PROCESSAMENTO DE MATERIAIS CERÂMICOS

Processo de Retificação com

Carboneto de Silício

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INTRODUÇÃO

O Carboneto de silício é um composto químico de silício e carbono.

Grãos de carboneto de silício podem ser agregados por sinterização,

formando uma cerâmica muito dura.

Algumas propriedades:

• Baixa densidade

• Alto grau de dureza

• Alta condutividade térmica

• Baixo coeficiente de expansão linear

• Excelente resistência ao choque térmico

• Resistente à corrosão e ao desgaste mesmo em altas temperaturas

Na indústria, o carboneto de silício é muito utilizado no setor de processos

de

fabricação por retificação, na produção de peças com exigências de

acabamento, tolerâncias dimensionais extremas e/ou componente exigindo

rigidez, onde o material a ser usinado é bastante duro, ou é muito frágil.

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OBJETIVO

O objetivo do trabalho é fazer uma breve introdução sobre o processo de

retificação e estudar a influência da aplicação do abrasivo de carboneto de

silício em um rebolo de corte em operações de retificação, demonstrando

suas características, suas propriedades como: dureza, friabilidade,

granulometria; em qual tipo de processo é utilizado: desbaste ou

acabamento; tipo de rebolo empregado:

resinoide ou vitrificado; a porosidade do rebolo, e quais os tipos de

matérias retifica.

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DESENVOLVIMENTO

Os rebolos moldados se constituem de dois elementos

básicos: o material abrasivo (GRÃO) e o aglomerante (LIGA).

O trabalho enfatizará a utilização do grão abrasivo de carboneto de silício

que possui dureza 10 da nova escala Mohs.

Figura 1: Rebolos de Carboneto de Silício e Óxido de Alumínio

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As ligas, conhecidas também como aglutinantes, é o elemento

que tem como função ligar os grãos abrasivos entre si formando

assim uma massa aglutinante

(ferramenta abrasiva).

Podem ser do tipo mineral ou vitrificado (V), resinoide ou baquelite

(B), borracha (R) e goma-laca (E), cada tipo tendo as suas

finalidades, subdividas por letras para permitir a classificação do rebolo.

A Liga Vitrificada é uma liga inorgânica, constituída de argila, quartzo e

feldspato, e que após combinados quimicamente e submetidos a temperaturas

da ordem de 1200ºC, formam uma estrutura vitrificada de extrema

rigidez, porém frágil contra impactos e grandes pressões de trabalho.

Apresentam friabilidade no corte e manutenção de seu perfil de corte por maior

tempo ,sendo mais utilizada para retificações de precisão.

A Liga Resinóide é uma liga que se caracteriza por conferir às ferramentas

abrasivas após polimerização, uma elevada resistência e resiliência. Para

operações refrigeradas em retíficas de precisão, o PH do líquido refrigerante

deve estar na faixa de 8,5~9,0, evitando-se desta forma a degradação da liga.

As ligas resinóides são normalmente empregadas em operações de

corte, operações severas de desbaste operações de precisão como abertura

de canais em ferramentas de corte.

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O Grão é classificado segundo o número de malhas por

polegada quadrada da

peneira classificada.

Empregam-se os seguintes grãos neste processo:

Figura 2: Tabela de Granulometria

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As Durezas são representadas por letras e aumenta a ordem

alfabética.

A dureza dos rebolos não significa o grão, que é sempre uniforme, mas

indica

a aderência dos grãos abrasivos ao aglomerante. Um bom rebolo deve ter

seus grãos desagregados da liga quando começam a perder seu

corte, expondo ao trabalho novos grãos, de corte mordente (friabilidade).

Figura 4: Tabela de Dureza do Grão

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A Estrutura ou porosidade é o espaçamento deixado

entre grãos e a liga.

São verdadeiros "vácuos" e agem como respiradouros

do rebolo, quando

no trabalho dão um corte mais frio, facilitando a refrigeração.

São fabricados rebolos especiais cuja porosidade alcança 50% do volume

do rebolo.

