!Ferramentas_GEOM_MAT_REFRI

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO 
UNIVESIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ 
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE MECÂNICA 
 
 
Usinagem com Ferramentas de Geometria Definida 
 
 
Professor Maro Rogér Guérios 
Parte II: Ferramentas de Corte 
 
3. GEOMETRIA DE FERRAMENTAS DE CORTE (GD) 
 
3.1. Considerações Iniciais 
 
 A escolha da geometria de uma ferramenta de corte está intimamente ligada com a sua 
utilização, ou seja, para se obter resultados satisfatórios com uma ferramenta de corte é necessário 
um amplo conhecimento do processo de usinagem como um todo para se fazer a seleção apropriada 
dos elementos geométricos das ferramentas. 
 A escolha da geometria de uma ferramenta de corte é função principalmente dos seguintes 
fatores: 
- tipo de processo; 
- material da ferramenta; 
- material da peça; 
- condições de corte; 
- geometria da peça. 
 
3.2. Terminologia de Ferramentas de Corte 
 
 A nomenclatura dos vários elementos geométricos que compõem uma ferramenta de corte 
estão padronizados internacionalmente pela norma ISO – 3002/1 e no Brasil pela ABNT – P – NB 
205. 
 Os estudos para normalização destas nomenclaturas foram iniciadas a partir de ferramentas de 
torneamento e depois estendidas aos demais processos. Algumas recomendações da norma brasileira 
serão introduzidas neste item para facilitar o entendimento dos itens seguintes. Assim, por exemplo, 
na figura 3.1 é apresentada uma ferramenta de torneamento ou aplainamento e se define as partes 
componentes de uma ferramenta de corte. 
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Haste
Parte ativa Base
Quina
Gume principal SGume secundário S’
Face Principal Aγ
Flanco principal Aα
Flanco
secundário Aα’
 
Figura 3.1 - Partes componentes de uma ferramenta de torneamento 
 
 Para definir e especificar os ângulos de uma ferramenta de corte, ainda em termos de 
fundamentação, foram estabelecidos sistemas de planos de referência. Um destes sistemas, chamado 
de Ferramenta na Mão, é necessário para definir a geometria da ferramenta para a sua fabricação e 
medição. Um segundo sistema, chamado de Sistema da Ferramenta em Trabalho, é necessário para 
especificar a geometria da ferramenta quando está realizando uma operação de corte. A figura 3.4 
mostra uma ferramenta de torneamento e os planos de referência correspondentes pelo Sistema da 
Ferramenta na Mão. 
 Os planos mais importantes para especificação de ferramentas de corte podem ser definidos, 
resumidamente, como: 
- Plano de Base: é um plano que passa pela superfície de apoio da ferramenta no porta-
ferramenta, em ferramentas monocortantes. 
- Plano de Referência (Pr): é um plano que passando por um ponto de referência qualquer 
da aresta de corte, seja tanto quanto possível perpendicular à direção de corte; 
- Plano de Trabalho: é o plano que passando pelo ponto de referência é orientado em uma 
direção paralela à direção de avanço; 
- Plano de Corte (Ps): é o plano que passando pela aresta de corte, é perpendicular ao plano 
de referência; 
- Plano de Medida (Po): é o plano perpendicular ao plano de corte e perpendicular ao plano 
de referência. 
 
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Pr = Plano de referência da ferramenta
Ponto selecionado do gume
Direção presumida do
movimento de avanço
Direção presumida do
movimento de corte
Pn = Plano normal ao gume
Po = Plano ortogonal da ferramenta
Ps = Plano do gume
da ferramenta
 
Figura 3.4 – Planos utilizados para definição da geometria da ferramenta 
 
 
 3.3. Geometria de Ferramentas de Corte 
 
 Na figura 3.5 são apresentados os principais elementos geométricos de uma ferramenta de 
torneamento em relação a um ponto selecionado na aresta principal de corte e os planos necessários 
para a caracterização de cada um, utilizando o sistema de Ferramenta na Mão. 
 
Figura 3.5 – Elementos geométricos de uma ferramenta de torneamento. 
 
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 Com base na figura anterior, são definidos os seguintes ângulos: 
 
a) ângulo de folga ou de incidência ( α ): é o ângulo formado entre o plano de corte e a superfície 
de folga da ferramenta; 
b) ângulo de saída ( γ ): é o ângulo formado entre o plano de referência e a superfície de saída; 
c) ângulo de cunha ( β): é o ângulo formado entre a superfície de folga e a superfície de saída; 
d) ângulo de ponta ( ε ): é o ângulo formado entre as aresta cortantes principal e secundária; 
e) ângulo de posição ( κ ): é o ângulo formado pelo plano de corte e o plano de trabalho da 
ferramenta, medido no plano de referência; 
f) ângulo de inclinação ( λ ): é o ângulo formado pela aresta principal de corte e o plano de 
referência da ferramenta, medido no plano de corte. 
 
Outros elementos geométricos importantes das ferramentas de corte (não padronizados pelas 
norma ABNT) são: 
 
g) ângulo de posição lateral ( κ´ ): é o ângulo formado entre a aresta lateral de corte e o plano de 
trabalho; 
h) ângulo de incidência secundário ( α´ ): é o ângulo formado pelo plano que contém a aresta 
lateral de corte e é perpendicular ao plano de referência e a superfície lateral de folga; 
i) raio de ponta ( rε ): raio de arredondamento entre a aresta principal e lateral de corte; 
j) raio de gume ou da aresta de corte ( ρ ): raio aproximado entre a superfície de saída e a 
superfície de folga. 
3.4. Funções, influências e grandezas dos principais elementos geométricos 
 de uma ferramenta de corte 
 
a) ângulo de folga ou de incidência ( α ): este ângulo tem a finalidade de evitar o atrito entre a 
ferramenta e a superfície já usinada, além de permitir que a aresta principal de corte penetre no 
material e o corte livremente. 
Se o ângulo de folga é muito pequeno, a ferramenta não pode penetrar convenientemente no 
material e esta cega rapidamente, ocorrendo forte atrito com a peça, superaquecimento e mau 
acabamento superficial. 
Se o ângulo de folga é demasiadamente grande, a ponta da ferramenta quebra ou solta uma 
série de lascas, em virtude de um apoio deficiente. 
A grandeza do ângulo de folga depende principalmente da resistência do material da 
ferramenta e a resistência e dureza do material da peça. 
Na figura 3.6, é apresentada uma tabela com valores recomendados para o ângulo de folga 
para ferramentas de torneamento na usinagem de materiais distintos. 
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Figura 3.6 – Recomendações para o ângulo de folga ou incidência 
 
 b) ângulo de saída ( γ ): é um dos ângulos mais importantes da ferramenta pois influi 
decisivamente na força e na potência necessária ao corte, no acabamento superficial da superfície 
usinada, no calor gerado e dissipado e nas formas de cavaco. Esses aspectos exigem muitas vezes 
características diferentes e em conseqüência, grandezas muito diferentes do ângulo de saída, 
dependendodo trabalho. 
 A figura 3.7 ilustra a atuação de 4 ferramentas com ângulos de saída que variam de + 300 a – 
100. Verifica-se que o trabalho de dobramento do cavaco é muito maior no caso D em que se tem um 
ângulo de saída negativo de – 100, do que no caso A, em que se tem um ângulo positivo de 300. 
 
Figura 3.7 – Trabalho de dobramento em função do ângulo de saída do cavaco 
 
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 Em princípio, conclui-se que o ângulo de saída deveria ser o maior possível, pois isto 
determinaria uma retirada mais fácil do cavaco. Entretanto, o ângulo de saída depende também dos 
seguintes fatores: 
 
 1 – Resistência do material da ferramenta de corte 
 Ferramentas de aço rápido, por serem mais tenazes, admitem ângulos de saída maiores do que 
as de metal duro. 
 
 
 2 – Resistência e dureza do material a usinar 
 Materiais mais resistentes e duros, em geral, exigem que a ferramenta seja mais robusta (para 
não se quebrarem facilmente) e em conseqüência menores ângulos de saída. 
 
