Materiais Cerâmicos De Corte

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CENTRO UNIVERSITÁRIO NEWTON PAIVA
FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS - FACET
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
MATERIAIS CERÂMICOS DE CORTE
BELO HORIZONTE 
2013
1 INTRODUÇÃO
Os materiais cerâmicos para corte consistem, basicamente, de óxido de alumínio, caracterizando-se pelo seu alto teor de dureza. Sua resistência ao desgaste excede à das ligas de metal duro. Entretanto, sua tenacidade é baixa. São empregadas, atualmente, em operações de corte contínuo (torneamento, mandrilamento e furação), e descontínuo, no caso do fresamento. Para tal, a tecnologia de fabricação de cerâmicas evoluiu, e foram acrescentados à alumina outros elementos, com o objetivo de melhorar a tenacidade e a resistência ao desgaste. Com isso surgiram novas classes de cerâmicas no mercado: cerâmica branca (AL2O3+ ZrO2), cerâmica mista ou preta (Al203+ Tic), e whisker (Al2O3), que são as denominadas cerâmicas óxidas. No mercado existem outras classes de cerâmicas à base de nitreto de silício (Si3N4) e também a adição deste na alumina, produzindo o produto denominado comercialmente de SIALON. As cerâmicas de corte podem atingir velocidades de corte extremamente altas e alta resistência ao calor (suportam temperaturas acima de 1800ºC).
Em geral, as cerâmicas possuem as seguintes propriedades:
Capacidade de suportar altas temperaturas (materiais refratários);
Alta resistência ao desgaste abrasivo;
Alta dureza;
Alta fragilidade;
Baixa condutividade térmica;
Alta estabilidade química e térmica;
Boa resistência à fluência;
Alta resistência à compressão e baixa resistência à tração.
2 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS CERÂMICOS.
Base de óxido de alumínio (Al2O3)
Dividem-se em cerâmicas puras, cerâmicas mistas e alumina reforçada com “whiskers”. As cerâmicas puras são aquelas constituídas somente de óxidos. Podem ser alumina pura, constituída basicamente de finos grãos de Al2O3 sinterizados, podendo ter também algum teor de MgO para inibir o crescimento de grão e óxido de cromo, titânio e níquel para aumentar a resistência mecânica, ou alumina com baixos percentuais de zircônio (ZrO2) que aumenta a tenacidade do material (Diniz et al., 2008). As cerâmicas mistas contêm além de alumina, ou o carboneto de titânio (TiC) ou o nitreto de titânio (TiN). A alumina reforçada com “whiskers” é constituída por inclusões de monocristais de SiC chamadas “ whiskers” em uma matriz cerâmica (Al2O3).
Cerâmica a base de nitreto de silício (Si3N4) 
São cristais de Si3N4 com uma fase intergranular de SiO2 que são sinterizados na presença da alumina e o óxido de ítrio (Y2O3) e manganês (MgO). Este tipo de cerâmica também é chamado de Sialon. Tem excelentes propriedades como alta dureza, melhor tenacidade quando comparado com a Alumina e baixo coeficiente de expansão térmica, resultando em boa resistência a choques térmicos. Os insertos de sialon são fabricados pelo processo similar ao processo do metal duro sinterizado
Devido à sua fragilidade, a utilização do material cerâmico no processo de usinagem deve vir acompanhada de alguns cuidados para evitar quebra ou lascamento da aresta de corte. Assim, as pastilhas cerâmicas possuem um chanfro na região da aresta de corte cuja dimensão varia de 0,05 a 0,3 mm, com ângulos entre 20º e 30º. É importante que o ângulo do chanfro não seja muito grande, pois ele tende a aumentar os esforços de corte. Outro cuidado a ser tomado é a usinagem de um chanfro na peça antes da operação com a ferramenta cerâmica, a fim de que o primeiro contato ferramenta-peça se de em condições mais suaves. Além disso, em operações de desbaste, as pastilhas cerâmicas costumam ser mais espessas que as pastilhas de metal duro, exceto as de Si3N4 que, por serem mais dúcteis, não necessitam de uma maior área para resistir aos esforços de corte e aos choques (DINIZ et al., 2008). Outros cuidados são: o corte deve ser feito sem fluido de corte e o sistema máquina-ferramenta-dispositivo de fixação-peça tem que ser bem rígido
REFERÊNCIAS
Disponível em: <http://www.maquinascnc.com.br/> Acesso em: 17 Nov 2013.
Disponível em: <http://setormec.com.br/Default.aspx> Acesso em: 17 Nov 2013.