Quais as principais propriedades desejáveis em um material para ferramenta de corte?

Os usuários de ferramentas de corte não podem ignorar as constantes mudanças e avanços que estão sendo feitos no campo da tecnologia do material de ferramenta de corte. 

Quando uma troca de ferramenta é necessária ou prevista, uma comparação de desempenho deve ser feita antes de selecionar a ferramenta para o trabalho.

O equipamento de compactação de metal duro, mais conhecido como ‘prensa’, é usado para produzir produtos de metal duro em vários formatos.

Muitos tipos de materiais de ferramentas, desde aço de alto carbono até cerâmica e diamantes, são usados ​​como ferramentas de corte na indústria metalúrgica atual. É importante estar ciente de que existem diferenças entre os materiais das ferramentas, quais são essas diferenças e a aplicação correta para cada tipo de material.

A utilização das ferramentas de corte

Os vários fabricantes de ferramentas atribuem muitos nomes e números a seus produtos. Embora muitos desses nomes e números possam parecer semelhantes, as aplicações desses materiais de ferramentas podem ser totalmente diferentes. Na maioria dos casos, os fabricantes de ferramentas fornecerão ferramentas feitas com o material adequado para cada aplicação. Em algumas aplicações específicas, um material premium ou de preço mais alto será justificado.

material para ferramenta de corte

Isso não significa que a ferramenta mais cara seja sempre a melhor. Os usuários de ferramentas de corte não podem ignorar as constantes mudanças e avanços que estão sendo feitos no campo da tecnologia de materiais de ferramentas. 

Quando uma troca de ferramenta é necessária ou prevista, uma comparação de desempenho deve ser feita antes de selecionar a ferramenta para o trabalho. A ferramenta ideal não é necessariamente a menos cara ou a mais cara e nem sempre é a mesma ferramenta que foi usada para o trabalho da última vez. A melhor ferramenta é aquela que foi cuidadosamente escolhida para realizar o trabalho de forma rápida, eficiente e econômica.

Uma ferramenta de corte deve ter as seguintes características para produzir peças de boa qualidade e econômicas:

Dureza – o chicote e a resistência da ferramenta de corte devem ser mantidos em temperaturas elevadas, também chamadas de dureza a quente (Figura 1.1)

Tenacidade – a tenacidade das ferramentas de corte é necessária para que as ferramentas não estiquem ou quebrem, especialmente durante as operações de corte interrompidas.

Resistência ao desgaste – resistência ao desgaste significa a obtenção de uma vida útil aceitável da ferramenta antes que as ferramentas precisem ser substituídas.

Os materiais com os quais as ferramentas de corte são feitas são caracteristicamente duros e fortes. Há uma ampla variedade de materiais de ferramentas disponíveis para operações de usinagem, e a classificação geral e o uso desses materiais são de interesse aqui.

Aços para ferramentas e ligas fundidas

O aço carbono para ferramentas é o mais antigo dos materiais para ferramentas, datando de centenas de anos. Em termos simples, é um aço de alto carbono, que contém cerca de 1,05% de carbono. Este alto teor de carbono permite que o aço seja endurecido, oferecendo maior resistência ao desgaste abrasivo. 

O aço puro com alto teor de carbono serviu bem a seu propósito por muitos anos. No entanto, como é super temperado (amolecido) rapidamente em temperaturas de corte relativamente baixas (300 a 500 ° F), agora raramente é usado como material de ferramenta de corte, exceto em limas, lâminas de serra, cinzéis, etc. O uso de alto carbono simples o aço é limitado a aplicações de baixo calor.

material para ferramenta de corte

Uma ferramenta de corte deve ter as seguintes propriedades como já falamos: 1. Dureza a quente 2. Tenacidade 3. Resistência ao desgaste 4. Estabilidade química ou inerte 5. Resistência ao choque 6. Baixo atrito 7. Custo favorável. Vamos explicar um pouco mais sobre cada um desses tópicos.

Propriedade # 1. Dureza a quente

Geralmente a dureza é medida à temperatura ambiente. Mas o termo dureza quente indica que a dureza em temperatura elevada. Sabemos que a dureza diminui com o aumento da temperatura. No corte de metal, o calor é gerado durante o processo. 

O material da ferramenta deve ser capaz de manter sua dureza, resistência ao desgaste e resistência a uma temperatura elevada, que varia de aproximadamente 600 ° C a 1800 ° C. 

A variação da dureza de diferentes materiais da ferramenta com o aumento da temperatura.

Propriedade # 2. Resistência

O material da ferramenta deve ser resistente o suficiente para que possa trabalhar sem fratura nas forças de impacto que ocorrem em operações de corte interrompidas (como fresamento, torneamento de eixo estriado). Deve ser capaz de suportar as vibrações ocorridas durante a usinagem.

Propriedade nº 3. Resistência ao desgaste no material para ferramenta de corte

O termo desgaste significa perda de material. Conforme a ferramenta continua cortando, sua aresta de corte que está sempre em contato com a peça de trabalho e a face de saída (sobre a qual o cavaco flui) perdem seu material gradualmente com o tempo. 

Portanto, o material da ferramenta deve ter resistência ao desgaste, de forma que uma vida útil aceitável da ferramenta seja obtida antes que a ferramenta seja indexada ou substituída.

Propriedade # 4. Estabilidade Química ou Inércia

O material da ferramenta deve ter estabilidade química ou inércia em relação ao material de trabalho, de modo que quaisquer reações indesejáveis ​​entre o material da ferramenta e o material de trabalho sejam evitadas.

Propriedade # 5. Resistência ao choque

O material da ferramenta deve ter alta resistência a choques térmicos e mecânicos, especialmente em cortes intermitentes em que a ferramenta engata e desengata em intervalos regulares.

Propriedade # 6. Baixo atrito

O material da ferramenta deve ter baixo coeficiente de atrito. Para que o calor gerado seja menor e aumente a vida útil da ferramenta.

Propriedade # 7. Custo favorável

Em um ambiente industrial competitivo, o custo do material da ferramenta deve ser favorável para melhores lucros. Por exemplo, ferramentas diamantadas não são usadas para aplicações comuns devido ao seu alto custo.

Condutividade térmica e calor específico no material para ferramenta de corte 

Quanto maior a condutividade térmica de qualquer material, melhor é a capacidade de transmitir o calor por condução. O material também deve conter melhor calor específico (quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma unidade de massa de uma substância por unidade de grau) para dispersar o calor gerado devido às operações de corte.

Maquinabilidade no material para ferramenta de corte

O material da ferramenta de corte deve ter bons meios de usinabilidade e fácil de usinar. O material da máquina-ferramenta com boa usinabilidade é fácil de cortar e tem um melhor acabamento superficial.

Conclusão

O material da ferramenta de corte deve ser selecionado com base nos requisitos de propriedades durante o processo de usinagem ou corte. Deve-se sempre tomar cuidado durante a seleção de um tipo de ferramenta de corte e suas propriedades de material. 

As propriedades desejáveis ​​do material incluem dureza vermelha, resistência à abrasão, dureza, condutividade térmica, calor específico e usinabilidade.

As características do material da ferramenta são o principal fator a influenciar a qualidade da superfície após a usinagem, eficiência e vida útil da ferramenta . Permite o trabalho de corte direto durante a usinagem. 

Principalmente, o desempenho de corte depende dos materiais da aresta de corte, dos parâmetros geométricos e da escolha da estrutura e do projeto da ferramenta. A produtividade, vida útil da ferramenta, consumo da ferramenta, custos de processamento, precisão de usinagem e qualidade da superfície, etc., quase dependem da escolha dos materiais da ferramenta.

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