO DOS MATERIAIS PARA FERRAMENTAS 
• Aços Rápidos são formados por aços ferramenta de alta liga de 
tungstênio, cromo, vanádio e nióbio, quando foi desenvolvido em 
1905, era o material de ferramenta que suportava as maiores 
velocidades de corte e elevada dureza a quente até 600ºC. 
 
• A estrutura metalográfica do aço rápido no estado temperado é 
martensítica com carbonetos encrustados. 
 
 
 
Micrografia da amostra A temperada 
e duplo revenida. Aumento de 1000X 
Aço Rápido 
Aço Rápido com Revestimento TiN 
 O revestimento de TiN é aplicado pelo processo PVD conferindo uma 
aparência dourada a ferramenta. 
Aço Rápido 
Aço Rápido com Revestimento TiN 
 Característica 
- Redução do desgaste na face e no flanco da ferramenta; 
- Proteção do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo 
coeficiente de transmissão de calor do TiN. 
 
 
 
 
 - baixo atrito; 
- não há formação de gume postiço. 
REVESTIMENTO DE NITRETO DE TITÂNIO (TiN) 
• 1960, processo CVD (deposição química a vapor) 
temperatura da ordem de 1000ºC, acima da temperatura 
de revenimento dos aços. 
• 1980, processo PVD (deposição física a vapor) que é 
realizado na faixa de 450 a 500ºC, temperatura que não 
prejudica o tratamento térmico já realizado nos aços 
rápidos. 
• O PVD é realizado em uma câmara de alto vácuo com a 
presença de um gás inerte, o argônio. 
Aços Rápidos com Cobertura 
Tal camada possui as seguintes características 
• Alta dureza, da ordem de 2300 HV; 
• Elevada ductilidade; 
• Redução sensível do caldeamento a frio (evita a 
formação da aresta postiça de corte) 
• Baixo coeficiente de atrito; 
• Quimicamente inerte; 
• Espessura de 1 a 4 µm; 
• Ótima aparência 
 
 
 
Aços Rápidos com Cobertura 
A PRESENÇA DA CAMADA DE REVESTIMENTO DE TiN FAZ COM 
QUE: 
• O corte aconteça com esforços menores, devido ao seu baixo coeficiente de 
atrito; 
• Devido ao fato desta camada possuir alta dureza (tanto a frio quanto a 
quente) e também ao pequeno atrito, os desgastes são menores, 
principalmente o desgaste na superfície de folga da ferramenta. 
• Existe uma menor tendência à formação da aresta postiça de corte, porque, 
uma das características desta camada é a redução do caldeamento a frio. 
• Nas mesmas condições de corte então, a ferramenta revestida tem uma vida 
bem maior que a não revestida. 
• Além disto, mesmo depois de reafiada, a ferramenta revestida ainda é 
ligeiramente mais eficiente que uma não revestida, pois com a afiação, a 
ferramenta perde a camada de revestimento somente em sua superfície de 
saída (ou de folga, dependendo da fiação), mantendo a camada na outra 
superfície. 
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Velocidade de corte (m/min) 
Influência da Cobertura na Durabilidade da Ferramenta 
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avanço (mm/volta) 
0,08 0,2 0,3 0,5 
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Metal Duro 
 O 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. 
Metal Duro 
Característica 
 
- Elevada dureza; 
- Elevada resistência à compressão; 
- Elevada resistência ao desgaste; 
- Possibilidade de obter propriedades distintas nos 
metais duros pela mudança específica dos 
carbonetos e das proporções do ligante. 
- Controle sobre a distribuição da estrutura. 
Metal Duro 
 Composição 
O metal duro é composto 
de carbonetos e cobalto 
responsáveis pela dureza e 
tenacidade, 
respectivamente 
 
 
 O tamanho das partículas 
varia entre 1 e 10 microns e 
compreende geralmente 60 
à 95% da porção de volume. 
 
METAL DURO 
MD- INSERTOS REVERSÍVEIS 
MD com cobertura 
METAL DURO 
A Figura abaixo mostra os grupos de aplicação demetais duros, 
de acordo com a norma ISO 153/1975. 
Metal Duro 
Seleção: 
Principais fatores que afetam a escolha da pastilha: 
Material da peça Operação 
Condição de usinagem 
Classes de ISO Metal Duro 
ISO Material 
P Aços carbono e 
aços ligas 
M Aços inoxidáveis 
 
K Ferros fundidos 
N Alumínio, bronze 
latão 
S Ligas resistentes ao 
calor - titânio 
H Aços endurecidos e 
fofo coquilhado 
CLASSES DE METAL DURO 
24/10/2014 49 
Principais aplicações das classes de metal duro 
 