 3 – Quantidade de calor gerado pelo corte 
 Alguns materiais geram muito calor ao serem usinados. Tais materiais requerem ferramentas 
com pequenos ângulos de saída a fim de impedir que a temperatura próxima a ponta da ferramenta se 
aproxime da temperatura de amolecimento do material da ferramenta. 
 
 
 
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 4 – Formas de cavaco 
 Materiais dúteis na usinagem tendem a gerar cavacos compridos (por exemplo, fitas ou 
emaranhados no torneamento). Para forçar a quebra do cavaco, uma das possibilidades é trabalhar 
com ângulos de saída menores, já que nesse caso o trabalho de dobramento do cavaco é maior. 
 
 5 – Seção do avanço 
 Com maiores avanços os cortes são mais pesados. Assim, são exigidos menores ângulos de 
saída para tornar a ferramenta mais robusta. 
 
 6 – Acabamento superficial 
 Em experimentações práticas ficou comprovado que com o aumento do ângulo de saída são 
observados melhores acabamentos nas superfícies usinadas, em decorrência das menores forças de 
usinagem e do menor atrito entre cavaco e superfície de saída. 
 Na figura 3.8 a seguir são mostradas as recomendações de valores do ângulo de saída para a 
usinagem de alguns materiais. 
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Figura 3.8 – Recomendações para o ângulo de saída para a usinagem de alguns materiais 
 
 c) ângulo de inclinação ( λ ): esse ângulo tem as seguintes funções: 
- controlar a direção de saída do cavaco; 
- proteger a ponta da ferramenta contra impactos; 
- atenuar vibrações em máquinas com folgas; 
 
A influência do ângulo de inclinação quanto ao direcionamento do cavaco pode ser visto 
através da figura 3.9 (para uma ferramenta que tenha também um ângulo de posição 
 κ = 900), na qual tem-se: 
- para λ : o cavaco tende a se afastar da superfície usinada, quando de sua saída; 
- para λ negativo: o cavaco flui na direção da superfície usinada; 
- para λ = 00: o cavaco flui em uma direção paralela a superfície usinada. 
 
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Figura 3.9 – Influência do ângulo de inclinação λ quanto ao direcionamento 
de cavacos (ferramenta com κ = 900) 
 
A proteção contra impactos mencionada refere-se principalmente quando a usinagem é por 
corte interrompido. Com um ângulo de inclinação negativo, utilizado nesses casos, o impacto inicial 
na ferramenta ocorre mais afastado da ponta e onde a ferramenta resiste mais a impactos. 
 Na usinagem com ferramentas com ângulos de inclinação negativos surge uma componente 
de força que tende a afastar a ferramenta da peça, forçando o carro porta-ferramenta e 
consequentemente reduzindo as folgas. 
 
 d) ângulo de posição ( κ ): como mostra a figura 3.10, o emprego de um ângulo de posição 
menor do que 900, faz com que o corte se inicie afastado da ponta da ferramenta, em um lugar em 
que a aresta cortante é mais resistente e mais apta a aparar o impacto inicial. Além disso, a aresta 
cortante inicia o trabalho de modo gradual e uniforme. No caso de um ângulo de posição de 900, o 
corte se inicia subitamente em toda a aresta de corte. 
 Outra razão para se usar κ menor do que 900 (principalmente em operações de desbaste), é 
que a resistência da ferramenta aumenta: pelo conseqüente aumento do ângulo do ângulo de ponta ε 
(ferramenta com maior área e portanto mais robusta) e também por um maior comprimento atuante 
da aresta de corte. Além disso, ao se diminuir o ângulo de posição, aumenta-se uma componente de 
força passiva na usinagem e pode-se atenuar vibrações decorrentes de folgas no carro porta-
ferramenta. 
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 Recomendações para o ângulo de posição: 
- no caso de usinagem com ressaltos normais ao eixo da peça, o uso de um ângulo de 
posição de 900 é obrigatório (desde que o desbaste não seja muito pesado); 
- em peças esbeltas, usa-se também um ângulo de posição grande, com o objetivo de 
reduzir ao mínimo as forças passivas transversais à peça e evitar a deformação da mesma; 
- para trabalhos usuais de desbaste utilizam-se ângulos de posição desde 300 até 750. 
 
 
Figura 3.10 – Influências do ângulo de posição κ na usinagem 
 
A influência de outros elementos geométricos das ferramentas de corte podem ser resumidos 
em: 
 
 e) Ângulo de incidência secundário α´: tem as mesmas funções e é afetado de forma 
idêntica que o ângulo de incidência principal. No torneamento com ferramentas de desbaste, ocorre 
apenas uma influência especial devido a montagem da ferramenta acima ou abaixo do centro de giro 
da peça. A figura 3.11 mostra uma montagem acima e outra abaixo do centro. Observa-se que em 
trabalho, conforme a montagem, ocorre uma alteração no ângulo de incidência secundário em relação 
ao que foi afiado na ferramenta (Sistema Ferramenta na Mão). Acima do centro, ocorrerá uma 
redução de α´, aumentando o atrito e o processo de desgaste da ferramenta. Para uma montagem 
abaixo do centro, ao contrário, produz-se um aumento de α´ (a peça tende a “ montar” na 
ferramenta) facilitando o lascamento da ferramenta. Recomenda-se para desbaste utilizar a 
ferramenta levemente acima do centro (cerca de 1% do diâmetro da peça). No faceamento, 
entretanto, a ferramenta sempre deve ser montada na altura do centro de giro da peça para evitar o 
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resto de material não usinado no centro e, que a tentativa de sua remoção com a ferramenta pode 
provocar a quebra da mesma. 
 
 
Figura 3.11 – Efeito de uma montagem da ferramenta acima e abaixo do centro 
 de giro da peça sobre o ângulo de incidência secundário 
 
f) Raio de ponta rε: o objetivo principal de se utilizar um raio de arredondamento entre a 
aresta principal e a lateral de corte é a melhoria do acabamento superficial, como pode ser visto na 
figura 3.12 A e B, em virtude da conformação ou corte das cristas de rugosidade decorrentes do 
avanço da ferramenta sobre a peça. 
 
Figura 3.12 – Influências do raio de ponta rε 
 
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 Com o aumento do raio de ponta, entretanto, aumenta-se a área de contato entre a peça e a 
ferramenta, como também ocorre uma não uniformidade na espessura do cavaco, conforme mostrado 
na figura 3.13. Estes fatores tendem a aumentar a potência necessária para o corte e a provocar 
vibrações no processo. Portanto, para desbaste os raios de pontas devem ser diminutos e para 
condições de acabamento quanto maiores os raios de ponta tendem a ser geradas superfícies com 
menores rugosidades. Entretanto, acima de um certo valor do raio de ponta não se consegue melhoria 
no acabamento e o mesmo pode ser prejudicado pelo aparecimento de vibrações na superfície 
usinada. 
 
Figura 3.13 – Influências do raio de ponta na espessura do cavaco 
 Em torneamento, o acabamento de uma superfície (desde que não sejam usados avanços 
muito pequenos), pode ser calculado pela fórmula aproximada: 
 
 Rt = f2 / (8.rε) 
onde: Rt - Rugosidade Rt [µm] 
f - Avanço [mm] 
rε - raio de ponta [mm] 
 
 O raio de ponta recomendado para ferramentas de aço rápido é o maior dos seguintes valores: 
- quatro vezes o avanço, ou seja, rε = 4.f; 
- um quarto da profundidade de corte, ou seja, rε = ap / 4; 
 
Para ferramentas de metal duro, devido a menor tenacidade, recomendam-se 
normalmente a metade dos valores do raio de ponta dos utilizados com aço rápido. 
 Em algumas utilizações, principalmente no fresamento, em vez da utilização de raio de ponta, 
é preferido o uso de um ângulo de chanfro (vide figura 3.14). Este chanframento representa o 
trabalho de uma ferramenta de desbaste e uma de acabamento ao mesmo tempo. O cavaco gerado 
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próximo a superfície usinada apresenta-se fino e com espessura uniforme. Os resultados obtidos com 
a utilização de um ângulo de chanfro em relação ao raio de ponta são: 
- raramente induz a vibrações; 
- não aumenta a força e a potência de corte; 
- propicia melhor acabamento superficial. 
 
