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PROCESSOS DE USINAGEM COM GEOMETRIA DEFINIDA SELEÇÃO DE FERRAMENTAS DE CORTE Parte 2: MATERIAIS

PROCESSOS DE USINAGEM COM GEOMETRIA DEFINIDA SELEÇÃO DE FERRAMENTAS DE CORTE Parte 2: MATERIAIS. AÇO CARBONO. CERÂMICAS. AÇO RÁPIDO. NITRETO DE BORO CÚBICO. LIGAS ESPECIAIS. DIAMANTE POLICRISTALINO. METAL DURO. DIAMANTE MONOCRISTALINO. CERMETS. REVESTIMENTOS.

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PROCESSOS DE USINAGEM COM GEOMETRIA DEFINIDA SELEÇÃO DE FERRAMENTAS DE CORTE Parte 2: MATERIAIS

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Presentation Transcript

  1. PROCESSOS DE USINAGEM COM GEOMETRIA DEFINIDA SELEÇÃO DE FERRAMENTAS DE CORTE Parte 2: MATERIAIS AÇO CARBONO CERÂMICAS AÇO RÁPIDO NITRETO DE BORO CÚBICO LIGAS ESPECIAIS DIAMANTE POLICRISTALINO METAL DURO DIAMANTE MONOCRISTALINO CERMETS REVESTIMENTOS

  2. Fonte: adaptado de TRENT (2000)

  3. Participação no mercado em (%) de metal duro e ferramentas duras Consumo mundial em 1998 Consumo mundial em 2005 Fonte: TRENT (2000)

  4. CRITÉRIOS PARA SELEÇÃO DO MATERIAL MATERIAL DA PEÇA PROCESSO – OPERAÇÃO TEMPO E CUSTO PREÇO E DISPONIBILIDADE DE FORNECIMENTO

  5. PROPRIEDADES EXIGIDAS NA SELEÇÃO DOS MATERIAIS • DUREZA e TENACIDADE Fonte: Adaptado de TRENT (2000)

  6. MEDIDAS DA TENACIDADE

  7. AÇO RÁPIDO HSS (High speed Steel) HISTÓRICO Primeira Patente (Taylor e White) 1903 Melhorias no Tratamento térmico (criogenia) 1940 Fabricação por metalurgia do pó 1970

  8. Composição química do aço rápido – fonte: TRENT (2000)

  9. FABRICAÇÃO PROCESSO CONVENCIONAL TRATAMENTO TÉRMICO FUNDIÇÃO LAMINAÇÃO USINAGEM (desbaste) USINAGEM (retificação – afiação)

  10. FABRICAÇÃO METALURGIA DO PÓ SINTERIZAÇÃO COMPACTAÇÃO OBTENÇÃO DOS PÓS (atomização – moagem) PRENSAGEM ISOSTÁTICA A QUENTE USINAGEM (retificação – afiação) TRATAMENTO TÉRMICO

  11. CAMPO DE APLICAÇÃO Ligas de baixa dureza: aços carbono, fofo cinzento, ligas Al, bronzes, latões, madeiras

  12. METAL DURO (cemented carbides) HISTÓRICO Primeira Patente {WC + Co} (Krupp - widia) 1926 Adição de Outros Carbonetos {WC + TiC + TaC} -Co 1930 -

  13. CLASSIFICAÇÃO E COMPOSIÇÃO QUÍMICA

  14. FABRICAÇÃO SINTERIZAÇÃO CONVENCIONAL PROCESSAMENTO DOS MINERAIS & OBTENÇÃO DOS PÓS {WC, TiC, TaC, NbC} CLASSIFICAÇÃO COMPACTAÇÃO USINAGEM (retificação – afiação Para ferramentas especiais) SINTERIZAÇÃO

  15. CAMPO DE APLICAÇÃO ISO GRUPO P

  16. ISO GRUPO M

  17. ISO GRUPO K

  18. CERÂMICAS HISTÓRICO Primeiras patentes (Al2O3) (Alemanha Inglaterra) Descartada comercialmente 1912 1940 2ª guerra – escassez do W Interesse renovado Descoberta e processamento de novas classes Uso do processo HIP 1968-1987

  19. CLASSIFICAÇÃO E PADRONIZAÇÃO HIP- Hot Isostatic Pressing HP – Hot Pressing

  20. FABRICAÇÃO COMPACTAÇÃO SINTERIZAÇÃO OBTENÇÃO DOS PÓS (moagem) PRENSAGEM A QUENTE PRENSAGEM ISOSTÁTICA A QUENTE

  21. PRENSAGEM A QUENTE

  22. PRENSAGEM ISOSTÁTICA A QUENTE

  23. CAMPO DE APLICAÇÃO torneamento e mandrilamento D – desbaste SD – semidesbaste A – acabamento AS – semi-acabamento

  24. CAMPO DE APLICAÇÃO fresamento D – desbaste SD – semidesbaste A – acabamento AS – semi-acabamento Fonte: Romay Corporation http://www.romaycorp.com/

  25. NITRETO DE BORO CÚBICO POLICRISTALINO (PCBN) HISTÓRICO Primeira patente (General Electric) Síntese do CBN por R. H. Wentorf 1957 Lançamento comercial do PCBN como Material para ferramentas 1972 Torneamento de aços endurecidos visando substituir operações de retificação 1974

  26. CLASSIFICAÇÃO COMERCIAL E CONSTITUINTES PRINCIPAIS FABRICANTES PRINCIPAIS: GE – BORAZON DE BEERS – AMBORITE SUMITOMO - SUMIBORON

  27. Composição, propriedades e aplicação do PCBN SUMIBORON Fonte: sumitomo – http://www.sumitomodiamond.com/boron.htm

  28. FABRICAÇÃO Obtenção do pó de HBN Sintetização da forma cúbica (pressão e temperatura Elevadas) Prensagem a quente ou HIP inteiriços Sinterizados Sobre MD Usinagem ( chanfro) Usinagem (corte e chanfro) Fixação mecânica Brasagem em MD

  29. DIAMANTE POLICRISTALINO (PCD) HISTÓRICO Primeira patente (General Electric) Síntese a partir do grafite sob Temperatura e pressão elevadas 1957 Lançamento comercial do PCD como Material para ferramentas 1972 Usinagem de materiais compósitos 1976

  30. CLASSIFICAÇÃO COMERCIAL E CONSTITUINTES PRINCIPAIS FABRICANTES PRINCIPAIS: GE – COMPAX DE BEERS – SYNDITE

  31. FABRICAÇÃO Grafite Sintetização da forma cúbica – monocristais (pressão e temperatura elevadas) Sinterização sobre metal duro (prensagem a quente ou HIP) Corte do “blank” em formatos Diversos por eletroerosão Brasagem em MD

  32. Exemplo de aplicação do PCD

  33. REVESTIMENTOS CVD (Chemical Vapor Deposition) Reação química da cobertura, na fase gasosa, sobre um substrato PVD (Physical Vapor Deposition) • Coberturas múltiplas • (TiN + TiC + Al2O3) • Deposição de diamante • Requer temperaturas elevadas • Não aplicado em substratos de aço Limitado a alguns materiais Operação em baixa temperatura Menores velocidades de corte

  34. CHEMICAL VAPOR DEPOSITION PROCESSO - ESQUEMÁTICO

  35. PHYSICAL VAPOR DEPOSITION PROCESSO - ESQUEMÁTICO

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