Tipos de materiais das ferramentas
Tipos de materiais das ferramentas
A figura 2.7 mostra, para os vários tipos de materiais das ferramentas, a relação entre a dureza (eixo vertical) e a tenacidade (eixo horizontal).
Atualmente, metal duro sem cobertura, metal duro com cobertura e cermet com base TiC-TiN são os principais materiais no mercado. Isso se deve ao melhor equilíbrio entre dureza e tenacidade que possuem.
Aço rápido é um termo dado a um aço-ferramenta que pode ser utilizado na usinagem em altas velocidades.
O aço rápido inclui aço rápido com base de tungstênio que é obtido adicionando tungstênio (W 18%), cromo (Cr 4%) e vanádio (V 1%) para elevar a dureza em altas temperaturas do aço carbono. Com adição de cobalto (Co) ao aço rápido com base de tungstênio, o material se torna mais duro e é utilizado, principalmente, para suportes.
O aço rápido com base de molibdênio é feito com adição de tungstênio (W 6%), molibdênio (Mo 4.2% ~ 6.2%), cromo (Cr 4%) e vanádio (V 1%) ao aço carbono. O aço rápido com base de molibdênio é mais tenaz do que o aço rápido com base de tungstêncio e é utilizado principalmente, em brocas. O aço rápido com base de molibdênio com cobalto se torna ainda mais duro e é utilizado para brocas, fresas de topo, cortadores de engrenagem e machos, tudo o que exige dureza e tenacidade.
O metal duro é o material que possui todas as propriedades necessárias para ferramenta de corte, incluindo dureza e resistência. O metal duro é feito com carboneto de tungstênio em pó (WC), mistura de cobalto (Co) em pó como um elemento de liga e sinterizando a mistura. Pode ser comparado ao concreto. Pequenas pedras (carboneto de tungstênio) são envolvidas por cimento (cobalto).
Metal duro, quando sinterizado, terá aproximadamente, duas vezes mais peso específico de metade do volume, como antes do processo de sinterização. Metal duro centralizado é afiado por uma ferramenta de afiação de diamante e pode, então, ser utilizado como ferramenta de corte.
O cermet é um termo que vem das palavras cerâmica e metal. O cermet tem a mesma dureza da cerâmica e a tenacidade dos metais.
O cermet é feito dos mesmos elementos em pó que o metal duro. Contudo o metal duro tem WC como seu principal elemento e o cermet usa carboneto de titânio (TiC) como seu principal elemento. O metal ligante usado no cermet é o níquel (Ni), pois o níquel possui maior força de adesão ao TiC do que o cobalto (Co). No entanto, há desvantagem nisto, sendo que a força adesão existente entre o TiC e o Ni não é tão grande quanto entre o WC e o Co. Desta maneira a tenacidade do cermet tende a ser menor do que a do metal duro.
Para melhorar a tenacidade do cermet, a adição dos materiais como molibidênio (Mo), nitreto de titânio (TiN) e outros metais tem sido introduzida. Isto resulta no desenvolvimento dos cermets com base em TiC-TiN-Mo-Ni, que oferecem maior tenacidade e hoje este é o cermet dominante.
CBN sinterizado
É o material é feito através da sinterização do pó de um material ultra duro (c-BN - nitreto cúbico de boro) sob altas temperaturas e alta pressão. O CBN sinterizado oferece propriedades superiores de resistência ao calor.
Diamante sinterizado
O diamante é o material mais duro do planeta Terra. Possui um módulo de elasticidade muito elevado e um baixo coeficiente de expansão térmica. Geralmente é chamado de PCD (diamante policristalino).
ANOTE PARA NÃO ESQUECER:
- A classe ideal de material para ferramentas possui alta dureza mesmo em altas temperaturas e não é frágil.
- Materiais com “elevada dureza em altas temperaturas“ partindo do maior ao menor: diamante CBN sinterizado, AI2O3, composto de AI2O3, cerâmicas…
- Materiais com “tenacidade", do maior para o menor: aço rápido com cobertura, aço rápido sinterizado, aço rápido, metal duro…
- Os materiais ideais hoje são: metal duro, metal duro com cobertura e cermet com base em TiC-TiN; todos possuem bom equilíbrio entre dureza e tenacidade.
MAIS LEMBRETES:
- O metal duro é um composto de pó de carboneto de tungstênio (WC) e pó de cobalto (Co).
- O metal duro tem duas vezes mais resistência à quebra e três vezes mais resistência à deformação do que o aço.
- O cermet é o composto de carboneto de tungstênio carboneto de titânio (TiC) e níquel (Ni). Hoje, o molibdênio (Mo), o nitrato de titânio (TiN) e outros metais são adicionados aos cermets.
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Autor: Blog da Usinagem
Data de Publica��o: 25/07/2019
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