 
Figura 3.14 – Emprego de um ângulo de chanfro em ferramentas de corte 
 
g) ângulo de posição secundário κ´: a sua função é a de permitir que apenas uma 
pequena parte da aresta lateral de corte entre em contato com a superfície usinada, evitando assim 
vibrações. Normalmente se utiliza κ´ da ordem de 50. Caso κ´ seja muito grande, reduz o ângulo de 
ponta e reduz a resistência da ferramenta. Muito pequeno, aumenta o atrito entre a ferramenta e a 
superfície já usinada, provocando vibrações. 
 Em ferramentas de torneamento para acabamento executa-se, as vezes, um pequeno 
chanframento paralelo à superfície usinada e de comprimento igual a 1,5 a 2,5 vezes o avanço (figura 
3.15), com o objetivo também de reduzir as cristas de rugosidade decorrentes do avanço da 
ferramenta. Caso esse chanframento seja muito grande poderá provocar vibrações. 
 
 
Figura 3.15 – Chanframento da aresta lateral de corte 
 
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 h) raio da aresta de corte ou de gume: a concordância entre a superfície de saída e a de 
folga de uma ferramenta de corte, mesmo as duas sendo retificadas ou polidas na afiação e sendo 
visualizadas através de microscópio, apresentam-se com uma forma aproximada de um raio de 
ordem micrométrica. Em ferramentas recém-afiadas por retificação esse raio da aresta é da ordem 
de 25 µm e com o decorrer da usinagem, esse valor pode ser até triplicado, devido ao desgaste da 
ferramenta. 
 A importância do raio da aresta de corte é principalmente quando da necessidade de um 
excelente acabamento superficial. Nestes caso, raios de aresta de corte menores fornecem os 
melhores resultados. 
 
 3.4. Quebra-cavacos 
 
 Os cavacos contínuos formados na usinagem de materiais muito dúcteis apresentam 
problemas muito sérios, quais sejam: 
 
- possibilidade de ferir ao operador (cavacos muito afiados); 
- grande volume de cavaco quando se usam altas velocidades de corte, impossibilitando a 
visão do operador, a refrigeração e o avanço da ferramenta; 
- danificação da superfície usinada. 
 
Há, pois, necessidade de um método auxiliar para quebrar os cavacos em pequenos pedaços, 
que caiam facilmente em uma caixa coletora. Este método consiste em forçar um dobramento além 
do limite de resistência do material, provocando a ruptura dos cavacos. Uma das maneiras de se obter 
isto é empregando um ângulo de saída negativo, como foi visto anteriormente. Outra maneira é 
utilizar um quebra-cavaco. 
Basicamente os quebra-cavacos são caracterizados por terem um obstáculo ao fluxo normal 
dos cavacos na superfície de saída da ferramenta. 
 Os tipos principais de quebra-cavacos são: 
 
- retificados na própria ferramenta; 
- postiços (figura 3.16 - A); 
- incorporados à pastilha (figura 3.16 - B). 
 
Estes últimos são compostos de saliências e/ou depresões com desenhos variados que são 
implementados às pastilhas quando de sua sinterização e que hoje são a solução mais usual. 
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Figura 3.16 – Quebra-cavacos retificados na própria ferramenta 
 
 
 3.5. Ferramentas de torneamento 
 
 As ferramentas para torneamento são produzidas em formas e tipos padronizados (vide 
figuras abaixo). Atualmente, dá-se preferência, entretanto, às pastilhas intercambiáveis, devido 
principalmente ao baixo tempo e a facilidade de sua substituição em trabalho. Um exemplo de como 
proceder a seleção de pastilhas e suporte porta-pastilhas de metal duro para torneamento, conforme a 
padronização da norma ISO, é mostrada na seqüência. 
 
 
 
 
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4. MATERIAIS PARA FERRAMENTAS DE CORTE 
 
4.1. Considerações Iniciais 
 
As exigências básicas a fazer para um material de corte são: 
a) Elevada dureza a frio bem superior a do material a ser usinado; 
b) Elevada dureza a quente; 
c) Tenacidade para resistir a consideráveis esforços de corte e impactos; 
d) Resistência a abrasão; 
e) Estabilidade química; 
f) Facilidade de obtenção a preços econômicos. 
 
Evidentemente não é possível conseguir todas essas condições em um único material. Assim, 
existem uma série de materiais utilizados como ferramentas de corte e deve-se analisar e escolher 
qual atende melhor a sua necessidade. 
 
Os materiais de corte podem ser agrupados como segue: 
a- Aços Ferramenta 
b- Aços rápidos comuns 
c- Aços rápidos com cobalto 
d- Ligas fundidas 
e- Carbonetos sintetizados 
f- Cerâmica 
g- Nitreto de boro cristalino cúbico (CBN) 
h- Diamantes 
 
1
2
PKD
PCBN
CERÂMICA
ÓXIDA
CERÂMICA
ÓXIDA
METAL DURO REVESTIDO
METAL DURO
CONVENCIONAL
AÇO RÁPIDO COM REVESTIMENTO (TiN)
AÇO RÁPIDO CONVENCIONAL
TENACIDADE E RESISTÊNCIA À FLEXAO
MATERIAL DE
CORTE IDEAL
R
ES
IS
TÊ
N
C
IA
 A
O
 D
ES
G
A
ST
E 
E 
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A
 À
 Q
U
EN
TE
METAL DURO
REFINADO
 
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Data Material Dureza 
HV 
Temperatura 
Crítica 
<1900 Aço ferramenta 
0,8 a 1,5 % de C 
650-730 250 
1900 Aço rápido comum (Mo) 750-800 520 - 600 
- 
1922 Ligas fundidas 700-800 
1927 Carboneto de tungstênio 1500-1800 1100 
 Cerâmica 1600-2200 1400 
1957 CBN 3500-4000 1500 
1957/1973 Diamante policristalino 4000 800 
 
 
4.2. Aços-ferramenta 
 
São aços carbono com teores de 0,8 a 1,5% de carbono. Atualmente são empregados 
geralmente na usinagem de materiais moles e ferramentas manuais devido a sua baixa dureza a 
quente (em torno de 250 ºC), o que implica em uma utilização com baixas velocidades de corte e 
portanto, pouco produtivas industrialmente. 
 
Seu emprego tem estas finalidades: 
a- Ferramentas usadas em pequenas oficinas de reparo, usos domésticos e de lazer. 
b- Ferramentas a serem utilizadas uma única vez ou para poucas peças. 
c- Ferramentas de forma, na usinagem de latão e ligas de alumínio. 
 
As qualidades do aço ferramenta que justificam seu emprego ainda hoje são: 
a- Preços baixos; 
b- Facilidade de usinagem, obtendo-se arestas de corte muito vivas; 
c- Tratamento térmico relativamente simples; 
d- Boa tenacidade. 
 
Vantagens Desvantagens Aplicações atuais 
• ⇓ Preço 
• ⇑Tenacidade 
• Trat. Térmico simples 
 
• ⇓ vc 5 a 10 m/min 
 
Brocas p/ madeira 
Ferramentas agrícolas 
 
 
 
 4.3. Aços rápidos 
 
 A. Aços rápidos comuns - A principal vantagem dos aços rápidos sobre o aço ferramenta é a 
de manterem a dureza até temperaturas em torno de 520 a 600 ºC, ou seja, mais que o dobro da 
temperatura que resistem os aço ferramenta. Isto, associado com uma maior resistência à abrasão, 
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permite aos aços rápidos velocidades de corte bem mais elevadas e maior vida da ferramenta. As 
desvantagens do aço rápido nesta comparação são: preço elevado e tratamento térmico complexo, 
exigindo temperaturas em torno de 1300 ºC para a têmpera. 
 
