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Page 1: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

1

2

Tipos de Ferramentas

Ferramentas de desbaste

Nas operaccedilotildees de desbaste a remoccedilatildeo de material

eacute grande portanto os momentos resultantes sobre a

ferramenta satildeo grandes o que exige maior robustez da maquina operatriz e da ferramenta em si

3

Tipos de Ferramentas

Ferramentas de acabamento

As operaccedilotildees de desbastes deixam um pequeno sobremetal

Para ser retirado com uma maior velocidade de corte

e menor avanccedilo o que resulta num menor esforccedilo sobre a ferramenta de corte

Nessa operaccedilatildeo de acabamento eacute que

se garante a precisatildeo e qualidade superficial do componente

4

Tipos de Ferramentas de Tornear

Sangrar Facear Desbastar

Rosquear Perfilar

Tornear interno

Sangrar

Elevada dureza a frio e a quente

Eacute a resistecircncia oferecida pelo material agrave penetraccedilatildeo ao desgaste e ao atrito

A dureza da ferramenta deve ser adequada a sua finalidade sem ser fraacutegil

5

Tenacidade

Eacute a capacidade que o material tem de absorver energia deformar-se ateacute fraturar incluindo a deformaccedilatildeo plaacutestica

O material deve ter uma boa tenacidade para resistir aos choquesimpactos que ocorrem durante a usinagem evitando com isso o surgimento de trincas e lascamentos na ferramenta

6

7

Resistecircncia ao desgaste por abrasatildeo

8

Na regiatildeo de contato peccedila-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressotildees e presenccedila de

partiacuteculas muito duras Essas partiacuteculas devido ao movimento relativo entre os componentes

causa o raacutepido desgaste por abrasatildeo da ferramenta caso ela natildeo possua elevada

resistecircncia

Estabilidade quiacutemica

9

Na usinagem a ferramenta e a peccedila apresentam diferentes composiccedilotildees quiacutemicas e estatildeo

submetidas a elevadas temperaturas formando assim uma condiccedilatildeo favoraacutevel para o surgimento

de reaccedilotildees Estas reaccedilotildees podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da

ferramenta

Estabilidade quiacutemica

10

Custo e facilidade de obtenccedilatildeo

11

Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de

produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso

limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades

especiacuteficas

Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante

12

Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua

fabricaccedilatildeo

Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900

13

14

Composiccedilatildeo

Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono

Limitaccedilatildeo

Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza

Aplicaccedilatildeo

Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como

- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para

fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma

15

Aplicaccedilatildeo

Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas

- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos

- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e

resistecircncia ao desgaste

16

Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado

publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris

Composiccedilatildeo

Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena

quantidade de manganecircs para evitar fragilidade

Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo

molibdecircnio

17

Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC

maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta

preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo

18

Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

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Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

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DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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Tipos de Ferramentas

Ferramentas de desbaste

Nas operaccedilotildees de desbaste a remoccedilatildeo de material

eacute grande portanto os momentos resultantes sobre a

ferramenta satildeo grandes o que exige maior robustez da maquina operatriz e da ferramenta em si

3

Tipos de Ferramentas

Ferramentas de acabamento

As operaccedilotildees de desbastes deixam um pequeno sobremetal

Para ser retirado com uma maior velocidade de corte

e menor avanccedilo o que resulta num menor esforccedilo sobre a ferramenta de corte

Nessa operaccedilatildeo de acabamento eacute que

se garante a precisatildeo e qualidade superficial do componente

4

Tipos de Ferramentas de Tornear

Sangrar Facear Desbastar

Rosquear Perfilar

Tornear interno

Sangrar

Elevada dureza a frio e a quente

Eacute a resistecircncia oferecida pelo material agrave penetraccedilatildeo ao desgaste e ao atrito

A dureza da ferramenta deve ser adequada a sua finalidade sem ser fraacutegil

5

Tenacidade

Eacute a capacidade que o material tem de absorver energia deformar-se ateacute fraturar incluindo a deformaccedilatildeo plaacutestica

O material deve ter uma boa tenacidade para resistir aos choquesimpactos que ocorrem durante a usinagem evitando com isso o surgimento de trincas e lascamentos na ferramenta