• P 25 - Classe específica para trabalho de acabamento e semi-acabamento em aço 
carbono em processos de torneamento, fresamento e filetamento. 
• P 40 - Classe específica para desbaste, fresamento de seções de médio e grosso 
calibre e cordões de solda de tubos de aço carbono. 
• F 03 - Classe especialmente desenvolvida para fabricação de bicos de jato. 
• F 05 - Classe para Torneamento, acabamento e rasqueteamento em alta velocidade de corte e 
baixo avanço de aço temperado, vidro, cerâmica, plástico, alumínio e madeira de alta 
densidade. Ótimo para trefilação de arame de aço. Classe altamente resistente ao desgaste por 
abrasão. 
• F 10 - Mesma aplicação da classe do F 05, mas em condições mais severas. 
• F 12 - Para trabalho com furações e alta resistência ao desgaste, quando há necessidade de 
uma alta resistência a flexão. 
• F 22 - Classe específica para estampagem de aço-silício. Construção de punções e matrizes para 
estampagem. Construção de utensílios para o corte de materiais não ferrosos e seus derivados. 
• E 25 - Características similar a classe F22 mais específica para trabalho em eletroerosão. 
 
Principais aplicações das classes de metal duro 
• K 15 - Torneamento, fresamento e furação de aço, ligas metálicas, madeira, 
borracha e plástico. 
• K 20 - K25 - Torneamento, fresamento e furação, com baixa velocidade de corte e 
forte avanço. Utilização para ligas de arame, madeira e alumínio. Classe indicada 
para ser utilizada em condições severas. 
• K 40 - Trefilação de fios e barras de aço. Matrizes para calibração e embutimento. 
Trabalho em madeiras macias, mármores e pedras. Indicado para insertos de 
fixação mecânica. 
• G 4T - Classe especifica para laminação a frio de metais ferosos. 
• G 20 - Trefilação de metais. Laminação a frio. 
• G 30 - Trefilação de metais. Laminação a frio. 
• G 40 - Trefilação de metais. Extrusão de metais. Estampagem com força média. Corte de aço. 
• G 50 - Classe especial para estampagem a frio de parafusos e rebites. Possui boa resistência ao desgaste 
e alta resistência ao impacto. 
• G 60 - Formação e prensagem em condições extremas. Esta classe é muito resistente ao impacto e 
choque (alta tenacidade, tratando-se de metal duro). 
 
APLICAÇÕES 
Pastilhas para Moendas 
Incertos para usinagem 
de Rodeiros de Trens 
Centro de Manutenção de Cavaleiro 
Torno rodeiro - Este equipamento "alisa" as rodas gastas dos trens do metrô. 
É um torno mecânico , onde a ferramenta fica por baixo e o trem 
54 
Veículo Leve Sobre Trihos(VLT) 
 
 
 
 
 
 
 
 Funcionamento diesel-hidráulico 
 80% diesel e 20% biodiesel 
 Capacidade para transportar 600 passageiros 
 Peso máximo por eixo de 12 toneladas 
 Velocidade máxima de 80 Km/h 
Motor Diesel Sistema Hidráulico Tração 
Cerâmica 
 Inicialmente cerâmica era o nome atribuido a 
ferramentas de óxido de alumínio. Na tentativa de 
diminuir a fragilidade destas ferramentas, os insertos 
passaram por considerável desenvolvimento, diferindo 
atualmente dos iniciais. 
 Hoje encontramos dois tipos básicos de cerâmica: 
Cerâmica 
Cerâmica a base de óxido (Puro) 
 
Característica: 
- baixa resistência; 
- baixa condutividade térmica; 
- fratura do gume, caso a condição de corte não seja boa; 
- baixa dureza. 
 
Fabricação: 
 
 A cerâmica branca é obtida através de prensagem a frio e a cerâmica cinza através 
 de prensagem a quente. 
 Pequena quantidade de óxido de zircônio pode ser adicionada melhorando 
significamente a propriedade da cerâmica. 
 
Cerâmica a base de óxido (mista) 
 
Característica: 
Devido a adição de novos elementos como carbonetos de titânio e tungstênio, os 
insertos passaram a apresentar as seguintes características: 
- melhor resistência ao choque térmico; 
- melhor condutividade térmica. 
Cerâmica 
 Cerâmica a base de nitreto de silício 
 Material relativamente jovem desenvolvido em torno de 1970. 
 
