Insertos para torneamento de materiais de difícil usinabilidade

A usinagem de materiais de difícil usinabilidade impõe altas demandas em classes de insertos para torneamento de superligas resistentes ao calor e titânio. A usinabilidade dos materiais de difícil usinabilidade aumenta em dificuldade de acordo com a seguinte sequência: materiais à base de ferro, materiais à base de níquel e materiais à base de cobalto. Todos os materiais têm alta resistência em altas temperaturas e produzem cavacos segmentados durante o corte, que criam forças de corte altas e dinâmicas.

A baixa condutividade térmica e a alta dureza geram altas temperaturas durante a usinagem. As propriedades de alta resistência, endurecimento por trabalho e endurecimento por adesão criam desgaste tipo entalhe na profundidade máxima de corte e um ambiente extremamente abrasivo para a aresta de corte.

Os graus de carboneto devem ter boa tenacidade da aresta e boa adesão do revestimento ao substrato para fornecer boa resistência à deformação plástica. Em geral, use insertos com um grande ângulo de posição (pastilhas redondas) e selecione uma geometria de insertos positiva. No torneamento e fresamento, classes de cerâmica podem ser usadas, dependendo da aplicação.

Como você encontra a solução certa para sua operação de torneamento de materiais de difícil usinabilidade?

A variedade de classes para materiais de difícil usinabilidade inclui classes de metal duro com cobertura CVD e PVD, classes de cerâmica e nitreto bórico cúbico (CBN) para várias condições de usinagem. Use as informações abaixo para encontrar o tipo certo para suas necessidades de produção.

Insertos para torneamentoPara saber mais sobre os diferentes graus disponíveis para suas operações de torneamento de materiais de difícil usinabilidade, veja abaixo uma breve descrição:

CC6160

Cerâmica à base de SiAION projetada para otimizar o desempenho em materiais à base de níquel sob condições relativamente estáveis ​​e oferece alta segurança e desgaste previsível como resultado de alta resistência ao entalhe. 

CC6060

Cerâmica à base de SiAION para desempenho otimizado em materiais pré-usinados sob condições estáveis.

CC670

Cerâmica à base de alumina reforçada com bigode e excelente tenacidade projetada para torneamento e canais. 

CC6065 

Cerâmica à base de SiAION que oferece boa tenacidade e segurança em operações que exigem tenacidade. 

CB7015

Classe de CBN usada para operações de acabamento em superligas resistentes ao calor. 

GC1105 

Classe de metal duro com cobertura PVD com alta dureza e boa resistência à deformação plástica. 

S05F

Classe com cobertura CVD para acabamento em alta velocidade ou cortes longos em velocidades mais baixas.

GC1115 

Classe de metal duro com cobertura PVD com alta dureza e boa resistência contra deformação plástica combinada com boa segurança da aresta. 

Viragem de alta velocidade

Há uma demanda crescente por peças de motores aeroespaciais que possam suportar temperaturas extremas, além da capacidade do Inconel e de outras superligas de alto desempenho. Embora os materiais metalúrgicos em pó possam ser adaptados para lidar com temperaturas substancialmente mais altas, eles são mais difíceis de usinar do que o Inconel 718.

Os novos graus de cerâmica CC6220 e CC6230 são desenvolvidos para usinar materiais exigentes onde a cerâmica SiAIONs são insuficientes. Sua capacidade de lidar com altas velocidades de corte contribui para reduzir o custo por peça.

CC6220 e CC6230 se destacam em materiais de difícil usinabilidade e em usinagem de estágio intermediário. Eles elevam a produtividade a um novo nível em comparação com as cerâmicas SiAIONs, tanto no que se refere à velocidade de corte quanto ao avanço. Ambas as classes são desenvolvidas especificamente para discos de turbina em material de difícil usinabilidade, como Inconel 718 e ligas metalúrgicas de pó à base de níquel.

À primeira vista, dureza e tenacidade podem parecer conceitos intercambiáveis, mas existem em extremidades opostas de um continuum que define o desempenho do inserto intercambiável e da ferramenta de corte sólida, particularmente quando se trata de insertos de metal duro. 

Os insertos duros oferecem maior resistência ao desgaste para melhor desempenho e vida útil da ferramenta em ambientes de corte a quente do que os insertos um pouco mais macios, mas os insertos resistentes podem suportar impactos e estressores para atingir altas taxas de avanço.

Insertos para torneamentoPara qualquer aplicação, existe um equilíbrio ideal entre dureza e tenacidade  e os fabricantes de ferramentas trabalham diligentemente para estabelecer os princípios metalúrgicos e fornecer uma variedade de ferramentas que podem atender às diversas necessidades dos fabricantes de peças.

A dureza representa a resistência ao desgaste, que se traduz na capacidade de uma ferramenta de suportar o calor durante a usinagem. É preciso medir a dureza do carboneto de tungstênio, embora algumas especificações traduzam os valores HRA para a escala de materiais de difícil usinabilidade mais familiar usada para medir a dureza do aço e outras ligas. A resistência à temperatura que se correlaciona com a dureza desempenha um grande papel no comportamento e na seleção da ferramenta de corte.

A tenacidade representa a resistência da ferramenta à pressão e ao impacto, que é necessária ao executar o corte interrompido. 

Na zona de corte, as temperaturas podem subir acima de 760 ° C (1.400 ° F). O metal duro suporta e dissipa os níveis de alta temperatura e, portanto, lida com o alto calor gerado no corte contínuo. Os altos níveis de dureza podem tornar o metal quebradiço, o que explica por que as ferramentas de metal duro resistentes ao calor tendem a lascar em situações que produzem grandes quantidades de pressão ou vibração.

Resistente o suficiente?

Na outra extremidade, a tenacidade representa a pressão e a resistência ao impacto, que se correlacionam com a capacidade de uma ferramenta de suportar altas taxas de avanço ​​e os impactos repetitivos associados ao corte interrompido. Mas em troca de durabilidade, o metal duro torna-se vulnerável ao calor, tornando o metal duro menos do que ideal para corte contínuo em alta velocidade.

Ambos os atributos estão diretamente ligados aos elementos primários que constituem o carboneto: tungstênio, carbono e cobalto. O tungstênio promove dureza e tenacidade, enquanto o carbono aumenta a dureza, e a combinação dos dois produz moléculas de carboneto de tungstênio. Enquanto isso, o cobalto, que tem um ponto de fusão mais baixo do que o tungstênio e o carbono, contribui para a tenacidade e intensifica as características de desempenho de outros elementos. No carboneto de tungstênio, o cobalto atua como um aglutinante, essencialmente cola que mantém os grãos de carboneto juntos.

O tamanho também pode determinar o nível de dureza e tenacidade. As classes de metal duro têm grãos menores e as classes difíceis têm grãos maiores. Classes duras precisam de menos ligação de cobalto para manter seus grãos unidos, o que promove melhor resistência ao calor para maior vida útil da ferramenta durante o corte contínuo do que classes mais macias. 

As classes resistentes incluem mais ligação de cobalto, o que dá aos grãos de carboneto melhor aderência para ajudar a ferramenta a lidar com pressão e vibração com menos resistência ao calor. A meio caminho, as ferramentas de corte feitas de classes de metal duro de uso geral podem lidar com cortes levemente interrompidos e oferecem considerável, mas não extrema resistência ao desgaste para o torneamento de materiais de difícil usinabilidade.

Como podemos observar, existem diversos tipos de insertos que podem ser utilizados na usinabilidade dos materiais difíceis e utilizando esse processo, com certeza a usinagem vai ser feita de maneira correta e precisa.

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