6

7

Resistecircncia ao desgaste por abrasatildeo

8

Na regiatildeo de contato peccedila-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressotildees e presenccedila de

partiacuteculas muito duras Essas partiacuteculas devido ao movimento relativo entre os componentes

causa o raacutepido desgaste por abrasatildeo da ferramenta caso ela natildeo possua elevada

resistecircncia

Estabilidade quiacutemica

9

Na usinagem a ferramenta e a peccedila apresentam diferentes composiccedilotildees quiacutemicas e estatildeo

submetidas a elevadas temperaturas formando assim uma condiccedilatildeo favoraacutevel para o surgimento

de reaccedilotildees Estas reaccedilotildees podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da

ferramenta

Estabilidade quiacutemica

10

Custo e facilidade de obtenccedilatildeo

11

Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de

produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso

limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades

especiacuteficas

Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante

12

Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua

fabricaccedilatildeo

Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900

13

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Composiccedilatildeo

Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono

Limitaccedilatildeo

Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza

Aplicaccedilatildeo

Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como

- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para

fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma

15

Aplicaccedilatildeo

Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas

- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos

- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e

resistecircncia ao desgaste

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Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado

publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris

Composiccedilatildeo

Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena

quantidade de manganecircs para evitar fragilidade

Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo

molibdecircnio

17

Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC

maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta

preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo

18

Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 3: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

3

Tipos de Ferramentas

Ferramentas de acabamento

As operaccedilotildees de desbastes deixam um pequeno sobremetal

Para ser retirado com uma maior velocidade de corte

e menor avanccedilo o que resulta num menor esforccedilo sobre a ferramenta de corte

Nessa operaccedilatildeo de acabamento eacute que

se garante a precisatildeo e qualidade superficial do componente

4

Tipos de Ferramentas de Tornear

Sangrar Facear Desbastar

Rosquear Perfilar

Tornear interno

Sangrar

Elevada dureza a frio e a quente

Eacute a resistecircncia oferecida pelo material agrave penetraccedilatildeo ao desgaste e ao atrito

A dureza da ferramenta deve ser adequada a sua finalidade sem ser fraacutegil

5

Tenacidade

Eacute a capacidade que o material tem de absorver energia deformar-se ateacute fraturar incluindo a deformaccedilatildeo plaacutestica

O material deve ter uma boa tenacidade para resistir aos choquesimpactos que ocorrem durante a usinagem evitando com isso o surgimento de trincas e lascamentos na ferramenta

6

7

Resistecircncia ao desgaste por abrasatildeo

8

Na regiatildeo de contato peccedila-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressotildees e presenccedila de

partiacuteculas muito duras Essas partiacuteculas devido ao movimento relativo entre os componentes

causa o raacutepido desgaste por abrasatildeo da ferramenta caso ela natildeo possua elevada

resistecircncia

Estabilidade quiacutemica

9

Na usinagem a ferramenta e a peccedila apresentam diferentes composiccedilotildees quiacutemicas e estatildeo

submetidas a elevadas temperaturas formando assim uma condiccedilatildeo favoraacutevel para o surgimento

de reaccedilotildees Estas reaccedilotildees podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da

ferramenta

Estabilidade quiacutemica

10

Custo e facilidade de obtenccedilatildeo

11

Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de

produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso

limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades

especiacuteficas

Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante

12

Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua

fabricaccedilatildeo

Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900

13

14

Composiccedilatildeo

Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono

Limitaccedilatildeo

Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza

Aplicaccedilatildeo

Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como

- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para

fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma

15

Aplicaccedilatildeo

Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas

- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos

- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e

resistecircncia ao desgaste

16

Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado

publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris

Composiccedilatildeo

Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena

quantidade de manganecircs para evitar fragilidade

Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo

molibdecircnio

17

Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC

maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta

preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo

18

Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

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Page 4: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

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Tipos de Ferramentas de Tornear

Sangrar Facear Desbastar

Rosquear Perfilar

Tornear interno

Sangrar

Elevada dureza a frio e a quente

Eacute a resistecircncia oferecida pelo material agrave penetraccedilatildeo ao desgaste e ao atrito

A dureza da ferramenta deve ser adequada a sua finalidade sem ser fraacutegil

5

Tenacidade

Eacute a capacidade que o material tem de absorver energia deformar-se ateacute fraturar incluindo a deformaccedilatildeo plaacutestica

O material deve ter uma boa tenacidade para resistir aos choquesimpactos que ocorrem durante a usinagem evitando com isso o surgimento de trincas e lascamentos na ferramenta