 B. Aços rápidos com cobalto - A adição de cobalto aumenta substancialmente a temperatura 
crítica de trabalho do aço rápido, ou seja, a dureza a quente e a resistência ao desgaste, mas resulta 
em uma menor tenacidade. 
 Com o objetivo de limitar as variedades de aços rápidos no mercado a norma ISO padronizou 
os tipos possíveis (vide tabela 4.1). A norma brasileira NBR 6189 padroniza 16 aços rápidos, 
classificados em: 
- aços rápidos ao molibdênio; 
- aços rápidos ao tungstênio; 
- outros aços rápidos. 
 
 C. Aços rápidos com revestimento de TiN - Revestimentos de nitreto de titânio (TiN) 
produzem os seguintes efeitos nos aços rápidos: 
- Redução do desgaste da ferramenta, devido a alta dureza (cerca de 2000 a 2500 Vickers). 
- Caráter não metálico, estabilidade química e mínima tendência de adesão ao revestimento 
de TiN, asseguram baixo atrito e impedem a aderência de material na ferramenta. Isto reduz 
a força de corte e melhora o acabamento superficial. 
- Proteção do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissão 
de calor do TiN. 
- Mostrou-se inconveniente na usinagem fina ou de acabamento por provocar um maior 
arredondamento da aresta de corte da ferramenta e maiores forças passivas. 
- Apresenta resultados positivos quando comparado com aços rápidos sem revestimento em 
vários processos de usinagem, chegando a aumentos de vida de até 10 vezes com 
conseqüente aumento de produção. 
 
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Tabela 4.1 – Aços rápidos padronizados ISO/DIN - 4957 
 
 D. Aços rápidos sinterizados - É obtido por processo de metalurgia do pó, que permitem um 
melhor controle do tamanho dos grãos, assim como a adição controlada e bem distribuída de 
elementos de liga, resultando em uma estrutura muito uniforme e fina em toda a seção transversal da 
ferramenta. Tem-se , assim, as seguintes vantagens: 
 - menor deformação durante a têmpera e o revenido; 
 - menor tendência a formação de trincas e de tensões internas; 
 - tenacidade um pouco mais alta; 
 - vida mais longa e menor dispersão no tempo de vida das ferramentas; 
 - melhores condições de aderência de revestimentos de TiN. 
 
 4.4 Ligas Fundidas 
 
 As ligas fundidas foram descobertas por Hayness (1922), sendo constituídas de altas 
percentagens de tungstênio, cromo e cobalto. Estas ligas são fundidas e vazadas em moldes, sendo 
depois as peças limpas das carepas de fundição e colocadas na medida final por retificação. 
 As ligas fundidas caracterizam-se por elevada resistência a quente, o que permite a sua 
utilização em temperaturas de 700 a 800ºC. A dureza a quente é uma característica inerente do 
material e não o resultado de um tratamento térmico. Aquecido a temperaturas extremas, o material 
amolece, mas volta a ter a dureza original, quando esfriado. Isto distingue este material do aço 
rápido. As ligas fundidas tem qualidades intermediárias entre o aço rápido e o metal duro.Vantagens Desvantagens Aplicações atuais 
⇑ Resist. à quente (inerente ao 
material) 
⇑ Custo elevado Comercialmente difícil de ser 
encontrada. 
 
Maro Rogér Guérios 
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 4.5. Metais Duros (ou Carbonetos Sinterizados) 
 
 Os metais duros são materiais sinterizados constituídos de um elemento ligante e embutidos 
neste, os carbonetos. A função do ligante é constituir a ligação dos carbonetos frágeis, formando um 
corpo relativamente resistente, ao passo que os carbonetos fornecem alta dureza à quente e 
resistência ao desgaste. 
 Os primeiros metais duros fabricados eram constituídos basicamente por carbonetos de 
tungstênio (WC) e com ligante de cobalto (Co). O tungstênio havia sido pretendido para constituir 
um material de ferramenta devido as suas excelentes propriedades (alta resistência à tração, baixo 
coeficiente de dilatação térmica, etc). Contudo, pela dificuldade de fusão do tungstênio (ponto de 
fusão 3.387ºC) e a inexistência de cadinhos que pudessem suportar a tão altas temperaturas na época 
(~1920), levou a técnica da sinterização e a da ciência chamada metalurgia do pó. 
 Os estudos desenvolvidos inicialmente pela Osram, na Alemanha, para a fabricação de 
filamentos de tungstênio para lâmpadas incandescentes, foram cedidos à firma Krupp para o estudo 
da aplicação do carboneto de tungstênio na usinagem de metais. Em 1927, a Krupp fez sucesso com 
o seu produto Widia, nome comercial tomado em linguagem popular como sinônimo de metal duro e 
que provém da contração das palavras alemãs “Wie Diamant”, isto é, “como diamante”. 
 A técnica de sinterização foge ao escopo deste trabalho, contudo a fabricação do metal duro 
pode ser descrita de modo extremamente esquemático, como segue: 
1. Obtenção do carboneto de tungstênio (WC), a partir do minério chamado scheelita; 
2. Moagem do WC; 
3. Mistura de WC com o Cobalto (Co) puro; 
4. Compactação a frio da mistura, obtendo-se peças já com a forma desejada (pastilhas ou 
briquetes) e com resistência suficiente para serem manipuladas; 
5. Pré-sinterização a uma temperatura de aproximadamente 900ºC em um forno com 
atmosfera de hidrogênio; 
6. Resfriado o produto, este é cortado e levado à forma final por meio de rebolos apropriados; 
7. Sinterização: 
- em forno com atmosfera sob vácuo ou atmosfera de hidrogênio; 
- temperatura de 1300 a 1600 ºC; 
- o cobalto se funde e introduz-se entre as partículas de carboneto, envolvendo-as e 
mesmo dissolvendo algumas; 
- no decorrer do processo há uma contração linear de 15 a 22% do metal duro; 
 
O metal duro apresenta como principais características: 
- Altíssima resistência à compressão; 
- Alta dureza a frio ( 2000 HB ); 
- Mantém dureza até aproximadamente 1000 ºC; 
- Coeficiente de dilatação térmica a metade da do aço; 
- Alta condutibilidade térmica: 8 a 20 vezes a do aço; 
Maro Rogér Guérios 
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As ferramentas de carboneto de tungstênio foram empregadas a princípio com extraordinário 
sucesso na usinagem de ferro fundido e materiais não ferrosos, mas com resultados medíocres na 
maioria dos trabalhos com aço. Verificou-se que ocorria um forte atrito entre a ferramenta de metal 
duro e o cavaco de aço. O cavaco escorrega com grande pressão e sob elevada resistência 
provocando grande geração de calor e formando rapidamente uma cratera na superfície de saída da 
ferramenta que leva a quebra da cunha cortante. 
Para solucionar o problema foram introduzidos na composição do metal duro dois novos 
componentes: o carboneto de titânio (TiC) e o de tântalo (TaC), que reduziram o atrito e 
possibilitaram a usinagem de aços. 
Classificação dos metais duros convencionais (normas ISO – 513-1975) 
 
 Os metais duros convencionais são divididos em três grupos ou classes de aplicação: P, M, 
K. Como critério de classificação é utilizada a aplicação do metal duro, pois a variedade de 
processos de fabricação e de composição química tornam difícil uma padronização baseada em 
outras características. 
 
 Grupo Principal de Usinagem P: simbolizado pela cor azul – possuem além do WC e o Co, 
percentagens de TiC (até 35%) e TaC (até 7%) e são usados para a usinagem de materiais com 
cavaco comprido (aço, fofo maleável, nodular ou ligado, etc). 
 Grupo Principal de Usinagem M: simbolizado pela cor amarela – possuem percentagens 
menores de TiC e TaC e são usados na usinagem em condições satisfatórias. Constituem tipos 
intermediários entre o grupo P e K. 
Grupo Principal de Usinagem K: simbolizado pela cor vermelha – compõem-se 
basicamente por WC e o cobalto e são usados na usinagem de materiais de cavaco curto (fofo 
comum e coquilhado, não ferrosos, não metálicos, etc). 
 