Característica: 
- melhor resistência ao choque; 
- considerável dureza a quente; 
- embora não apresente uma estabilidade química igual a da cerâmica a 
base de alumínio quando usinando aço, é excelente para usinar ferro 
fundido cinzento a seco; 
- é o número 1 na usinagem de ferro fundido cinzento com alta taxa de 
remoção. 
 
Fabricação: 
- Cerâmicas a base de nitreto de silício são constituídas por duas fases, 
cristais de nitreto de silício e ligante, tendo as propriedades determinada 
pela composição. 
- Os insertos são obtidos através de prensagem de alta pressão a frio 
seguida de sinterização, ou mais alternativamente, através de pressão a 
quente. 
Cerâmica 
Característica: 
- Alta dureza à quente (1600°C) 
- 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; 
Cerâmica 
Aplicação: 
- Ferro Fundido; 
- Aço endurecido; (hard steels) 
- Ligas resistentes ao calor. (Heat resistant alloys) 
 
Fabricação: 
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 1700o 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. 
 
Cerâmica 
Recomendações: 
- 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. 
 
Cermet 
Composição 
 
Cermet é um composto formado por 
cerâmica e metal (CERâmica/Metal). 
 
Quase tão antigo quanto o metal duro à 
base de tungstênio/cobalto, o cermet é um 
metal duro à base de titânio. Durante a 
década de 1930, os primeiros cermets 
(Ti/Ni) eram muito frágeis e pouco 
resistentes à deformação plástica. 
 
Durante os anos quarenta e cinqüenta, o 
metal duro WC/Co desenvolveu-se 
consideravelmente, com grandes avanços 
em melhoria da performance. 
Enquanto isso, os cermets avançaram 
marginalmente com a adição de materiais, 
provavelmente adicionados de modo 
tentativa-e-erro, e com o aprimoramento 
da tecnologia de sinterização. 
Cermet 
Característica 
 
- baixa tendência a formação de gume postiço; 
- boa resistência a corrosão; 
- boa resistência ao desgaste; 
- resistência a temperatura elevada; 
- alta estabilidade química; 
 
Aplicação 
 
Ao longo da história da usinagem, os cermetsganharam fama de suscetíveis à 
repentina e imprevisível falha das pastilhas e, como tal, não têm sido fáceis de 
compreender em sua aplicação. 
 
As próprias recomendações dos fornecedores freqüentemente são contraditórias: 
alguns especificam o uso somente se os fatores operativos no torneamento de 
acabamento estiverem exatamente corretos; outros indicam uma área ampla de 
utilização, incluindo o exigente semi-acabamento. Além disso, os cermets são 
amplamente usados no fresamento de materiais de peças duros com êxito. Assim, 
parece não haver diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na 
usinagem. 
 
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; 
Diamante 
 Limitação 
 
- 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 
 
 - Usinagen 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 
 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. 
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. 
 
Usinagens de materiais endurecidos 
CORONITE 
• O Coronite é um material para ferramenta recente (desenvolvimento da 
Sandvik Coromant), utilizado principalmente em fresas de topo, que são 
ferramentas de pequeno diâmetro. 
PROPRIEDADES DO CORONITE 
• Tenacidade similar ao aço rápido (bem maior que a do metal duro); 
• Módulo de elasticidade (que tem a ver com a rigidez do material) menor que o do 
metal duro, mas maior que o do aço rápido. 
• Dureza a quente e resistência ao desgaste bem maior que a do aço rápido; 
• Baixa tendência à craterização( formação do desgaste na superfície de saída da 
ferramenta), devido ao fato de que o TiN é muito estável quimicamente; 
• Capacidade de produzir superfícies com bons acabamentos maior que a do aço 
rápido e do metal duro. 
CARACTERÍSTICAS DO CORONITE 
• Uma das principais causas destas características do Coronite é o fato 
de possuir partículas duras de TiN extremamente finas. 
• Com isso fica mais fácil conseguir arestas afiadas da ferramenta e as 
partículas que são levadas embora da aresta durante o processo de 
desgaste são menores (fazendo com que, mesmo depois de um 
certo desgaste, aresta ainda esteja afiada). 
COMPOSIÇÃO DO CORONITE 
Normalmente ela é composta de três partes: 
1. Um núcleo de aço rápido ou de aço mola, que adiciona tenacidade à 
ferramenta; 
2. Uma camada de Coronite circundando o núcleo que representa 
cerca de 15% do diâmetro da fresa; 
3. Uma camada de cobertura de TiN ou TiNC com espessura 
aproximada de 2mm. 
Quadro Comparativo 
Evolução da velocidade de corte ao longo dos anos 
Bibliografia 
• Infomet - http://www.infomet.com.br/ 
Norma DIN / Tipo de Aplicação 
DIN N° TIPO APLICAÇÃO 
1629 - Jan 61 Aços não ligados para tubos sem costura 
1651 - Abr 70 Aços de usinagem fácil 
1654 - Mar 80 Aços para parafusos 
17100 - Jan 80 Aços para construção em geral 
17115 - Ago 72 Aços para correntes soldadas 
17135 - Mar 64 Aços resistentes ao envelhecimento 
17155 - Jan 59 Aços para caldeiras 
17200 - Nov 84 Aços para beneficiamento 
17210 - Dez 69 Aços para cementação 
17211 - Ago 70 Aços para nitretação 
17212 - Ago 72 Aços para têmpera por chama ou indução 
17221 - Dez 72 Aços laminados a quente para molas beneficiadas 
17222 - Ago 79 Aços laminados a frio para molas 
17225 - Abr 55 Aços resistentes ao calor para molas 
17230 - Set 80 Aços para rolamentos 
17240 - Jul 76 Aços resistentes ao calor para porcas e parafusos 
 Aplicações 
Aços Rápidos com Cobertura 
• Para diversas ferramentas de usinagem tais como brocas, machos, 
alargadores, brochas, cortadores de dentes de engrenagens e alguns 
tipos de fresas, a aplicação de materiais mais resistentes ao 
desgaste que o aço rápido como o metal duro ou material cerâmico 
é muito restrita, devido a forma e dimensão destas ferramentas e as 
condições das operações de usinagem. 
• Assim, o desenvolvimento destas ferramentas tem caminhado no 
sentido da melhoria das condições do próprio aço rápido, através da 
aplicação de uma camada de cobertura de um material mais 
resistente ao desgaste como o nitreto de titânio (mais usado) e o 
carbonitreto de titânio. 
 