6

7

Resistecircncia ao desgaste por abrasatildeo

8

Na regiatildeo de contato peccedila-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressotildees e presenccedila de

partiacuteculas muito duras Essas partiacuteculas devido ao movimento relativo entre os componentes

causa o raacutepido desgaste por abrasatildeo da ferramenta caso ela natildeo possua elevada

resistecircncia

Estabilidade quiacutemica

9

Na usinagem a ferramenta e a peccedila apresentam diferentes composiccedilotildees quiacutemicas e estatildeo

submetidas a elevadas temperaturas formando assim uma condiccedilatildeo favoraacutevel para o surgimento

de reaccedilotildees Estas reaccedilotildees podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da

ferramenta

Estabilidade quiacutemica

10

Custo e facilidade de obtenccedilatildeo

11

Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de

produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso

limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades

especiacuteficas

Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante

12

Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua

fabricaccedilatildeo

Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900

13

14

Composiccedilatildeo

Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono

Limitaccedilatildeo

Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza

Aplicaccedilatildeo

Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como

- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para

fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma

15

Aplicaccedilatildeo

Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas

- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos

- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e

resistecircncia ao desgaste

16

Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado

publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris

Composiccedilatildeo

Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena

quantidade de manganecircs para evitar fragilidade

Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo

molibdecircnio

17

Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC

maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta

preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo

18

Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 5: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

Elevada dureza a frio e a quente

Eacute a resistecircncia oferecida pelo material agrave penetraccedilatildeo ao desgaste e ao atrito

A dureza da ferramenta deve ser adequada a sua finalidade sem ser fraacutegil

5

Tenacidade

Eacute a capacidade que o material tem de absorver energia deformar-se ateacute fraturar incluindo a deformaccedilatildeo plaacutestica

O material deve ter uma boa tenacidade para resistir aos choquesimpactos que ocorrem durante a usinagem evitando com isso o surgimento de trincas e lascamentos na ferramenta

6

7

Resistecircncia ao desgaste por abrasatildeo

8

Na regiatildeo de contato peccedila-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressotildees e presenccedila de

partiacuteculas muito duras Essas partiacuteculas devido ao movimento relativo entre os componentes

causa o raacutepido desgaste por abrasatildeo da ferramenta caso ela natildeo possua elevada

resistecircncia

Estabilidade quiacutemica

9

Na usinagem a ferramenta e a peccedila apresentam diferentes composiccedilotildees quiacutemicas e estatildeo

submetidas a elevadas temperaturas formando assim uma condiccedilatildeo favoraacutevel para o surgimento

de reaccedilotildees Estas reaccedilotildees podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da

ferramenta

Estabilidade quiacutemica

10

Custo e facilidade de obtenccedilatildeo

11

Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de

produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso

limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades

especiacuteficas

Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante

12

Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua

fabricaccedilatildeo

Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900

13

14

Composiccedilatildeo

Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono

Limitaccedilatildeo

Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza

Aplicaccedilatildeo

Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como

- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para

fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma

15

Aplicaccedilatildeo

Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas

- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos

- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e

resistecircncia ao desgaste

16

Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado

publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris

Composiccedilatildeo

Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena

quantidade de manganecircs para evitar fragilidade

Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo

molibdecircnio

17

Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC

maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta

preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo

18

Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 6: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

Tenacidade

Eacute a capacidade que o material tem de absorver energia deformar-se ateacute fraturar incluindo a deformaccedilatildeo plaacutestica

O material deve ter uma boa tenacidade para resistir aos choquesimpactos que ocorrem durante a usinagem evitando com isso o surgimento de trincas e lascamentos na ferramenta

6

7

Resistecircncia ao desgaste por abrasatildeo

8

Na regiatildeo de contato peccedila-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressotildees e presenccedila de

partiacuteculas muito duras Essas partiacuteculas devido ao movimento relativo entre os componentes

causa o raacutepido desgaste por abrasatildeo da ferramenta caso ela natildeo possua elevada

resistecircncia

Estabilidade quiacutemica

9

Na usinagem a ferramenta e a peccedila apresentam diferentes composiccedilotildees quiacutemicas e estatildeo

submetidas a elevadas temperaturas formando assim uma condiccedilatildeo favoraacutevel para o surgimento

de reaccedilotildees Estas reaccedilotildees podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da

ferramenta

Estabilidade quiacutemica

10

Custo e facilidade de obtenccedilatildeo

11

Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de

produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso

limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades

especiacuteficas

Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante

12

Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua

fabricaccedilatildeo

Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900

13

14

Composiccedilatildeo

Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono

Limitaccedilatildeo

Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza

Aplicaccedilatildeo

Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como

- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para

fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma

15

Aplicaccedilatildeo

Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas

- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos

- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e

resistecircncia ao desgaste

16

Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado

publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris

Composiccedilatildeo

Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena

quantidade de manganecircs para evitar fragilidade

Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo

molibdecircnio

17

Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC

maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta

preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo

18

Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 7: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

