Usinabilidade de Materiais - 2 Parte (1)

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    05-Aug-2015

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INSTITUTO DE ESTUDOS SUPERIORES DA AMAZONIA

TECNLOGIA DE MANUTENO INDUSTRIAL USINAGEM DE MATERIAIS TURMA: F3NA

Usinabilidade dos Materiais

Luiz Otvio Sinimb de Lima2011

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O que ao?Os aos so ligas metlicas de ferro e carbono, com percentagens deste ltimo variveis entre 0,008 e 2,11%. Distinguem-se dos ferros fundidos, que tambm so ligas de ferro e carbono, mas com teor de carbono entre 2,06% e 6,67%.A diferena fundamental entre ambos que os aos, pela sua ductibilidade, so facilmente deformveis por forja, laminao e extruso, enquanto que peas em ferros fundidos so fabricadas pelo processo de fundio

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Alm dos componentes principais indicados, os aos incorporam outros elementos qumicos, alguns prejudiciais, provenientes da sucata, do mineral ou do combustvel empregue no processo de fabricao, como o do enxofre ao e o fsforo. Outros a so sua adicionados resistncia, intencionalmente para melhorar algumas caractersticas para aumentar ductibilidade,dureza ou outra, ou para facilitar algum processo de fabrico, como usinabilidade, o caso de elementos de liga como o nquel, o cromo, o molibdnio e outros.

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No ao comum o teor de impurezas (elementos alm do Ferro e do Carbono) estar sempre abaixo dos 2%. Acima dos 2 at 5% de outros elementos j pode considerado ao de baixa-liga, acima de 5% considerado de alta-liga. O Enxofre e o Fsforo so elementos prejudicais ao ao pois acaba por intervir nas suas propriedades fsicas deixando o ao quebradio. Dependendo das exigncias cobradas, o controle sobre as impurezas pode ser menos rigoroso ou ento podem pedir o uso de um antisulfurante como o magnsio e

outros elementos de liga benficos.O ao inoxidvel um ao de alta-liga com teores de cromo e de nquel em altas doses (ultrapassam 20%)

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O ao atualmente a mais importante liga metlica,sendo empregada de forma intensiva em numerosas aplicaes tais como mquinas, ferramentas, em

construo, etc . Entretanto, a sua utilizao estcondicionada a determinadas aplicaes devido a vantagens tcnicas que oferecem outros materiais como

o alumnio no transporte por sua maior leveza e naconstruo por sua maior resistncia a corroso, o cimento (mesmo combinado com o ao) pela sua maior

resistncia ao fogo, e os materiais cermicos emaplicaes que necessitem de elevadas temperaturas.

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Na cincia dos materiais, dureza a propriedadecaracterstica de um material slido, que expressa sua resistncia a deformaes permanentes e est diretamente relacionada com a fora de ligao dos tomos. Basicamente, a dureza pode ser avaliada a partir da capacidade de um material "riscar ou penetrar" o outro,

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Ductilidade:

Propriedade que tem o material de sofrer

deformao

permanente por trao, sem que ocorra a sua ruptura

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UsinabilidadeDefinio: De um modo geral, o grau de dificuldade de se usinar um determinado material.

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Usinabilidade - PropriedadesAs propriedades do material que podem afetar sua usinabilidade so:

DurezaResistncia a trao

DuctilidadeCondutividade trmica

Taxa de encruamento

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UsinabilidadeDureza / Resistncia a traoDificulta a usinabilidade Aumenta os esforos de corte

DuctilidadeMelhora a usinabilidade

Favorece a formao dos cavacosDiminui os esforos de corte Tendncias a formao de aresta postia

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Usinabilidade Condutividade trmicaMelhora a usinabilidade Diminui o calor gerado na regio de corte Dentre os tipos de materiais mais usinados, os que tm

maior condutividade trmica so:1. Os alumnios 2. Os aos no ligados

3. Os aos ligados4. Os aos inoxidveis

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UsinabilidadeTaxa de Encruamento Dificulta a usinagemDificulta a formao de cavacos Aumenta os esforos de corte Tendncias a formao de aresta postia

Nota: Quando metais so deformados plasticamente, eles aumentam sua resistncia. A esse fenmeno d-se o nome de encruamento. Aos carbono tem baixa taxa de encruamento. Aos inox. Autenticos tem alta taxa de encruamento.