A marcação dos rebolos nas etiquetas de papelão é na seguinte ordem:

Figura 5: Marcação na etiqueta do rebolo

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Com relação aos processos, a retificação pode ser:

FRONTAL: Processo de retificação executado com a

face do rebolo.

Geralmente executado em superfícies planas, perpendicular ao eixo do rebolo

pode ser executado com avanço retilíneo e circular da peça;

CILÍNDRICA: Processo tangencial no qual a superfície retificada é cilíndrica.

Pode ser interna, externa de revolução ou não;

CÔNICO: Processo tangencial no qual a superfície usinada é uma superfície

cônica.

Da mesma forma que o processo cilíndrico, pode ser subdividido em avanço

longitudinal da peça, avanço radial do rebolo, avanço circular do rebolo e

avanço

longitudinal do rebolo;

PERFIL: Processo tangencial no qual a superfície retificada é uma superfície

com

sua forma gerada pelo perfil do rebolo;

PLANA: Processo tangencial no qual a superfície retificada é uma superfície

plana;

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A retificadora é uma máquina empregada na usinagem de peças

para dar às suas

superfícies uma exatidão maior e um melhor acabamento do que as

conseguidas

máquinas convencionais.

Há basicamente três tipos de retificadora: a plana, a cilíndrica universal e a

cilíndrica sem centros (centerless).

Quanto ao movimento, em geral as retificadoras podem ser manuais, semi-

automáticas e automáticas.

No caso da centerless, ela é automática, pois se trata de uma máquina

utilizada

para a produção em série.

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DISCUSSÕES

Os objetivos principais de se aplicar grãos abrasivos de carboneto de silício

nos

rebolos de retificação é reduzir rugosidades ou saliências e rebaixos de

superfícies

usinadas com máquinas-ferramenta dar à superfície da peça a exatidão de

medidas

que permitirá obter peças semelhantes que possam ser substituídas umas

pelas outras.

Em geral, os grãos abrasivos de carboneto de silício devem ser muito duros,

para que tenham gumes afiados (aresta vivas) por muito tempo;

termicamente estáveis, para resistir às altas temperaturas de usinagem;

quimicamente estáveis, diante de altas temperaturas, altas pressões de

usinagem, na presença do ar, fluido de corte e material da peça.

Quando se pretende fazer uma operação de desbaste, onde a quantidade de

material removido (cavaco) é grande, o ideal é que o rebolo de carboneto de

silício seja resinoide, pois a velocidade de corte aplicada é baixa, a

profundidade de corte é alta e consequentemente as forças de corte também

são altas, sendo necessária a aplicação de um rebolo que resista as forças

de corte pela elasticidade e dilatação sem que ocorra a quebra da

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Já em operações de acabamento, o ideal é que o rebolo de carboneto de

silício

seja vitrificado, ou seja, mais duro, devido aos baixos esforços de corte

gerados

pelas baixas profundidades de corte, evitando variações dimensionais no

acabamento final da peça. Os grãos devem ter alta friabilidade, quebrando

com

maior facilidade e se soltando com maior dificuldade. Os grãos abrasivos

devem

ser menores gerando menor rugosidade na peça e melhorando o acabamento.

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CONCLUSÃO

Analisando materiais e peças que podem ser retificados com ou sem

tratamento

térmico; tipo de usinagem a fazer, com retificadora plana ou cilíndrica

universal.

E também os cinco elementos do rebolo: abrasivo, granulação, aglomerante,

grau

de dureza e estrutura. Depois de analisar os elementos, é capaz de escolher

o

rebolo eficiente para a superfície que deseja retificar.

A escolha de carboneto de silício é para um melhor acabamento, com menos

rugosidades ou saliências nas superfícies das peças retificadas. Por isso o

carboneto de silício deve ser muito duro, para que tenham arestas de cortes

afiadas por muito tempo; termicamente estáveis, para resistir às altas

temperaturas de usinagem; quimicamente estáveis, diante de altas

temperaturas,

altas pressões de usinagem, na presença do ar, fluido de corte e material da

peça.

Com base nos estudos apresentados foi capaz de perceber que o

aglomerante

usado depende do processo de retificação escolhido, resinoide ou vitrificado.