CORONITE 
• O Coronite é um material para ferramenta recente (desenvolvimento da 
Sandvik Coromant), utilizado principalmente em fresas de topo, que são 
ferramentas de pequeno diâmetro que, 
• Quando fabricadas de aço rápido não propiciam a eficiência que se deseja 
da operação e, quando fabricadas de metal duro, possuem a limitação de 
não poderem atingir as altas velocidades de corte requeridas pelo metal 
duro, devido às altas rotações necessárias. 
• O Coronite é composto de finas partículas de nitreto de titânio (partículas 
de cerca0,1 µm de diâmetro, muito menores que as partículas duras do 
metal duro, cujo tamanho varia de 1 a 10µm) dispersas numa matriz de 
aço temperado. 
• As partículas de TiN são 35 a 60% do volume do material. 
• Esta proporção de partículas duras é bem maior do que o volume de 
partículas duras possível de ser obtido no aço rápido (carbonetos), 
• Mas menor que o volume de partículas duras do metal duro. 
 
Ligas Fundidas 
Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922. 
 
Composição 
- tungstênio, cromo e vanádio; 
- no lugar de tungstênio pode-se usar em partes, manganês, 
molibdênio, vanádio, titânio e tântalo; 
- no lugar do cobalto o níquel. 
 
Característica 
- elevada resistência a quente; 
- temperatura limite de 700 a 800°C; 
- qualidade intermediária entre o aço rápido e o metal duro 
Metal Duro 
 As primeiras ferramentas 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 
Propriedades 
 
As propriedades do metal duro são 
determinado pelo: 
- tipo e tamanho das partículas; 
- tipo e propriedades dos ligantes; 
- técnica de manufaturamento; 
- quantidade de elemento de liga. 
Metal Duro 
Composição: Co, WC 
Grão: Grosso 
Composição: Co, WC 
Grão: Fino 
 
