Materiais de ferramenta de corte
Por: reginataitai • 29/11/2015 • Relatório de pesquisa • 1.947 Palavras (8 Páginas) • 474 Visualizações
INTRODUÇÃO
MATERIAIS PARA FERRAMENTA DE CORTE
Os metais são obtidos a partir de minérios que constituem as minas e depósitos naturais, é feita a extração de um minério de ferro chamado de hematita e a partir de sua redução com carvão vegetal, produz-se uma chapa de alto grau de pureza. Descoberto na pré-história, mas desenvolvido em 1856 gerando grande repercussão na indústria.
Após essa descoberta, o homem sempre precisou utilizar vários objetos que são feitos de ferro, o que fez com que a aquisição do metal gerasse um papel importante para civilização moderna.
Com a necessidade de utilizar o metal para ferramentas de corte, surgiram algumas exigências para fazer um material de corte, segundo STEMMER, Caspar Erich, são elas:
- Elevada dureza a frio bem superior à da peça;
- Elevada dureza a quente;
- Tenacidade para resistir a consideráveis esforços de corte e impactos;
- Resistência à abrasão;
- Estabilidade química;
- Facilidade de obtenção a preços econômicos.
Porém essas qualidades características não são encontradas em todos os materiais de corte. Com isso, cada material necessita de um trabalho especifico, onde se devem verificar as exigências primordiais e secundárias, assim escolhendo o material ideal. Podendo ser agrupados da seguinte maneira como cita STEMMER, Caspar Erich: aços ferramenta; aços rápidos comuns; aços rápidos com cobalto; ligas fundidas; carbonetos; cerâmica; diamantes e nitreto de boro cristalino cúbico (CBN). Iremos citar cada um desses materiais de corte.
Aços Ferramenta
São aços que possuem teores de carbono de 0,8% a 1,5%, classificados com aços carbono, esses não possuem outros elementos de liga, a não ser em mínimas porcentagens.
Os aços carbonos foram os únicos utilizados para a fabricação de ferramentas de corte até 1900. Mas surgiram os aços rápidos que fez com que a utilização do aço carbono reduzir a aplicações secundárias, ou seja, diminuiu a utilização desses para as ferramentas usadas em pequenas oficinas de reparo, de uso domésticos e de lazer, também para ferramentas que eram utilizadas uma única vez e ferramentas de forma, na usinagem de latão e liga de alumínio.
Figura 1: Aço Ferramenta
[pic 1]
Fonte: Grupo Dufer[1]
Para obter mais qualidade do aço ferramenta pode-se modificar a sua composição, adicionando pequenas quantidades de cromo, vanádio e tungstênio.
Segundo STEMMER, Caspar Erich, as qualidades que justificam o emprego do aço ferramenta ainda hoje são:
- Preço: são os materiais para ferramentas mais baratos;
- Facilidade de usinagem, obtendo-se gumes muito vivos;
- Tratamento térmico relativamente simples;
- Elevada dureza e resistência a desgastes, quando bem temperado;
- Boa tenacidade.
A usinagem do aço ferramenta só pode ser feita em velocidades inferiores a 25 m/min, pois esses perdem a sua dureza e sua habilidade de operar em temperaturas baixas em torno de 250°C, sendo assim, esse material é impróprio para a usinagem de aços de alta resistência.
Aços Rápidos Comuns
A descoberta do aço rápido foi pelo norte-americano Frederick Winslow Taylor, que revolucionou a indústria mecânica em 1900. O desenvolvimento do aço rápido partiu do emprego de tungstênio (wolfrâmio), cromo e vanádio, como elementos básicos de liga e com um teor de Manganês (Mn) baixo para evitar a fragilidade.
Figura 2: Frederick Winslow Taylor
[pic 2]
Fonte: História da Administração[2]
Algumas modificações foram introduzidas ao decorrer dos anos na composição desse aço rápido, oferecendo ligas de maior resistência à abrasão ou ao choque, simbolizado pela letra T, pela norma AISI e em sequencia o número de classificação, por exemplo, T-1 é o aço rápido original desenvolvido por Taylor.
Em virtude da guerra, em 1942, ocorreu uma escassez de tungstênio, onde passaram a utilizar ligas onde o tungstênio era substituído por molibdênio. Sendo que esses aços são mais difícil forjamento e de tratamento térmico mais complexo. O molibdênio era mais barato e era utilizada metade da quantidade utilizado de tungstênio, tornando-o mais barato que o aço rápido de tungstênio para propriedades equivalentes. E hoje os aços rápido utilizados são de molibdênio.
Os aços rápidos matem sua dureza a temperaturas de 520°C a 600°C, associados à abrasão, faz com que esse material possua velocidades de corte mais elevadas e maior vida de ferramenta. Porém, tem como desvantagens o preço elevado e tratamento térmico complexo, exigindo temperaturas em torno de 1300°C para têmpera, conforme citou STEMMER, Caspar Erich.
Aços Rápidos Com Cobaldo
Classificados como aços super-rápidos, foram descobertos em 1921 através de uma melhoria substancial das características do aço rápido. Foi adicionado um novo elemento de liga, o cobalto. Essa adição fez com que aumentasse a temperatura critica de trabalho do aço rápido, ou seja, a dureza a quente e a resistência ao desgaste, mas resulta numa menor tenacidade. As adições foram limitadas em 5%, pois havia um dificuldade de forjamentos desses aços, mas novas técnicas permitiram o forjamento podendo utilizar de 8% a 12% de cobalto.
Com o objetivo de limitar as variedades de aços rápidos oferecidos no mercado, a norma ISSO/DIS 4957, como cita STEMMER, Caspar Erich, padronizou os tipo de constantes. A norma brasileira NBR 6189 padroniza 16 aços rápidos, classificados em: aços rápidos ao molibdênio, aços rápidos ao tungstênio e outros aços rápidos.
Aço Rápido Com Revestimento De TiN
Aplicados por processos de PVD (Physical Vapor Deposition) esse revestimento de TiN, em temperaturas inferiores a 550°C tem uma aparência dourada à ferramenta e produzem o seguintes efeitos conforme STEMMER, Caspar Erich cita em seu livro:
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