O metal duro com cobertura tem a cada dia mais conquistado um maior espaço na usinagem moderna. As primeiras pastilhas de metal duro com cobertura foram desenvolvidas no final década de 60 (MODERN METAL CUTTING, 1994). Atualmente elas são muito aplicadas devido à extrema tenacidade aplicada aos substratos do metal duro, aliado à extrema dureza da cobertura. Isto tem possibilitado o aumento dos parâmetros de corte, assim como um processo de corte estável, isentos de quebras ou lascas.
O metal duro coberto é a primeira escolha para usinagens de varias ligas metálicas, nas operações de fresamento, torneamento e furação. As espessuras das coberturas geralmente variam entre 2 e 22 µm, sendo que o núcleo da pastilha permanece com a tenacidade original da classe de metal duro.
O metal duro coberto é a primeira escolha para usinagens de varias ligas metálicas, nas operações de fresamento, torneamento e furação. As espessuras das coberturas geralmente variam entre 2 e 22 µm, sendo que o núcleo da pastilha permanece com a tenacidade original da classe de metal duro.
As principais características das coberturas
A seguir tem-se uma descrição dos principais materiais utilizados como coberturas de ferramentas de usinagem.
A seguir tem-se uma descrição dos principais materiais utilizados como coberturas de ferramentas de usinagem.
a) Carboneto de titânio (TiC) ou carbonitreto de titânio (TiCN) - possui excelente resistência ao desgaste por abrasão, além de funcionar como elemento que promove a adesão das camadas de cobertura com o metal duro do núcleo. A presença desta camada é importante, pois o óxido de alumínio (camada que normalmente está por cima do TiC) não possui alta afinidade física – química com o metal duro a fim de conseguir uma forte adesão com o núcleo. Na verdade, se outra camada que não seja o TiC (ou TiCN) for colocada sobre o metal duro utilizando-se o processo CVD, que exige altas temperaturas, a diferença na dilatação e contração térmica das camadas com o substrato de metal duro pode causar trincas na interface (BALSERS, 2009). Em geral, uma dessas camadas (TiC ou TiCN) é a única camada de cobertura ou é a camada de cobertura que está por debaixo das outras camadas (DINIZ et al., 2008, WERTHEIM et al., 2000).
b) Óxido de alumínio - garante a estabilidade térmica necessária em temperaturas elevadas devido ao fato de ser um material cerâmico refratário e por possuir alta resistência ao desgaste pó abrasão, além de alta resistência a ataques químicos e à oxidação. É o principal responsável pela baixa tendência de formação de desgaste de cratera das ferramentas de metal duro recoberto, devido à sua alta estabilidade química. Por outro lado, apresenta pequena resistência a choques térmicos e mecânicos (DINIZ et al., 2008).
c) Nitreto de titânio - reduz o coeficiente de atrito entre a pastilha e o cavaco. É quimicamente mais estável que o TiC, ou seja, tem menor tendência à difusão com aços. A espessura de camada está entre 5 a 7 µm (DINIZ et al., 2008).
d) Nitreto de háfnio - a vantagem do nitreto de háfnio quando comparado com o TiN é que ele proporciona à cobertura um maior coeficiente de expansão na base do metal, melhor dureza a quente e melhor resistência à abrasão. Esta cobertura é principalmente indicada para a usinagem de aços inoxidáveis e também para a usinagem de ligas termo resistente (DROBNIEWSKI, 2007).
A figura 1 faz comparação das características mecânicas e químicas de diversas camadas de cobertura.
Figura 1 - Coberturas para ferramentas de corte e suas características
(DROBNIEWSKI, 2003).
A figura 2 faz comparação das diferentes camadas de cobertura e suas respectivas durezas.
Figura 2 - Dureza e coloração das coberturas (WERTHEIM et al., 2000).
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Grande abraço, feliz 2011 e até apróxima.
Att
Msc. Sander Gabaldo