7

Resistecircncia ao desgaste por abrasatildeo

8

Na regiatildeo de contato peccedila-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressotildees e presenccedila de

partiacuteculas muito duras Essas partiacuteculas devido ao movimento relativo entre os componentes

causa o raacutepido desgaste por abrasatildeo da ferramenta caso ela natildeo possua elevada

resistecircncia

Estabilidade quiacutemica

9

Na usinagem a ferramenta e a peccedila apresentam diferentes composiccedilotildees quiacutemicas e estatildeo

submetidas a elevadas temperaturas formando assim uma condiccedilatildeo favoraacutevel para o surgimento

de reaccedilotildees Estas reaccedilotildees podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da

ferramenta

Estabilidade quiacutemica

10

Custo e facilidade de obtenccedilatildeo

11

Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de

produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso

limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades

especiacuteficas

Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante

12

Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua

fabricaccedilatildeo

Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900

13

14

Composiccedilatildeo

Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono

Limitaccedilatildeo

Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza

Aplicaccedilatildeo

Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como

- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para

fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma

15

Aplicaccedilatildeo

Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas

- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos

- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e

resistecircncia ao desgaste

16

Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado

publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris

Composiccedilatildeo

Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena

quantidade de manganecircs para evitar fragilidade

Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo

molibdecircnio

17

Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC

maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta

preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo

18

Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 8: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

Resistecircncia ao desgaste por abrasatildeo

8

Na regiatildeo de contato peccedila-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressotildees e presenccedila de

partiacuteculas muito duras Essas partiacuteculas devido ao movimento relativo entre os componentes

causa o raacutepido desgaste por abrasatildeo da ferramenta caso ela natildeo possua elevada

resistecircncia

Estabilidade quiacutemica

9

Na usinagem a ferramenta e a peccedila apresentam diferentes composiccedilotildees quiacutemicas e estatildeo

submetidas a elevadas temperaturas formando assim uma condiccedilatildeo favoraacutevel para o surgimento

de reaccedilotildees Estas reaccedilotildees podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da

ferramenta

Estabilidade quiacutemica

10

Custo e facilidade de obtenccedilatildeo

11

Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de

produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso

limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades

especiacuteficas

Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante

12

Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua

fabricaccedilatildeo

Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900

13

14

Composiccedilatildeo

Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono

Limitaccedilatildeo

Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza

Aplicaccedilatildeo

Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como

- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para

fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma

15

Aplicaccedilatildeo

Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas

- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos

- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e

resistecircncia ao desgaste

16

Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado

publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris

Composiccedilatildeo

Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena

quantidade de manganecircs para evitar fragilidade

Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo

molibdecircnio

17

Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC

maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta

preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo

18

Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 9: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

Estabilidade quiacutemica

9

Na usinagem a ferramenta e a peccedila apresentam diferentes composiccedilotildees quiacutemicas e estatildeo

submetidas a elevadas temperaturas formando assim uma condiccedilatildeo favoraacutevel para o surgimento

de reaccedilotildees Estas reaccedilotildees podem resultar em desgaste e perdas de propriedades da

ferramenta

Estabilidade quiacutemica

10

Custo e facilidade de obtenccedilatildeo

11

Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de

produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso

limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades

especiacuteficas

Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante

12

Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua

fabricaccedilatildeo

Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900

13

14

Composiccedilatildeo

Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono

Limitaccedilatildeo

Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza

Aplicaccedilatildeo

Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como

- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para

fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma

15

Aplicaccedilatildeo

Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas

- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos

- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e

resistecircncia ao desgaste

16

Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado

publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris

Composiccedilatildeo

Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena

quantidade de manganecircs para evitar fragilidade

Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo

molibdecircnio

17

Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC

maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta

preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo

18

Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 10: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

Estabilidade quiacutemica

10

Custo e facilidade de obtenccedilatildeo

11

Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de

produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso

limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades

especiacuteficas

Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante

12

Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua

fabricaccedilatildeo

Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900

13

14

Composiccedilatildeo

Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono

Limitaccedilatildeo

Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza

Aplicaccedilatildeo

Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como

- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para

fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma

15

Aplicaccedilatildeo

Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas

- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos

- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e

resistecircncia ao desgaste

16

Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado

publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris

Composiccedilatildeo

Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena

quantidade de manganecircs para evitar fragilidade

Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo

molibdecircnio

17

Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC

maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta

preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo

18

Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 11: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

