As pastilhas intercambiáveis de metal duro

A seleção do material e da classe da ferramenta de corte é um fator importante a ser considerado ao planejar uma operação de usinagem bem-sucedida. Um conhecimento básico sobre o material de cada ferramenta de corte e seu desempenho é importante para fazer a seleção correta. As considerações incluem o material da peça a ser usinada, o tipo e formato da peça, as condições de usinagem e o nível da acabamento superficial necessário para cada operação. Conheça as dimensões das pastilhas intercambiáveis de metal duro (carboneto) com arestas alisadoras, sem furo de fixação. Estas pastilhas são destinadas principalmente à montagem em fresas com fixação pelo topo ou cunha.

editorial2Segundo a Sandvik, os materiais da ferramenta de corte têm diferentes combinações de dureza, tenacidade e resistência ao desgaste e estão divididas em várias classes com propriedades específicas. Geralmente, o material de uma ferramenta de corte adequada para sua aplicação deve ser: duro para resistir ao desgaste de flanco e deformação; tenaz para resistir à quebra; não reativo com o material da peça; quimicamente estável para resistir à oxidação e difusão; e resistente a mudanças térmicas repentinas.

Atualmente, o metal duro com cobertura representa de 80% a 90% de todas as pastilhas das ferramentas de corte. Seu bom desempenho como material da ferramenta de corte se deve à sua exclusiva combinação de resistência ao desgaste e tenacidade, além de sua habilidade para conformidade com formatos complexos.

O metal duro combina com cobertura e, juntos, eles formam uma classe personalizada para sua aplicação. As classes de metal duro com cobertura são a primeira escolha para uma variedade de ferramentas e aplicações.

O metal duro é um material da metalurgia do pó, sendo um composto de partículas de carboneto de tungstênio (WC) e um ligante rico em cobalto metálico (Co). Os metais duros para aplicações de usinagem representam mais de 80% do carboneto de tungstênio (WC) fase dura. Os carbonitretos cúbicos adicionais são outros componentes importantes, especialmente, em classes com gradiente sinterizado. O corpo do metal duro é conformado através de prensagem do pó ou técnicas de molde por injeção, dentro de um corpo que é sinterizado até densidade total.

O tamanho do grão WC é um dos parâmetros mais importantes para ajustar a relação de dureza/tenacidade de uma classe; o tamanho do grão mais fino significa maior dureza a um determinado teor da fase ligante. A quantidade e a composição do ligante rico em cobalto (CO) controlam a tenacidade e a resistência da classe quanto à deformação plástica. Com um tamanho de grão igual ao WC, aumentar a quantidade de ligante resultará em uma classe mais tenaz, mais propícia ao desgaste por deformação plástica. Um teor de ligante muito baixo pode resultar em um material quebradiço.

Os carbonitretos cúbicos, também conhecidos como fase γ, são adicionados para aumentar dureza a quente e formar gradientes. Os gradientes são usados para combinar melhor resistência à deformação plástica com tenacidade da aresta. O carbonitreto cúbico concentrado na aresta de corte melhora a dureza a quente quando necessário. Além da aresta de corte, um ligante rico em estrutura de carboneto de tungstênio inibe as trincas e quebras por martelamento de cavacos.

Os tamanhos de grãos de carboneto de tungstênio (WC) médios a grossos oferecem aos metais duros uma combinação superior de alta dureza a quente e tenacidade. Eles são usados em combinação com coberturas CVD ou PVD em classes para todas as áreas.

Os grãos finos ou submícron de carboneto de tungstênio (WC) são usados para aresta de corte viva com uma cobertura PVD para melhorar ainda mais a resistência da aresta de corte. Eles também se beneficiam de uma resistência superior a cargas cíclicas térmicas e mecânicas. As aplicações típicas são brocas inteiriças de metal duro, fresas inteiriças de metal duro, pastilhas para corte e canais, fresamento e classes para acabamento.

Já o metal duro com gradiente pode ser aplicada com sucesso em combinação com coberturas CVD em muitas classes de primeira escolha para torneamento e cortes e canais em aços e aços inoxidáveis. As classes de metal duro sem cobertura representam uma parte muito pequena do programa total de ferramentas de corte. Estas classes são carboneto de tungstênio (WC)/cobalto (Co) direto ou têm um alto volume de carbonitreto cúbico.

As aplicações típicas são usinagem de HRSA (superligas resistentes ao calor) ou ligas de titânio e torneamento de materiais endurecidos em baixa velocidade. A taxa de desgaste de classes de metal duro sem cobertura é rápida, porém controlada, com uma ação autoafiante.

A NBR ISO 3365 de 10/2019 – Pastilhas intercambiáveis de metal duro (carboneto) com arestas alisadoras, sem furo de fixação – Dimensões especifica as dimensões das pastilhas intercambiáveis de metal duro (carboneto) com arestas alisadoras, sem furo de fixação. Estas pastilhas são destinadas principalmente à montagem em fresas com fixação pelo topo ou cunha.