Na tabela 4.2 são apresentadas as recomendações de aplicação dos metais duros em função do 
grupo de aplicação e do grau de dureza e tenacidade. Em cada grupo, os metais duros são fabricados 
em diversos graus, correspondendo a uma dureza decrescente e uma tenacidade crescente e vice-
versa. Os tipos mais duros são usados em usinagens de acabamento (altas velocidades e cortes leves), 
enquanto que os tipos mais tenazes e menos duros, com virtude de teores mais altos de cobalto, são 
usados em cortes pesados de desbastes, em velocidades mais baixas ou em condições desfavoráveis 
de usinagem (vibrações, cortes interrompidos, máquinas velhas, etc). Os tipos mais duros em geral 
exigem ângulos de saída negativos. 
Maro Rogér Guérios 
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Metais Duros Revestidos – Com o objetivo de melhor explorar as vantagens de cada um dos 
carbonetos componentes, desenvolveram-se os metais duros revestidos. Eles se compõem de uma 
base de metal duro relativamente tenaz, sobre a qual se aplica uma ou mais camadas finas, duras, 
resistentes à abrasão e de fina granulometria, de um material composto de carbonetos (por exemplo, 
TiC, HfC, ZrC), de nitretos (por ex., TiN, HfN, ZrN), de carbonitretos (TiCN) ou de óxidos (Al2O3). 
Estes revestimentos permitem um aumento substancial da vida das ferramentas, devido 
principalmente à redução do atrito entre cavaco e ferramenta. 
 
 
Tabela 4.2 - Recomendações de aplicação dos metais duros em função do grupo de aplicação 
e do grau de dureza e tenacidade 
Maro Rogér Guérios 
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4.6. Cerâmicas 
 
As ferramentas de cerâmica, tanto na base de óxido de alumínio como de misturas deste com 
carbonetos metálicos, tem adquirido importância crescente nos últimos anos, principalmente na 
usinagem, com máquinas automáticas de alta velocidade, de peças de aço e ferro fundido. Em 
condições adequadas é possível usar velocidades de corte de 5 a 10 vezes maiores do que as 
empregadas com metal duro. 
 O componente principal da cerâmica de corte é o corindon (Al2O3). O processo utilizado para 
a sua fabricação é através da metalurgia do pó. 
 
 A cerâmica, como ferramentade corte, é recente e tem as seguintes qualidades positivas: 
- alta dureza a quente, que se mantém até cerca de 1600 oC; 
- elevada estabilidade química, mesmo a altas temperaturas, 
- altíssima resistência a compressão, 
- baixo coeficiente de atrito, 
- não tem afinidade química com o aço. 
 
Como problemas na aplicação da cerâmica temos: 
- grande fragilidade, o que a torna deficiente na usinagem interrompida, em máquinas 
pouco rígidas, em grandes balanços, etc.; 
- condutibilidade térmica muito baixa, o que a torna sensível a variações bruscas de 
temperatura; 
- não serve para usinagem de alguns metais (alumínio, ligas de titânio, magnésio) por ter 
afinidade química. 
 
As cerâmicas são materiais que estão em grande desenvolvimento, aparecendo ainda novos 
tipos nos dias atuais, contudo uma classificação que costuma ser adotada é a seguinte: 
- cerâmicas óxidas : compostas basicamente por óxido de alumínio, tem cor branca são 
extremamente frágeis ; 
- cerâmicas mistas ou CERMETS (cerâmica + metal): compõe-se de menos de 90% de 
óxido de alumínio e o restante de combinações metálicas (entre outros, TiC e WC). Estas 
se distinguem das anteriores por ter uma cor escura e em decorrência de suas 
propriedades, por ter maior resistência a abrasão e menor sensibilidade ao choque térmico. 
 
 
 
 
 
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4.7. Nitreto de Boro Cúbico (CBN) 
 
 Depois do diamante, o CBN é o material mais duro que se conhece, trata-se de um material 
sintético e que é quimicamente mais estável que o diamante. Sob pressão atmosférica , o CBN é 
estável até 2000°C, enquanto no diamante já ocorre grafitização ao redor de 900°C. 
 As pastilhas de CBN são fabricadas de forma análoga as de diamante policristalino. Uma 
camada de 0,5 mm de espessura , de partículas de nitreto de boro cúbico é sintetizada em um 
processo de alta pressão e altas temperaturas, com a presença de uma fase ligante, efetuando-se 
simultaneamente a fixação sobre a base de um metal duro. 
As ferramentas de CBN são empregadas preferencialmente na usinagem de aços duros (45 a 
65 HRC), aço rápido e ligas de níquel resistentes ao calor. Nestes materiais são usadas velocidades 
de corte de 50 a 200 m/mim, avanço de 0,1 a 0,3 mm/rot e profundidade de corte menores que 2,5 
mm. 
 Pela sua alta resistência ao impacto, podem ser usadas em cortes severos, interrompidos e na 
remoção de cascas tenazes, abrasivas e irregulares de peças fundidas e forjadas e peças de ferro 
fundido coquilhado. 
 As ferramentas de CBN servem para cortes interrompidos, bem como para usinagem de 
desbaste, de acabamento e usinagem fina. Rugosidades inferiores a 1 µm são obteníveis, dispensando 
a retificação. Pelas vantagens que oferecem as ferramentas de CBN, estão a cada dia ganhando mais 
aplicações na indústria moderna. 
 Nomes comercias : Amborite, Borazon , Sumiboron . 
 
Vantagens Desvantagens Aplicações atuais 
⇑ Dureza a quente 
⇑ resist. à abrasão 
⇑ tenacidade (2x cerâmica) 
⇑ estabilidade química. 
⇑ custo elevado (≅ 10 a 12 x o 
metal duro) 
Acabamento de aços com dureza 
elevada( 450 a 700 HV) 
 
 
 
4.8. Diamantes 
 
É o material mais duro conhecido. A usinagem de aço e ferro fundido não é possível com 
ferramentas de diamante em virtude da afinidade do ferro com carbono. O diamante, na zona de 
contato com a peça de aço, devido a alta temperatura, transforma-se em grafite e reage com o ferro. 
Isto leva a um rápido desgaste da ferramenta. 
Em termos de aplicação como ferramentas de corte são principalmente utilizados os 
diamantes naturais monocristalinos e os diamantes sintéticos policristalinos. 
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Vantagens Desvantagens Aplicações atuais 
⇑ Condutiv. térmica (3 x metal 
duro) 
⇑ Dureza elevada ( 3 x cerâmica) 
⇑ Relação dureza x tenacidade 
maior 
⇓ estabilidade química na 
usinagem de materiais 
ferrosos. 
⇑ custo elevado. 
Materiais não-metálicos e não-
ferrosos. 
 
 
a. Diamante natural monocristalino: Ferramentas de diamante natural monocristalino, ou 
seja, compostos de um único cristal, são especialmente indicados na usinagem de metais leves, 
bronze, latão, ligas de estanho, borracha, bem como vidro, plásticos e pedras. Alguns tipos de 
diamante naturais monocristalinizados, por apresentarem características de dureza a quente, são 
empregados apenas em aplicações especiais como dressar rebolos, pontas de broca para minas, etc. 
Na usinagem de metais, o campo de aplicação dos diamantes monocristalinos abrange 
principalmente as operações de usinagem fina, onde são feitas grandes exigências de precisão de 
medidas e qualidade superficial . 
O diamante permite obter precisão de medidas e acabamentos tão brilhantes que se iguala a 
um apurado polimento. A velocidade de corte praticamente não tem limite superior. Velocidades de 
2000 m/mim já foram experimentadas com sucesso. Não se recomendam velocidades inferiores a 
100 m/min. Os avanços são usualmente de 0,02 mm/rot a 0,06 mm/rot e profundidades de corte de 
0,01 até 0,2 mm são comuns. 
 