Custo e facilidade de obtenccedilatildeo

11

Existem materiais para ferramenta que satildeo faacuteceis de fabricar e apresentam baixo custo de

produccedilatildeo No entanto natildeo apresentam todas as propriedades desejadas e por isto tem seu uso

limitado exemplo accedilo ferramenta Por outro lado tem-se a disposiccedilatildeo materiais com excelentes propriedades dentre as quais dureza e resistecircncia ao desgaste poreacutem com elevado custo Portanto o balanccedilo qualidade-custo deveraacute ser adequado agravesrsquo necessidades

especiacuteficas

Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante

12

Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua

fabricaccedilatildeo

Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900

13

14

Composiccedilatildeo

Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono

Limitaccedilatildeo

Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza

Aplicaccedilatildeo

Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como

- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para

fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma

15

Aplicaccedilatildeo

Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas

- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos

- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e

resistecircncia ao desgaste

16

Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado

publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris

Composiccedilatildeo

Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena

quantidade de manganecircs para evitar fragilidade

Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo

molibdecircnio

17

Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC

maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta

preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo

18

Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

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CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 12: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

Accedilo Ferramenta Accedilo Raacutepido Ligas Fundidas Metal Duro Cermet Ceracircmica Nitreto de Boro Cuacutebico Cristalino Diamante

12

Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua

fabricaccedilatildeo

Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900

13

14

Composiccedilatildeo

Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono

Limitaccedilatildeo

Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza

Aplicaccedilatildeo

Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como

- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para

fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma

15

Aplicaccedilatildeo

Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas

- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos

- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e

resistecircncia ao desgaste

16

Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado

publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris

Composiccedilatildeo

Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena

quantidade de manganecircs para evitar fragilidade

Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo

molibdecircnio

17

Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC

maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta

preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo

18

Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 13: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

Accedilo ferramenta De acordo com a literatura denomina-se accedilo ferramenta todos os accedilos utilizados em sua

fabricaccedilatildeo

Foi o uacutenico material (accedilo) empregado na confecccedilatildeo de ferramentas de corte ateacute 1900

13

14

Composiccedilatildeo

Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono

Limitaccedilatildeo

Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza

Aplicaccedilatildeo

Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como

- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para

fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma

15

Aplicaccedilatildeo

Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas

- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos

- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e

resistecircncia ao desgaste

16

Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado

publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris

Composiccedilatildeo

Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena

quantidade de manganecircs para evitar fragilidade

Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo

molibdecircnio

17

Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC

maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta

preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo

18

Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 14: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

14

Composiccedilatildeo

Composiccedilatildeo 08 a 15 de carbono

Limitaccedilatildeo

Temperatura de trabalho ateacute 250degC acima desta temperatura a ferramenta perde sua dureza

Aplicaccedilatildeo

Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como

- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para

fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma

15

Aplicaccedilatildeo

Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas

- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos

- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e

resistecircncia ao desgaste

16

Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado

publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris

Composiccedilatildeo

Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena

quantidade de manganecircs para evitar fragilidade

Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo

molibdecircnio

17

Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC

maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta

preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo

18

Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 15: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

Aplicaccedilatildeo

Apoacutes o surgimento do accedilo raacutepido seu uso reduziu-se a aplicaccedilotildees secundaacuterias tais como

- Reparos uso domeacutestico e de lazer - Ferramentas usadas uma uacutenica vez ou para

fabricaccedilatildeo de poucas peccedilas - Ferramenta de forma

15

Aplicaccedilatildeo

Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas

- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos

- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e

resistecircncia ao desgaste

16

Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado

publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris

Composiccedilatildeo

Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena

quantidade de manganecircs para evitar fragilidade

Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo

molibdecircnio

17

Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC

maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta

preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo

18

Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 16: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

Aplicaccedilatildeo

Satildeo ainda atualmente usados pelas seguintes caracteriacutesticas

- Satildeo os materiais mais baratos - Facilidade de obtenccedilatildeo de gumes vivos

- Tratamento teacutermico simples - Quando bem temperado obteacutem-se elevada dureza e

resistecircncia ao desgaste

16

Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado

publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris

Composiccedilatildeo

Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena

quantidade de manganecircs para evitar fragilidade

Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo

molibdecircnio

17

Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC

maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta

preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo

18

Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 17: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

