TECNOLOGIA DE CONTROLE NUMÉRICO - ?· 400°C (brocas, machos, etc.) Aços-ferramenta: ... • Dureza…

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    30-Sep-2018

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  • TECNOLOGIA DE CONTROLE NUMRICO

    MATERIAIS DE

    FERRAMENTAS

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • Propriedades que um material de ferramenta de corte

    deve apresentar:

    Alta dureza;

    Tenacidade suficiente para evitar falha por fratura;

    Alta resistncia ao desgaste;

    Alta resistncia compresso;

    Alta resistncia ao cisalhamento;

    Boas propriedades mecnicas e trmicas a temperaturas

    elevadas;

    Alta resistncia ao choque trmico;

    Alta resistncia ao impacto;

    Ser inerte quimicamente.

    MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • Dureza Temperatura Ambiente

    Dureza da ferramenta deve ser dureza da pea.

    Dureza depende essencialmente do teor de C,

    exceto nos aos com elevados teores de elementos

    de liga.

    MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • Resistncia ao Desgaste

    Desgaste pode ocasionar falhas durante a

    operao da ferramenta ruptura ou perda de

    qualidade do produto final manufaturado.

    Grande nmero de fatores que afetam o desgaste:

    composio do ao (que determina o tipo e a

    composio dos carbonetos),

    suscetibilidade do ao em endurecer por

    tratamento superficial,

    resistncia mecnica do ao.

    MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • Resistncia ao Desgaste

    Aos altamente ligados elementos de liga influem,

    devido dureza e distribuio dos carbonetos que

    se formam.

    Outros fatores que afetam o desgaste:

    tipo de lubrificante,

    tipo de operao,

    calor gerado durante a operao.

    MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • Tenacidade

    Capacidade de absorver energia sem ruptura

    desejvel para ferramentas e matrizes.

    Alguns fatores que afetam a tenacidade:

    tenses internas (geradas por tmpera drstica,

    por reaquecimento muito rpido dos aos

    temperados, por retificao inadequada, etc.);

    encruamento;

    granulao grosseira;

    teor de elementos de liga, exigindo maiores

    temperaturas de revenido e, em consequncia,

    contribuindo para maior tenacidade, pela

    diminuio das tenses internas.

    MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • Temperabilidade

    Penetrao de dureza durante a tmpera

    uniformidade de caractersticas mecnicas em

    sees elevadas.

    Nos aos-carbono comuns difcil alcanar alta

    profundidade de endurecimento sobretudo em

    sees superiores a 25 mm;

    Todavia pequenas adies de elementos de liga

    resultam em durezas no ncleo.

    De forma geral aumento do teor de elementos de

    liga favorece a reduo da diferena de dureza entre

    a superfcie e o centro.

    MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • Dureza a Quente

    Propriedade de manter dureza em temperaturas

    (da ordem de 600C para AR).

    desejvel ter-se resistncia ao desgaste nestas

    temperaturas, mantendo simultaneamente as formas

    e as dimenses das ferramentas e matrizes.

    Elementos de liga so diretamente responsveis por

    essas propriedades (W, Mo, Co, Cr, V).

    MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • Usinabilidade

    Grau de facilidade de corte do material.

    Depende do estado metalrgico da pea, das

    propriedades mecnicas, de sua composio qumica,

    das operaes anteriores efetuadas, e do eventual

    encruamento.

    Depende tambm das condies de usinagem, das

    caractersticas da ferramenta, das condies de

    refrigerao, da rigidez do sistema mquina-ferramenta-

    pea-dispositivos de fixao-ferramenta de corte e das

    operaes executadas pela ferramenta (corte contnuo

    ou intermitente, condies de entrada e sada da

    ferramenta).

    MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • Usinabilidade

    Aumento do teor de elementos de liga usinabilidade

    MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • Tamanho de Gro

    Geralmente prefervel um tamanho de gro

    (granulao fina) microestrutura associada com

    caractersticas mecnicas superiores.

    MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • Resistncia ao Revenido

    a resistncia que os aos tm perda de dureza

    quando so aquecidos.

    Esta resistncia deve manter-se no caso de repeties

    de aquecimento.

    MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

    Aos ferramenta

    Aos rpidos

    Ligas fundidas (p.ex. Stellite Estelita)

    Metal-duro

    Cermicas

    Cermet

    Nitreto de boro cbico (CBN)

    Diamantes

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • Cronologia do

    desenvolvimento

    de materiais de

    ferramentas

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

    Classificao dos materiais das ferramentas

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

    Propriedades dos materiais das ferramentas

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

    Propriedades dos materiais das ferramentas

  • Tabela de converso de durezas

  • Penetrador e carga utilizada na

    obteno de diferentes durezas

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • Aumento na

    produtividade causado

    pelo desenvolvimento

    de materiais de

    ferramentas

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

    Ao-rpido e o Metal-duro juntos somam 90%

    das aplicaes na indstria moderna.

    Materiais avanados como CBN, cermicas e

    diamantes correspondem a 10% das aplicaes

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

    C de 0,8 a 1,5%;

    At 1900 eram os nicos materiais disponveis

    para ferramentas

    Utilizados em baixssimos Vc (p.ex. 5m/min)

    Comum at 200C (limas, machos manuais)

    Com elementos de liga (V, Cr, Mo e W) at

    400C (brocas, machos, etc.)

    Aos-ferramenta:

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

    Ainda utilizado pelos seguintes motivos:

    baixo custo do material,

    facilidade de obteno de gumes vivos,

    tratamento trmico simples,

    elevada dureza e resistncia ao desgaste se

    for bem preparado.

    No entanto ao ferramenta perde sua dureza

    quando submetido a uma temperatura de

    trabalho superior a 250C.

    Aos-ferramenta:

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

    Desenvolvido por Taylor e apresentado

    publicamente em 1900 na exposio mundial de

    Paris;

    Indicados para operaes de baixa a mdia Vc (p.ex.

    35m/min)

    Dureza a quente at 600C;

    Elementos de liga: W, Cr e V (T)

    Em 1942, devido escassez de W provocada pela

    guerra substitudo pelo Mo (M);

    Desvantagens: preo e difcil tratamento trmico.

    Ao-rpido:

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

    Ao-rpido:

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

    Composio e caractersticas de alguns aos-

    rpidos:

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

    Composio e caractersticas de alguns aos-

    rpidos:

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

    Com temperaturas de at 500C dureza se

    mantm acima de 50 HRC os melhores aos

    rpidos tm uma dureza de 65 HRC at 650C

    AR usado em ferramentas de uso geral (peas

    forjadas, fundidas ou sinterizadas); ferramentas

    de geometria complexa.

    Ao-rpido:

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

    Quando o ao rpido produzido com Cobalto

    ao super-rpido.

    Principais caractersticas:

    dureza a quente ,

    resistncia ao desgaste

    tenacidade

    Ao-rpido:

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

    Sucesso da ferramenta depende mais da adeso do

    revestimento do que da sua espessura;

    Lascamento do revestimento tem sido a principal

    causa de falha;

    Bons resultados em usinagem com corte

    interrompido (p.ex. fresamento)

    Ao-rpido com revestimento:

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

    Revestimento de TiN (1 a 3 m de espessura) por

    processo PVD (Physical Vapor Deposition) abaixo de

    550C (aparncia dourada)

    Dureza desgaste da face e do flanco ;

    Coeficiente de atrito Fc acabamento

    superficial melhora

    TiN protege o metal base contra temperatura

    Ao-rpido com revestimento:

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

    Temperaturas relativamente baixas (de 400 a 600C)

    evaporao de um metal que reage, por exemplo,

    com nitrognio cobertura de nitreto dura na

    superfcie da ferramenta.

    Coberturas PVD resistncia ao desgaste devido

    sua dureza.

    Tenses de compresso das coberturas PVD

    tenacidade e resistncia contra trincas trmicas.

    Processo PVD (Physical Vapor Deposition -

    Deposio Fsica de Vapor):

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

    Cobertura PVD recomendada para gumes tenazes

    e afiados, bem como para materiais com tendncia

    abraso.

    Aplicaes todas as fresas e brocas inteirias

    (canais, roscamento e fresamento)

    Processo PVD (Physical Vapor Deposition -

    Deposio Fsica de Vapor):

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    Ao-rpido com revestimento:

  • MATERIAIS DE FERRAMENTAS

    Obtido por processos de metalurgia do p

    (sinterizao);

    Estrutura cristalina muit