b. Diamantes Policristalinos (PCD): Em 1973 foi apresentado pela primeira vez uma 
ferramenta com uma camada de diamante sintético policristalino. 
A matéria prima são partículas muito finas de diamantes sintéticos, de granulação bem 
definida. A camada de diamante policristalina é produzida pela sintetização das partículas de 
diamante com o cobalto, em um processo de alta pressão (6000 a 7000 Mpa) e alta temperatura 
(1400 a 2000º). Essa camada de aproximadamente 0,5 mm de espessura é geralmente aplicada em 
uma base de metal duro. 
Ferramentas de diamante policristalino não atingem a dureza das de diamante monocristalino 
e também não fornecem o acabamento espelhado destes, já que se tem a usinagem com várias arestas 
de corte ao mesmo tempo. 
Os PCD podem ser usados na usinagem dos mais variados não-metais e também de metais 
(desde que não sejam ferrosos). Podem ser usados não só para o acabamento como para desbaste. 
Um dos principais empregos dos PCD é a usinagem de materiais abrasivos, como ligas de alumínio 
com alto teor de silício (alumínio aeronáutico), já que são extremamente resistentes à abrasão, tem 
tenacidade suficiente para resistir a impactos e também não permitem que ocorra a adesão do 
material que está sendo usinado. 
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30 
5. MEIOS LUBRI-REFRIGERANTES 
 
5.1. Introdução 
 
 A utilização de fluidos de corte na usinagem foi introduzida por F.W. Taylor em 1890. 
Inicialmente Taylor utilizou água e soda, ou água e sabão para evitar a oxidação da peça e/ou da 
ferramenta. Mas a água tem duas desvantagens principais: 
1. Promove oxidação; 
2. tem baixo poder lubrificante. 
 
Os óleos possuem melhor poder lubrificante que a água, podendo assim reduzir a geração de 
calor devido ao atrito entre cavaco-ferramenta e a peça-ferramenta e assegurar um melhor 
acabamento superficial à peça. Assim, foram desenvolvidos os óleos emulsionáveis com água (1 a 
20% de óleo) e os óleos de extrema pressão, cujos aditivos reduzem o inconveniente da solda do 
cavacocom a ferramenta, interpondo entre esses um extrato de óxidos. 
 
5.2. Funções do fluido de corte 
 
Com visto no capítulo Usinabilidade, durante o corte se desenvolve uma grande quantidade 
de calor devido à energias necessária para deformação do cavaco e à energia devido ao atrito peça-
ferramenta e cavaco-ferramenta. Este calor gerado precisa ser reduzido e/ou extraído da ferramenta e 
da peça, principalmente a fim de minimizar o desgaste, a dilatação térmica da peça ( e com isso se 
obter tolerâncias apertadas na peça) e o dano térmico à estrutura superficial da peça. a geração de 
calor pode ser reduzida com a diminuição do coeficiente de atrito. Se isso acontecer, não somente a 
geração de calor é diminuída, mas também os esforços e a potência de corte. Isto tem sido levado a 
cabo com o desenvolvimento de novos materiais de ferramentas ( ou para camadas de cobertura de 
ferramentas – capítulo 4 - materiais de ferramenta), com o desenvolvimento de materiais de peça 
com usinabilidade melhorada ou com utilização de fluidos de corte com capacidade lubrificante. 
Mesmo com todo esforço para redução de calor gerado no processo de usinagem, o calor 
continua sendo gerado, em maior ou menor escala, dependendo das condições de usinagem, material 
da peça, e da ferramenta, etc.. Assim, esse calor dever ser removido da região de corte, da peça e da 
ferramenta (refrigeração), para evitar seus efeitos danosos. 
 
Além de ser capaz de lubrificar e/ou refrigerar o corte, algumas vezes se deseja que o fluido 
de corte possua algumas outras funções, como: 
Maro Rogér Guérios 
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1. prevenção contra soldagem cavaco-ferramenta – esta é uma função de lubrificação e é 
bastante necessária quando o material que esta sendo cortado tem tendência à formação de 
aresta postiça de corte e as condições de usinagem utilizadas propiciam esta formação 
(baixa temperatura de corte); 
2. retirada do cavaco da região de corte – em algumas operações de usinagem, com furação 
profunda, o único meio de se retirar o cavaco da região de corte é via o fluxo de fluido de 
corte. Para isso, este fluxo deve ser de alta pressão e baixa viscosidade e o cavaco deve 
ser pequeno; 
3. proteção contra a corrosão; 
4. redução da dilatação (distorção) térmica da peça, com fim de facilitar a obtenção de 
tolerâncias apertadas; 
5. evitar dano à estrutura superficial e o crescimento exagerado de tensões residuais na 
superfície da peça usinada (principalmente em processos de retificação). 
 
5.2.1. Fluido de corte como refrigerante 
Os requisitos que um fluido de corte deve possuir para retirar eficientemente o calor da região 
de corte, da peça e da ferramenta são: 
a) baixa viscosidade a fim de que flua facilmente; 
b) capacidade de “molhar” bem o metal para estabelecer um bom contato térmico; 
c) alto calor específico e alta condutividade térmica. 
 
Algumas vezes, o material da ferramenta é extremamente resistente ao desgaste e não 
necessita de fluido de corte para resfria-lo. Mesmo assim, em alguns destes casos, o refrigerante é 
utilizado para que nenhum dano possa ser causado à peça. Um exemplo típico deste caso é o 
processo de retificação, onde o rebolo não é danificado pelo calor gerado, pois é refratário e, na 
maior parte das vezes, muito grande, o que faz com que o acréscimo de temperatura no seu corpo 
seja muito pequeno. Porém, a peça tem que ser protegida neste tipo de processo, pois se deseja 
ótimas qualidades dimensionais, geométricos e de superfície, sem dano térmico à estrutura 
metalúrgica superficial da peça. 
Alguns materiais de ferramentas, como por exemplo os cerâmicos a base de óxido de 
alumínio, por serem muito duros e frágeis, não suportam variação de temperatura, que os leva a 
trincarem ou mesmo quebrarem. A utilização de fluidos de corte nestes casos é evitada, pois em 
geral, devido ao fato de que muitas vezes não se consegue que o fluxo permaneça com vazão 
constante e também que a direção dele seja constante (muitas vezes o cavaco modifica a posição da 
mangueira de fluido de corte), não se consegue manter a temperatura do corte constante. Como estes 
Maro Rogér Guérios 
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materiais de ferramentas suportam altas temperaturas, a não utilização do fluido não é crítica. Porém 
deve-se tomar cuidados para que a peça não seja danificada com o calor em excesso, principalmente 
quando a peça em usinagem for pequena e com alta condutividade térmica (em geral, realizando um 
corte bem leve, onde a geração de calor é pequena). 
 