Accedilo Raacutepido Desenvolvido por Taylor e apresentado

publicamente em 1900 na Exposiccedilatildeo Mundial em Paris

Composiccedilatildeo

Elementos de Liga tungstecircnio cromo e vanaacutedio como elementos baacutesicos de liga e pequena

quantidade de manganecircs para evitar fragilidade

Em 1942 devido a escassez de tungstecircnio provocada pela guerra este foi substituiacutedo pelo

molibdecircnio

17

Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC

maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta

preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo

18

Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 18: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

Caracteriacutesticas temperatura limite de 520 a 600degC

maior resistecircncia agrave abrasatildeo em relaccedilatildeo ao accedilo ferramenta

preccedilo elevado tratamento teacutermico complexo

18

Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

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Accedilo Raacutepido com Cobalto

O accedilo raacutepido ao cobalto denominado de accedilo super-raacutepido apareceram pela primeira vez em 1921 Caracteriacutestica - maior dureza a quente - maior resistecircncia ao desgaste - menor tenacidade

19

Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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Accedilo Raacutepido com Revestimento de nitreto de titacircnio ndash TiN

O revestimento de TiN eacute aplicado pelo processo PVD

(deposiccedilatildeo fiacutesica a vapor) conferindo uma aparecircncia dourada a ferramenta

20

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 21: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

Caracteriacutesticas

- Reduccedilatildeo do desgaste na face e no flanco da ferramenta

- Proteccedilatildeo do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissatildeo de calor do TiN

- Baixo atrito - Natildeo haacute formaccedilatildeo de aresta posticcedila

21

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 22: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

Ligas fundidas Desenvolvidas por Elwood Haynes em 1922

Caracteriacutesticas

elevada resistecircncia a quente

temperatura limite de 700 a 800oC qualidade intermediaacuteria entre o accedilo raacutepido e o

metal duro

22

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 23: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

Composiccedilatildeo

tungstecircnio cromo e vanaacutedio no lugar de tungstecircnio pode-se

usar em partes manganecircs molibdecircnio vanaacutedio titacircnio e tacircntalo no lugar do cobalto o

niacutequel

23

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 24: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

O Metal Duro (Carbonetos Sinterizados) surgiram em 1927 com o nome de widia (wie

diamant - como diamante) com uma composiccedilatildeo de 81 de tungstecircnio 6 de

carbono e 13 de cobalto

24

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 25: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

Caracteriacutestica

Elevada dureza Elevada resistecircncia agrave compressatildeo Elevada resistecircncia ao desgaste

Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela

mudanccedila especiacutefica dos carbonetos e das proporccedilotildees do ligante

Controle sobre a distribuiccedilatildeo da estrutura

25

26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

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26

Propriedades Variam com

- tipo e tamanho das partiacuteculas - tipo e propriedades dos ligantes

- teacutecnica de manufatura - quantidade de elementos de liga

Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

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Composiccedilatildeo

O metal duro eacute composto de carbonetos e cobalto responsaacuteveis pela dureza e tenacidade respectivamente

27

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 28: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

FABRICACcedilAtildeO DA PASTILHA DE METAL DURO

28

Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

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Prensagem

29

Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

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Sinterizaccedilatildeo

30

Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

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Retiacutefica

31

Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

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Escova

32

Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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Cobertura CVD PVD

33

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 34: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

CVD PVD

Processos de revestimentos para ferramentas

Cobertura CVD PVD

Deposiccedilatildeo quiacutemica a vapor

Deposiccedilatildeo fiacutesica

a vapor

34

FabrPast

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 35: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

35

Dure

za V

ickers

[kgf

mm

sup2]

Temperatura [degC] 1000 750 500 250 0

500

1000

2000

1500

accedilo raacutepido

MD 15 Co

MD 6 Co

Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

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Seleccedilatildeo

Principais fatores que afetam a escolha da pastilha

Material da peccedila Accedilo accedilo inox ferro fundido

Operaccedilatildeo Acabamento usinagem meacutedia desbaste

Condiccedilotildees de usinagem Boas meacutedias difiacuteceis

36

ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

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ACcedilO E MATERIAIS DUacuteCTEIS

ACcedilO INOacuteX E MATERIAIS DE DUREZA INTERMEDIAacuteRIA

FERRO FUNDIDO E LATOtildeES

37

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

Page 38: FERRAMENTAS DE USINAGEM - profmilton.weebly.comprofmilton.weebly.com/.../2/6/...fabricação_de_ferramentas_fatec.pdf · Resistência ao desgaste por abrasão 8 ... fabricação