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Usinabilidade Mas a usinabilidade no depende somente das condies intrnsecas do material (fatores metalrgicos) mas depende tambm de:

Condies de usinagem Caractersticas da ferramenta

Condies de resfriamentoRigidez do sistema mquina-ferramenta Tipo de operao (corte intermitente ....) Etc....

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Usinabilidade comum de se pensar no meio produtivo que a usinabilidade uma propriedade intrinsecamente ligada dureza do material da pea e sua resistncia mecnica. Assim, segundo este raciocnio, um material mole de boa usinabilidade e um material duro de baixa usinabilidade. Verdadeiro ou falso ? Falso

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UsinabilidadeEmbora a dureza e a resistncia mecnica sejam fatores importantes de influncia na usinabilidade de um material, outros fatores importantes tambm devem ser levados em considerao como:

a quantidade de incluses e aditivos para melhorar a usinabilidade.

a quantidade de partculas duras.a micro estrutura. a tendncia ao empastamento do cavaco na superfcie de

sada da ferramenta, etc.....

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UsinabilidadeExemplo:

Comparando os dois aos inox.- Ao 303 - Ao 316Mesma dureza

Porm o ao 303 tem maior usinabilidade que o 316 porque ele possui sulfeto de mangans que melhora a

usinabilidade.

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UsinabilidadeO ndice de usinabilidade (IU): um valor numrico que serve de comparao.

Assim comparando dois materiais, diremos que aquele que tiver um ndice de usinabilidade mais alto o material mais fcil de se usinar.Um material pode ter um valor de usinabilidade baixo em certas condies de usinagem e um valor maior em outras condies por exemplo.

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UsinabilidadeCom relao aos critrios de usinabilidade baseados na rugosidade, Pode-se dizer que o alumnio tem uma usinabilidade alta?

Em condies normais de usinagem, o cavaco formado longo e o acabamento superficial obtido Insatisfatrio.

Porm, bons acabamento superficiais podem ser obtidos sea velocidade de corte for suficientemente alta e a geometria da ferramenta adequada.

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UsinabilidadeEnsaio de usinabilidade: Existem diversos mtodos para medir a usinabilidade de um material. O mtodo mais aceito um ensaio chamado de longa durao, onde o material ensaiado e o material tomado como padro, so usinados at o fim da vida da ferramenta ou at um determinado valor de desgaste da ferramenta (VB ou KT).

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UsinabilidadeEnsaio de usinabilidade: Existem tambm os ensaios de curta durao que so utilizados para avaliar outros fatores

como:Rugosidade Fora de usinagem Etc.

Nestes casos normalmente as condies de usinagem so

foradas para justamente para obter o resultado em poucotempo de ensaio.

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Usinabilidade das Ligas de Alumnio

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Usinabilidade das Ligas de AlumnioO alumnio puro muito fcil de se usinar mas quando ele ligado a sua usinabilidade se torna baixa.

Por exemplo a liga de alumnio-silcio contm partculas de silcio altamente abrasivas e desgastam rapidamente a ferramenta de metal duro..

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UsinabilidadeImportante saber que: As propriedades mecnicas e trmicas do alumnio puro so fatores decisivos nas caractersticas de usinagem de suas ligas. Voc sabia que EAO = 3EAlumnio?

Isto significa que, sob a mesma fora de corte, oalumnio se deforma 3 vezes mais do que o ao.

Condutibilidade do Al = 2 Ao

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UsinabilidadeEmbora algumas ligas de alumnio apresentem uma resistncia equivalente do ao com baixo carbono em temperatura ambiente, em temperaturas elevadas a sua

resistncia bastante reduzida.O alumnio tem uma elevada condutividade trmica o que faz com que boa parte do calor vai para a pea. Isto favorece a usinabilidade destas ligas j que a elevao da temperatura inerente ao processo.

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UsinabilidadePropriedade positivo: alta condutividade trmicaMelhora a usinabilidade.

Propriedade negativa: Baixa durezaFavorece a formao da APC (aresta postia de corte).Prejudica o acabamento da pea e provoca desgaste frontal da ferramenta

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UsinabilidadePara que a liga seja um material de boa usinabilidade necess

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