5.2.2. Fluido de corte como lubrificante 
A lubrificação permite uma redução do coeficiente de atrito entre cavaco e ferramenta 
(principalmente, pois é na superfície de saída da ferramenta que se desenvolvem as maiores 
temperaturas, devido à zona de aderência) e ferramenta e peça, que facilita o fluxo de cavaco, 
reduzindo a força e a potência de corte, bem como a temperatura. 
O fluido penetra entre as superfícies em contato através do fenômeno da capilaridade, 
ajudado pela vibração entre ferramenta, peça e cavaco. Se o fluido não conseguir chegar na região de 
corte, ele não vai conseguir ter efeito lubrificante. Devido a isto, a ação lubrificante fica prejudicada 
quando se aumenta a velocidade de corte (e, consequentemente a velocidade de saída do cavaco), 
pois para o fluido chegar na região de corte é necessário que ele seja impulsionado com alta pressão, 
o que vai exigir dele, dentre outras características, que não se vaporize quando submetido a estas 
pressões altas. 
O atrito cavaco-ferramenta depende principalmente da rugosidade das superfícies em contato 
(quanto maior a rugosidade, maior a perda por atrito) e da afinidade físico-química dos dois 
materiais. O primeiro fator pode ser minimizado através de um bom acabamento da superfície de 
saída da ferramenta. O segundo fator pode ser minimizado utilizando-se material da ferramenta e/ou 
da peça com baixo coeficiente de atrito, ou através do formação de uma camada de óxidos entre os 
dois materiais em contato que o fluido de corte proporciona. 
Então, para que um fluido seja um bom lubrificante é necessário que ele possua as seguintes 
características: 
a) resistir a pressões e temperaturas elevadas sem vaporizar; 
b) boas propriedades anti-fricção e anti-soldantes; 
c) viscosidade adequada - a viscosidade deve ser suficientemente baixa para permitir uma 
fácil circulação do fluido e suficientemente alta de modo a permitir uma boa aderência do 
fluido às superfícies do ferramenta. 
Além destas propriedades necessárias para refrigeração e lubrificação, outras propriedades 
também são exigidas de um fluido de corte, quais sejam: 
a) ausência de odores desagradáveis; 
b) não corroer mas, pelo contrário, ter a capacidade de proteger a peça e a máquina dos 
efeitos da corrosão; 
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c) Isenção do tendência a originar precipitados sólidos que depositam nas guias da máquina 
e/ou entopem os tubos de circulação do fluido de corte; 
d) não causar dano à pele humano e nenhum outro risco á saúde. 
 
5.3. Classificação dos Fluidosde Corte 
 
Os diversos fluidos de corte podem ser classificados da seguinte maneira: 
1) Ar 
2) Tipo Aquosos : 
a) água 
b) emulsões 
3) Óleos: 
a) óleos minerais 
b) óleos graxos 
c) óleos compostos 
d) óleos de extrema pressão 
4) Gases refrigerantes 
5) Sólidos 
 
5.3.1. Ar 
Em certos cortes a seco o ar é utilizado para a remoção de cavaco da região de corte e para 
fornecer ação refrigerante (seu poder refrigerante é pequeno). É muito empregado na usinagem do 
ferro fundido cinzento, pois quando se utiliza líquido como fluido de corte deste material, os 
minúsculos cavacos formados são conduzidos pelo líquido às partes de atrito da máquina-ferramenta, 
danificando-a. Na usinagem de materiais que produzem cavacos em forma de pó prejudiciais à 
saúde, muitas vezes se promove uma aspiração do cavaco formado. 
 
5.3.2. Tipos Aquosos 
a. Água 
Foi o primeiro fluido de corte utilizado. Sua ação é unicamente de refrigeração. Suas 
vantagens são: grande abundância, baixo preço, não é inflamável e baixa viscosidade. Como 
desvantagens tem-se que provoca a corrosão de materiais ferrosos e apresenta baixo poder umectante 
(molhabilidade) nos metais. Atualmente quase não é utilizada em produção. 
 
 
b. Emulsões 
São emulsões de óleo em água. Compõem-se de pequena porcentagem de um concentrado de 
óleo emulsionável, usualmente composto por emulsificadores de óleo mineral e outros ingredientes, 
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dispersos em pequenas gotículas na água. Os emulsificadores são substâncias que reduzem a tensão 
superficial da água e, com isso, facilitam a dispersão do óleo na água e o mantém finamente disperso 
como uma emulsão estável. Portanto, não são uma solução de óleo em água (óleo e água não se 
misturam), mas sim água com partículas de óleo dispersas em seu interior. Assim, o nome de óleo 
solúvel normalmente dado a esse produto, não é correto. 
Pelo fato de que tais emulsões são essencialmente água (normalmente a porcentagem de óleo 
na mistura varia de 1 a 20%), elas possuem um poder refrigerante incomparável. Por outro lado, a 
presença de óleo mineral, emulsificadores e inibidores da corrosão, supera as desvantagens básicas 
da água, que são a sua ação corrosiva e seu baixo poder de umedecimento dos metais. 
Portanto, as emulsões são especialmente adequadas para as operações de usinagem onde o 
requisito principal é a refrigeração da ferramenta e/ou da peça (a necessidade de lubrificação não é 
crítica). Por isso, a principal aplicação das emulsões é em operações de usinagem onde a retirada de 
material não é muito grande (avanço e profundidade de usinagem baixas e médias e velocidades de 
corte médias e altas), tanto em torneamento, quanto em fresamento, furação, retificação, serramento, 
etc.. Em operações com baixas velocidades de corte (onde a tendência de formação da aresta postiça 
de corte é alta) e altos avanços e profundidades de usinagem (onde a geração de calor é alta) a 
lubrificação é necessária e, então, o óleo puro é preferível. São exemplos destas operações o corte de 
dentes de engrenagem com ferramenta HOB, o brochamento e a furação profunda. 
Algumas emulsões contém aditivos do tipo EP (extrema pressão) que são compostos 
sulfurados e clorados que proporcionam maior resistência em operações severos de corte, isto é, estes 
óleos não vaporizam mesmo em pressões elevadas. Estas emulsões com aditivos EP são utilizadas 
quando se necessita um maior poder lubrificante, onde, como já visto, os óleos emulsionáveis 
comuns são inadequados. Em algumas operações, os óleos emulsionáveis EP podem substituir os 
óleos puros de corte, sem perda do poder de lubrificação [1]. 
O fabricante do produto pode variar a formulação, de modo a levar em conta as condições 
químicas e biológicas da água. Na hora da preparação da emulsão deve-se ter presente este fato, pois 
um óleo feito para água dura pode espumar excessivamente em água mole, enquanto que o produto 
feito para água mole provavelmente se separa na água dura. 
Com o uso, a concentração de óleo na emulsão irá se reduzindo gradualmente, porque mais óleo do 
que água adere aos cavacos e ás peças acabadas. Há pois necessidade de adicionar, periodicamente, 
óleo, para manter a efetividade da emulsão. 
Os micro-organismos na água encurtam a vida útil das emulsões de óleo. Três tipos de micro-
organismos são frequentemente encontrados nas emulsões: bactérias, algas e fungos. Podem ser 
combatidos com bactericidas e fungicidas, em quantidades restritas pois os mesmos tem limitada 
solubilidade na água. 
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O custo inicial das soluções e emulsões é baixo, porém em virtude de sua vida limitada, 
exigem despesas mais elevadas de controle, manutenção, manipulação c descarte [2]. 
 
5.3.3. Óleos 
Como já visto, em operações de usinagem onde o calor gerado por atrito é muito grande, dá-
se preferência ao uso de óleos puros ao invés de emulsões. Estes óleos puros tem calor específico de 
cerca da metade do da água e, por isso, tem capacidade de refrigeração muito menor que as 
emulsões. Por outro lado, suas qualidades lubrificantes são bem melhores que as das emulsões, o que 
resulta em menor quantidade de calor. 
Quanto mais baixa a viscosidade destes óleos, maior é seu poder de refrigeração. Os óleos 
leves são, por isso, indicados para operações de usinagem a altas velocidades, onde o calor deve ser 
rapidamente dissipado. Os óleos mais viscosos são preferidos em operações onde a velocidade de 
corte é menor e o avanço e a profundidade de usinagem são maiores, o que resulta numa alta taxa de 
remoção de cavaco e alto geração de color. Aí se necessita de um óleo que venha a aderir à 
ferramenta, formando uma película de óxidos que diminui o coeficiente de atrito e, 
consequentemente, a geração de calor. 
 