Composição: Co, WC, TiC, TaC, NbC 
Grande quantidade de elemento de liga 
Composição: Co, WC, TiC, TaC, NbC 
Pequena quantidade de elemento de liga 
GRUPOS DO METAL DURO 
• O grupo P é formado por metais duros contendo teores 
elevados de TiC (até 35%) e TaC (até 7%), o que lhes confere 
uma elevada dureza a quente, resistência ao desgaste e 
resistência à difusão. 
• Esta classe de metais duros é indicada para a usinagem de 
materiais dúcteis, de cavacos contínuos que, por 
apresentarem uma área de contato cavaco-ferramenta 
grande, desenvolvem altas temperaturas durante a usinagem. 
• Materiais normalmente usinados com ferramentas de metal 
duro classe P são aço, aço fundido e ferro fundido maleável, 
nodular ou ligado. 
GRUPOS DO METAL DURO 
• O grupo M é um grupo e metais duros com propriedades intermediárias 
entre as do grupo P e do grupo K. Metais duros deste grupo se destinam a 
ferramentas de aplicações múltiplas. 
• Ferramentas de metal duro tipo M são usadas na usinagem de aço, aço 
fundido, aço ao manganês, ferros fundidos ligados, aços inoxidáveis 
austeníticos, ferro fundido maleável e nodular e aços de corte fácil. 
• O grupo K foi o primeiro tipo de metal duro desenvolvido (Diniz et. al., 
1999), sendo composto basicamente por carbonetos de tungstênio 
aglomerados por cobalto. 
• Devido à baixa resistência dos metais duros à difusão em altas 
temperaturas, as ferramentas deste grupo não são recomendadas para a 
usinagem de metais dúcteis, sendo sua área de aplicação restrita a 
usinagem de materiais frágeis, que formam cavacos curtos (ferros 
fundidos e latões). 
Classes de Metal Duro sem Cobertura 
Composição e Propriedades 
M40 
K30 
K20 
K10 
K01 
M10 
M20 
M30 
P10 P20 P25 
P30 
P40 300 
250 
150 
100 
75 
mT 
10.0 
10.5 
11.0 
11.5 
12.0 
12.5 
13.0 
13.5 
14.0 
14.5 
15.5 g/cm
3 
Dureza a quente Resistência ao desgaste 
Tenacidade 
C
O
-C
o
n
te
ú
d
o
 
(S
a
tu
ra
ç
ã
o
 M
a
g
n
é
ti
c
a
) 
TiC, TaC Peso específico 
ISO 513 
Ferramentas Cerâmicas 
• Possuem elevada dureza a quente e a frio, resistência ao 
desgaste e estabilidade química, porém baixa tenacidade e 
resistência ao choque térmico. 
• Podem ser classificadas como: 
• • À base de alumina – pura, mista ou reforçada com Wiskers 
(SiC); 
• • À base de nitreto de silício (Si3N4); 
92 
PCD para ferramentas de corte 
PCD para ferramentas de corte são produzidos através da sinterização de partículas de diamante selecionadas, em alta pressão e alta 
temperatura, 
consistindo em uma camada de diamante e uma camada de carbeto de tungstênio. 
 
PCD para corte oferece a dureza, resistência a abrasão e condutividade térmica do diamante natural, combinado com a resistência do 
carbeto de tungstênio. 
A superfície trabalhável tem excelente acabamento não necessitando ser afiado. É um componente ideal para ferramentas devido a sua 
longa vida e alta eficiência. 
 
PCD é muito usado para usinagem de metais não ferrosos e ligas como alumínio, cobre e outros compostos, t 
ambém materiais não metálicos como madeira, compensado, cerâmica, plástico, borracha e etc. , onde resistência a alta abrasão e bom 
acabamento são requeridos. 
O produto esta disponível em 5µm, 10 µm e 25µm. 
 
Vantagens do PCD: 
· Longa vida da ferramenta 
· Acabamento Uniforme da superfície 
· Reduz as paradas de maquina 
· Alta qualidade e controle dimensional das peças 
· Aumenta a produtividade 
· Alto índice de remoção de material 
· Baixo custo por peça 
O vida do corte de uma ferramenta de PCD é usualmente 50 a 250 vezes maior do que a obtida com uma ferramenta de corte de 
metal duro convencional. 
 PCD para Ferramentas de Corte – Aplicação e Recomendações: 
Grãos Características Aplicação Vantagens 
CT005 Grão Fino 
1. Média de Grão: 5 μm 
2. Alta Quantidade de 
Diamante acima de 90% 
3. Corte a Laser ou EDM 
disponível 
Alumínio 
Bronze/Latão/ Cobre 
Metais Preciosos 
Compostos de Madeira 
Plástico 
Excelente Acabamento 
CT010 Grão Médio 
1. Média de Grão: 10 μm 
2. Alta Quantidade de 
Diamante acima de 90% 
3. Corte a Laser ou EDM 
disponível 
Ligas <14% Si/Al 
Ligas de Cobre 
Grafite, Cerâmica e Carberto 
Excelente resistência ao 
desgaste, e bom 
acabamento 
CT025 Grão Grosso 
1. Média de Grão: 25 μm 
2. Alta Quantidade de 
Diamante acima de 90% 
3. Corte a Laser ou EDM 
disponível 
Ligas >14% Si/Al 
Bi-Metais(alumínio/Ferro 
fundido) 
Cerâmica e Carbeto 
Outros Materiais altamente 
abrasivos. 
Vida Longa 
Extremamente 
resistente ao desgaste