Os tipos de pastilhas intercambiáveis de metal duro (carboneto) especificadas nesta Norma são os seguintes: TP …. PPN – pastilhas triangulares simétricas com ângulo de folga de 11°, ângulo de posição de 90° e ângulo de folga na aresta alisadora de 11°; TP …. PDR; TP …. PDL – pastilhas triangulares assimétricas com pontas chanfradas, ângulo de folga de 11°, ângulo de posição de 90° e ângulo de folga na aresta alisadora de 15°; TE …. PER; TE …. PEL – pastilhas triangulares assimétricas com pontas chanfradas, ângulo de folga de 20°, ângulo de posição de 90° e ângulo de folga da aresta alisadora de 20°; SN …. ENN – pastilhas quadradas simétricas com pontas chanfradas, ângulo folga de 0°, ângulo de posição de 75° e ângulo de folga na aresta alisadora de 0°; SP …. EDR; SP …. EDL – pastilhas quadradas assimétricas com pontas chanfradas, ângulo de folga de 11°, ângulo de posição de 75° e ângulo de folga na aresta alisadora de 15°;SN …. ANN – pastilhas quadradas simétricas com ângulo de folga de 0°, ângulo de posição de 45° e ângulo de folga da aresta alisadora de 0°; SE …. EER; SE …. EEL – pastilhas quadradas assimétricas com ângulo de folga de 20°, ângulo de posição de 75° e ângulo de folga na aresta alisadora de 20°.

As pastilhas com arestas alisadoras sem furo de fixação são padronizadas apenas sem quebra-cavacos. As pastilhas intercambiáveis de metal duro (carboneto) especificadas nesta norma são fornecidas nas seguintes classes de tolerância, em conformidade com a NBR ISO 1832: pastilhas com ângulo de folga de 0° e 11° (TP, SN e SP) classes de tolerância A, C e K, onde a classe C é usada principalmente para pastilhas revestidas; pastilhas com ângulo de folga de 20° (TE e SE) classe de tolerância C.

Os valores das tolerâncias em conformidade com a NBR ISO 1832 são apresentados no Anexo A. Outras tolerâncias estão inclusas nos diagramas e tabelas com as dimensões da pastilha na Seção 7. A dimensão m especificada nas tabelas refere-se a uma pastilha teoricamente perfeita. Na prática, como os pontos de contato onde as pastilhas estão localizadas são diferentes na fabricação e na medição, o valor nominal da dimensão m pode variar de um fabricante para outro dentro de um intervalo de ± 0,05 mm.

No entanto, para pastilhas do mesmo fabricante, a dimensão m deve respeitar as tolerâncias de acordo com a NBR ISO 1832 (ver Anexo A). A designação das pastilhas intercambiáveis de metal duro (carboneto) está em conformidade com esta norma, devendo estar em conformidade com a NBR ISO 1832. Adicionalmente a esta designação, um ou ambos podem ser indicados: símbolo do grupo de aplicação, de acordo com a NBR ISO 513; designação comercial da classe do metal duro (carboneto).

O símbolo do grupo de aplicação deve ser pelo menos indicado na própria pastilha (exceto quando for difícil nas pastilhas menores): símbolo do grupo de aplicação, ou designação comercial da classe do metal duro (carboneto) (ou ambos, se possível, em pastilhas grandes). O Anexo B indica os métodos de medição da dimensão m das pastilhas tratadas por esta norma.

A escolha das dimensões mais comuns é restrita às especificações indicadas nas Tabelas 1 a 12 (disponíveis na norma). Recomenda-se fortemente que estas pastilhas padronizadas sejam usadas sempre que possível. Para o método de medição da dimensão “m”, em pastilhas triangulares, m é verificado por referência para o diâmetro d de um cilindro-padrão, em que d corresponde ao diâmetro nominal do círculo inscrito da pastilha. A pastilha é montada a 60º em um bloco V, como mostrado na figura abaixo, e verificada por meio de um relógio comparador que foi zerado para dimensionar m por meio de um cilindro-padrão e bloco-padrão.

O relógio comparador então apresenta uma leitura direta da variação, quando aplicado às pastilhas a serem verificadas. O cilindro tem tolerância de ± 0,002 mm. Nas pastilhas quadradas, a dimensão m é verificada por referência para o diâmetro d de um cilindro-padrão, em que d corresponde ao diâmetro nominal do círculo inscrito da pastilha.

A pastilha é montada em um bloco V a 90º, como mostrado na figura abaixo (a) para pastilhas com kr = 75º (SN …. ENN; SP …. ED ; SE …. EE) e na figura abaixo (b) para pastilhas com kr = 45º (SN …. ANN), verificadas por meio de um relógio comparador que foi zerado para dimensionar m por meio de um cilindro-padrão e bloco-padrão. O relógio comparador então apresenta uma leitura direta da variação, quando aplicado às pastilhas a serem verificadas. O cilindro tem tolerância de ± 0,002 mm.

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Os três pontos de posicionamento da pastilha podem ser úteis para a medição da dimensão m no bloco. Neste caso, convém que dois pontos estejam nas faces que formam o ângulo φ do ângulo de folga na aresta alisadora. Para a relação entre as designações desta norma e os símbolos preferenciais de acordo com a ISO 13399, ver tabela abaixo.

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Hayrton Rodrigues do Prado Filho

hayrton@hayrtonprado.jor.br



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1 resposta

  1. Esta ferramenta deve ter a fase γ bem definida, pois exige alta dureza! 🙂

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