Como já visto, os óleos puros são divididos em: óleos minerais puros, óleos graxos, óleos 
compostos e óleos EP 
 
a. Óleos Minerais Puros 
São muito usados na usinagem de aço baixo carbono, latão, bronze e ligas leves. São mios 
baratos e menos sujeitos à oxidação que os óleos graxos e os óleos compostos. Os mais finos podem 
ser usados em operações de retificação. 
 
b. Óleos Graxos 
São óleos de origem vegetal e animal. Possuem boa capacidade de molhar o material da peça 
e da ferramenta. Tem boa capacidade lubrificante, mas suas propriedade; anti-soldantes são fracas. 
Facilitam a obtenção de peças com bom acabamento e possuem médio capacidade de refrigeração. 
Em virtude de se tornarem viscosos e de se deteriorarem com o tempo, além de alto preço, tem sido 
largamente substituídos pelos óleos compostos ou pelos óleos EP 
 
c. Óleos Compostos 
São misturas de óleos minerais e graxos. Possuem as vantagens dos óleos graxos e tem maior 
estabilidade química (não se deterioram ou se tornam mais viscosos com o tempo) e sua viscosidade 
Maro Rogér Guérios 
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pode ser ajustada pelo óleo mineral. A concentração de óleo graxo varia entre 10 a 30%. São 
recomendados para a usinagem de cobre e suas ligas e também para fresamento e furação.d. Óleos de Extrema Pressão 
São óleos que tem incorporados na sua composição elementos que fazem com que eles 
suportem elevadas pressões sem vaporizar Esta caraterística é necessária em operações com altas 
velocidades e profundidades de usinagem de materiais que geram elevadas forças de corte. 
Sempre é interessante incorporar aos óleos EP óleos graxos sulfurizados ou não, com o objetivo de 
melhorar o acabamento da superfície usinada. Aditivos clássicos de extrema pressão são o enxofre e 
o cloro. Conforme a ação de seus aditivos estes óleos podem ser classificados em ativos ou inativos. 
Os ativos (normalmente contem enxofre livre ou combinado) são aqueles que reagem quimicamente 
com os materiais envolvidos, a fim de suportar extremas pressões e fixar-se às superfícies em 
contato, formando um composto que apresenta uma resistência ao corte muito inferior àquela do 
metal em trabalho e evitando a soldagem e a formação da aresta postiça de corte. O cobre e suas ligas 
não podem ser usinados na presença de óleos EP ativos, pois são corroídos pelo enxofre. 
 
5.3.4. Gases refrigerantes: 
Tem sido ensaiados em operações de corte. Tem-se obtido alguns resultados promissores com 
emprego de uma névoa de óleo com ar comprimido de 600 kPa (6 kg/cm2 ) de pressão. 
 
5.3.5. Bisulfeto de molibdênio (Molikote): 
Pelas suas características de lubrificante em condições de extrema pressão, tem dado 
excelentes resultados. Basta muitas vezes uma leve pintura da superfície de saída da ferramenta com 
pasta de MoS2 [2]. 
 
 
5.4. Seleção do Fluido de Corte 
 
Durante o transcorrer deste capítulo, vários recomendações já foram dadas no tocante aos 
fatores de influência na escolha do fluido de corte. Assim, procurar-se-á fazer um resumo de todas as 
recomendações dadas anteriormente com o acréscimo de algumas outras. Os principais fatores de 
escolha do fluido adequado são o material da peça, a severidade da operação (condições de 
usinagem), o material da ferramenta e a operação de usinagem. 
 
 
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5.4.1. Material da peça 
O alumínio, o latão, o bronze e o cobre devem ser usinados a seco ou com óleos inativos sem 
enxofre. Não se pode utilizar fluidos com água devido ao risco de combustão, causada pela liberação 
de hidrogênio. Na usinagem do níquel e suas ligas usa-se, em geral, emulsões. 
Na usinagem do aço carbono pode-se usar qualquer tipo de óleo (a escolha se dá baseada em 
outros fatores que não o material da peça). Para o aço inoxidável austenítico é bom que se utilize 
óleos do tipo EP para dificultar o empastamento do cavaco na ferramenta. O ferro fundido cinzento 
deve ser usinado a seco ou com ar (as vezes com aspiração do cavaco), para evitar o dano à máquina-
ferramenta já citado anteriormente. No torneamento de aços endurecidos com ferramentas de CBN 
ou cerâmicas é preferível que não se use fluido de corte, a fim de que o calor gerado possa diminuir 
um pouco a dureza do material da peça e, com isso, facilitar o corte. Isto não traz prejuízos às 
ferramentas, já que esses materiais são extremamente resistentes à temperatura [1]. 
Quase todas as ligas de magnésio são de corte fácil e permitem altas velocidades de corte, com bom 
acabamento. O magnésio oxida facilmente, decompondo a água e gerando calor e hidrogênio. Isto 
leva facilmente a auto-ignição. Por isto o magnésio só pode ser usinado a seco ou com óleo de baixa 
viscosidade. Nunca se deve usar água, emulsão ou solução aquosas [2]. 
 
5.4.2. Condições de Usinagem 
Utiliza-se óleo puro quando as condições de usinagem são severas (operações de desbaste, 
onde se tem alto avanço e profundidade de usinagem e baixa velocidade de corte) e as forças de corte 
elevadas e, assim, é necessária a lubrificação das partes em contato. As baixas velocidades de corte 
facilitam a penetração do fluido até as interfaces cavaco-ferramenta e peça-ferramenta. A emulsão é 
preferida quando as condições de usinagem são mais brandas (velocidade de corte mais alta) e 
necessita-se principalmente da refrigeração. 
 
5.4.3. Operação de Usinagem 
A escolho do fluido de corte baseado na operação de usinagem está muito ligado às condições 
de usinagem desta operação. Assim, em operações de retificação, onde a velocidade de corte é 
altíssimo, a emulsão é preferida (já que é muito difícil conseguir lubrificação). Em operações mais 
lentas e mais pesadas como o corte de dentes de usinagem e o mandrilamento óleos ativos e viscosos, 
que tem o propriedade de aderir à ferramenta, são preferíveis. Na furação profunda, necessita-se de 
lubrificação, mas também de baixa viscosidade, para que o cavaco possa ser removido. Assim, 
utiliza-se óleo mineral composto ou óleo sulfurado com baixa viscosidade. No brochamento são 
utilizadas emulsões, óleos sulfurados ou óleos puros, dependendo do material que está sendo cortado. 
 
 
 
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5.4.4. Material da Ferramenta 
Ferramentas de aço rápido tem problemas com o exposição à água devido à corrosão. Assim, 
os emulsões que são utilizados em operações com ferramentas de aço rápido devem possuir aditivos 
anti-ferruginosos eficientes. 
O metal duro suporta qualquer tipo de óleo de corte e a escolha daquele adequado deve ser 
baseada nos outros critérios citados acima. 
Operações com ferramentas cerâmicas o base de óxidos devem ser realizadas sem fluido de 
corte para evitar a variação de temperatura que é muito danosa para este tipo de ferramenta. As 
ferramentas cerâmicas, os cermets, as ferramentas com cobertura de óxido de alumínio, os 
nitretos cúbicos de boro (alta dureza a quente) e, em princípio, dispensariam o utilização de fluido 
de corte com o fim de minimizar o desgaste. Em operações com estas ferramentas, a utilização do 
fluido de corte, quando acontece, visa principalmente evitar danos às peças. Porém, já se tem 
realizado alguns estudos para evitar ou minimizar a utilização de fluidos de corte, a fim de se evitar 
problemas com o meio ambiente causado pelo vapor dos fluidos de corte e para se diminuir os custos 
com a compra e tratamento dos fluidos de corte. 
O diamante é refrigerado usualmente por soluções aquosas. 
 
Referências 
 
Diniz, A.E. Marcondes, F.C. Coppini, N.L. Tecnologia da Usinagem dos Materiais. São Paulo: 
MM Editora, 1999. 
 
Ferraresi, D. Usinagem dos Metais . São Paulo: Edgard Blucher, 1978. 
 
Norma ABNT-P-NB 205. – Geometria de Ferramentas de Corte. ABNT. 
 
Sandvik Coromant – Catálogo de Fabricante. São Paulo:Sandvik, 1999. 
 
Schuitek, A. J. – Notas de Aulas da Disciplina de Processos de Fabricação II (Apostila Engenharia 
Industrial Mecânica). Curitiba: CEFET-PR, 2000. 
 
Stemmer, C.E. Ferramentas de Corte I. 1995 
 
Stemmer, C. E. – Ferramentas de Corte. Florianópolis: Ed. UFSC, 1989.