ISO WC TiC+TaC Co Densidade [gcmsup3]

Dureza [HV]

Res agrave ruptura transversal [kgfmmsup2]

P01 30 64 6 72 1800 75

P10 55 36 9 104 1600 140

P20 76 14 10 119 1500 150

P30 82 8 10 13 1450 170

P40 77 12 11 131 1400 180

P50 70 14 16 129 1300 200

M10 84 10 6 131 1650 140

M20 82 10 8 134 1550 160

M30 81 10 9 144 1450 180

M40 78 7 15 135 1300 200

K10 92 2 6 148 1650 150

K20 915 25 6 148 1550 170

K30 89 2 912 145 1450 190

K40 88 - 143 1300 210

38

TEN

ACID

AD

E

+ RES AO

DESG

ASTE

+

CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

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CERMET

Cermet eacute um composto formado por ceracircmica e metal (CERacircmicaMetal)

O cermet eacute um metal duro agrave base de titacircnio Durante a

deacutecada de 1930 os primeiros cermets (TiNi) eram muito fraacutegeis e pouco resistentes agrave deformaccedilatildeo

plaacutestica Durante os anos quarenta e cinquumlenta os cermets

avanccedilaram com a adiccedilatildeo de materiais e com o aprimoramento da tecnologia de sinterizaccedilatildeo

39

Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

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Caracteriacutestica

- baixa tendecircncia a formaccedilatildeo de gume posticcedilo - boa resistecircncia a corrosatildeo

- boa resistecircncia ao desgaste - resistecircncia a temperatura elevada

- alta estabilidade quiacutemica

40

Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

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Aplicaccedilatildeo

Ao longo da histoacuteria da usinagem os cermets ganharam fama de suscetiacuteveis agrave repentina e

imprevisiacutevel falha das pastilhas Os cermets satildeo usados no fresamento de materiais

de peccedilas duros com ecircxito Mas natildeo haacute diretrizes bem definidas sobre onde os cermets se encaixam na

usinagem

41

CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

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CERAcircMICA

Inicialmente ceracircmica era o nome atribuiacutedo a ferramentas de oacutexido de alumiacutenio

Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas os insertos passaram por consideraacutevel desenvolvimento diferindo atualmente dos iniciais

42

CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

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CERAcircMICA

Hoje encontramos dois tipos baacutesicos de ceracircmica base de oacutexido de alumiacutenio

base de nitreto de siliacutecio Caracteriacutestica

- Alta dureza agrave quente (1600degC) - Natildeo reage quimicamente com o accedilo - Longa vida da ferramenta - Usado com alta velocidade de corte - Natildeo forma gume posticcedilo

43

Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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62

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Caracteriacutestica da ceracircmica natildeo metaacutelica em relaccedilatildeo ao accedilo - 13 da densidade do accedilo - alta resistecircncia a compressatildeo - muito quebradiccedilo - moacutedulo de elasticidade em torno de 2 vezes ao do accedilo - baixa condutividade teacutermica - velocidade de 4 agrave 5 vezes a do metal duro - baixa deformaccedilatildeo plaacutestica Aplicaccedilatildeo - Ferro Fundido - Accedilo endurecido (hard steels) - Ligas resistentes ao calor (Heat resistant alloys)

44

Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

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Fabricaccedilatildeo Poacute finiacutessimo de Al2O3 (entre 1 e 10 miacutecrons) mais ZrO2

(confere tenacidade a ferramenta de corte) eacute prensado poreacutem apresenta-se muito poroso Para eliminar os poros o material eacute sinterizado a uma temperatura de 1700deg C ou mais Durante a sinterizaccedilatildeo as peccedilas experimentam uma contraccedilatildeo progressiva fechando os canais e diminuindo a porosidade

Exigecircncia - Maacutequina Ferramenta com extrema rigidez e potecircncia disponiacutevel

45

Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

62

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Recomendaccedilotildees - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico - Evitar cortes interrompidos - Materiais que natildeo devem ser usinados

Alumiacutenio pois reage quimicamente

Ligas de titacircnio e materiais resistentes ao calor pela tendecircncia de reagir quimicamente devido a altas temperaturas envolvidas durante o corte

Magneacutesio beriacutelio e zircocircnio por inflamarem na temperatura de trabalho da ceracircmica

46

CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

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CBN Nitretos de Boros Cuacutebicos Cristalinos Material relativamente jovem introduzido nos anos 50 e mais largamente nos anos 80 devido a exigecircncia de alta estabilidade e potecircncia da maacutequina-ferramenta

47

Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

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Caracteriacutestica - Satildeo mais estaacuteveis que o diamante especialmente contra a oxidaccedilatildeo - Dureza elevada - Alta resistecircncia agrave quente - Excelente resistecircncia ao desgaste - Relativamente quebradiccedilo - Alto custo - Excelente qualidade superficial da peccedila usinada - Envolve elevada forccedila de corte devido a necessidade de geometria de corte negativa alta fricccedilatildeo durante a usinagem e resistecircncia oferecida pelo material da peccedila

48

Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

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Aplicaccedilatildeo - Usinagem de accedilos duros

- Usinagem de desbaste e de acabamento - Cortes severos e interrompidos - Peccedilas fundidas e forjadas - Peccedilas de ferro fundido coquilhado - Usinagem de accedilos forjados - Componentes com superfiacutecie endurecida - Ligas de alta resistecircncia a quente(heat resistant alloys) - Materiais duros (98HRC) Se o componente for macio (soft) maior seraacute o desgaste da ferramenta

49

Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

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Fabricaccedilatildeo - Os cristais de boro cuacutebico satildeo ligados por ceracircmica ou

ligante metaacutelico atraveacutes de altas pressotildees e temperatura

- As partiacuteculas orientadas a esmo conferem uma densa estrutura policristalina similar a do diamante sinteacutetico - As propriedades do CBN podem ser alteradas atraveacutes do tamanho do gratildeo teor e tipo de ligante

Prof Fernando Penteado 50

Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

Nomes comerciais - Amborite - Sumiboron - Borazon

51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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Recomendaccedilotildees - Alta velocidade de corte e baixa taxa de avanccedilo (low feed rates) - Usinagem a seco para evitar choque teacutermico

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51

DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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DIAMANTE Monocristalino - Tipos Carbonos ballos e Borts - Caracteriacutestica marcante satildeo os materiais que apresentam maior dureza - Materiais em que podem ser empregados usinagem de ligas de metais latatildeo bronze borracha vidro plaacutestico etc Paracircmetros de corte permitido para uma ferramenta de corte - Velocidade de corte permitida 100 a 3000mmin - Avanccedilo 0002 a 006 mm - Profundidade de corte 001 a 10 mm

52

Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

61

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Limitaccedilatildeo

- Ferramentas de diamante natildeo podem ser usadas na usinagem de materiais ferrosos devido a afinidade do C com o ferro - Natildeo pode ser usado em processos com temperaturas acima de 900degC devido a grafitizaccedilatildeo do diamante Aplicaccedilatildeo - Usinagem fina pois eacute o uacutenico material para ferramenta de corte que permite graus de afiaccedilatildeo do gume ateacute quase o niacutevel de um raio atocircmico de carbono

- Usinagem onde eacute exigido ferramentas com alta dureza por exemplo furaccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo

53

Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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Diamante Policristalino - Material sinteacutetico obtido em condiccedilotildees de extrema pressatildeo e temperatura - Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural poreacutem mais homogecircnio - Satildeo usados na usinagem de materiais natildeo ferrosos e sinteacuteticos - Ocorre grafitizaccedilatildeo para uma determinada condiccedilatildeo de corte

54

55

56

Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

lozloz Formato de pastilha recomendado loz Formato alternativo da pastilha

58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

57

O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

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58

Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

59

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Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

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Escolha a classe de acordo com o material de trabalho tipo de aplicaccedilatildeo e condiccedilotildees de corte

ISO P = Accedilos ISO M = Accedilos inoxidaacuteveis ISO K = Ferros fundidos ISO N = Alumiacutenio e materiais natildeo-ferrosos ISO S = Super ligas resistentes ao calor ISO H = Materiais endurecidos

Classes

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O formato da pastilha depende da operaccedilatildeo

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Acabamento

Operaccedilotildees com baixas profundidades de corte e baixos avanccedilos

f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

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f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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Acabamento

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f = 01 - 03 mmrot

ap = 05 - 20 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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Usinagem Meacutedia

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Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

60

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Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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Usinagem Meacutedia

Operaccedilotildees de desbaste meacutedio a leve

Uma ampla gama de combinaccedilotildees de profundidades de corte e faixas de avanccedilo

f = 02 - 05 mmrot

ap = 15 - 50 mm

Seleccedilatildeo do tamanho da pastilha

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