15/06/2020

Atualização de classes de ferramentas

Novos desenvolvimentos em metal duro como material de ferramentas de corte, estão concentrados em três direções: tecnologias de produção de metal duro, métodos avançados de revestimento e técnicas inovadoras

Construir uma casa começa com a fundação. A rigidez e a confiabilidade de toda a casa dependem do quanto à fundação é forte. Na engenharia de ferramentas de corte, essa fundação é um material de corte. Existem vários tipos de materiais de corte: metal duro, diamante policristalino, aço rápido, cerâmica etc., e cada tipo contém classes diferentes. Em vários estágios da história da usinagem, a introdução de cada material de corte e seu uso levou a uma mudança significativa no nível das velocidades de corte e, consequentemente, na produtividade. No entanto, se o século anterior, especialmente a segunda metade, foi marcado pelo rápido progresso dos materiais das ferramentas, hoje não vemos novas soluções significativas nesse campo. Isso significa que o desenvolvimento de novos materiais para ferramentas já atingiu seu pico e está passando por estagnação?

Claro que não. Simplesmente os novos desenvolvimentos são profundos no material de corte e focados em sua estrutura, e podem ser observados apenas com a ajuda da microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), difração de retrodispersão de elétrons (EBCD) e outros métodos sofisticados. Eles cobrem um mundo tremendamente complicado de revestimentos que é extremamente diverso, apesar de sua espessura muito pequena, medida apenas por mícrons.

Atualmente, o material de corte disponível mais comum é o metal duro, revestido principalmente. Em termos de desempenho, representa um equilíbrio razoável entre eficiência, vida útil da ferramenta e custo. Carboneto cimentado, também é conhecido como "metal duro", "carboneto de tungstênio" ou simplesmente "carboneto". Uma combinação de metal duro, revestimento e tratamento pós-revestimento produz uma classe de metal duro. Apenas um desses componentes - o metal duro - é um elemento essencial na classe. Os outros são opcionais.

O metal duro é um material compósito que compreende partículas de carboneto duro que são cimentadas juntas por ligação metálica (principalmente cobalto). A maioria dos metais duros utilizados na produção de ferramentas de corte possuem revestimentos resistentes ao desgaste. Existem também vários processos de tratamento aplicados ao metal duro já revestido (por exemplo, na superfície de saída de uma pastilha intercambiável). Novos desenvolvimentos em metal duro, como material de ferramenta, estão concentrados em três direções: tecnologias de produção de metal duro, métodos avançados de revestimento e técnicas inovadoras de pós-revestimento. Sucesso considerável foi alcançado em cada uma dessas direções, isso se reflete na riqueza de novos produtos introduzidos no mercado pelos principais fabricantes de ferramentas de corte.

Fig. 1

Os clientes das ferramentas de corte podem analisar as classes usando parâmetros como produtividade, vida útil da ferramenta e desempenho. De fato, a questão de como um novo produto foi criado para atender aos requisitos do cliente fica em segundo plano, à medida que a aplicabilidade e a eficiência formam a principal medida de progresso do ponto de vista do cliente.

Ao atualizar as classes de metal duro, a ISCAR é muito sensível aos desafios enfrentados pelas indústrias metalúrgicas. Nesse contexto, as soluções de materiais para ferramentas da ISCAR, que são desenvolvidas considerando as tendências da metalurgia moderna, podem ser bastante indicativas. Tomemos, por exemplo, materiais de difícil usinabilidade, como titânio e aços resistentes ao calor e superligas exóticas. Recentemente, as participações de suas aplicações nas indústrias aumentaram significativamente. Juntamente com a indústria aeronáutica, consumidor tradicional desses materiais, eles podem ser cada vez mais encontrados nos segmentos industriais de energia, automotivo e de petróleo e gás. O crescente uso dos materiais exige soluções tecnológicas, incluindo máquinas e ferramentas de corte. As novas ferramentas requerem uma fundação adequada, feita de materiais de corte avançados, para alcançar a geometria de corte desejada. E para a construção dessa fundação, a ISCAR oferece seus novos "tijolos" eficazes - classes de metal duro modernas, desenvolvidas pelos metalurgistas da empresa nos últimos anos.

No fresamento, a ISCAR desenvolveu a classe IC882 com revestimento PVD, e a classe IC5820, com revestimento CVD, duas diferentes soluções para as usinagens de titânio, ligas de alta temperatura e aço inoxidável. Um componente integrante das classes é um tratamento pós-revestimento que aumenta a vida útil da ferramenta devido à maior resistência a lascas, desgaste de entalhe e formação de arestas postiças. A classe IC882 demonstra um desempenho impressionante quando as condições de usinagem são difíceis, e as vantagens da classe IC5820 se manifestam principalmente em operações de fresamento utilizando refrigeração de alta pressão.

Para aplicações de furação, a empresa lançou a classe IC5500, que possui um revestimento multicamada CVD e um tratamento pós-revestimento para prolongar a vida útil da ferramenta. Após o sucesso da classe nas operações de furação, ela também passou a ser utilizada nas pastilhas de fresamento: as novas pastilhas redondas de fresas para usinagem de superfícies 3D, como palhetas de maquinário de turbinas, por exemplo, são produzidas exclusivamente a partir dessa classe.

A classe de metal duro IC806 com revestimento PVD foi projetada especialmente para tornear superligas de alta temperatura. Como resultado dos resultados obtidos nas usinagens de componentes aeroespaciais, a ISCAR expandiu a faixa de aplicação da classe IC806 para as pastilhas de rosqueamento.

Além do metal duro, outros materiais de corte também são consumidos pela indústria metalúrgica, como cerâmica, PCD e nitreto cúbico de boro (CBN). Suas aplicações nas usinagens de materiais de difícil usinabilidade proporcionam aumentos consideráveis ​​na produtividade. Nos últimos anos, a ISCAR enriqueceu sua linha de materiais de corte ao introduzir várias novas classes desses outros materiais, incluindo as classes SiAlON IS25 e IS35 para a usinagem de ligas de alta temperatura e a classe de CBN IB20H para torneamento de peças endurecidas (Fig. 2).

Fig.2

Ao mesmo tempo, as demandas dos clientes não se limitam à usinagem eficiente de superligas exóticas ou titânio. O aço ainda é o principal material estrutural, e os fabricantes de ferramentas de corte estão constantemente buscando as soluções apropriadas mais aprimoradas, incluindo o desenvolvimento de classes mais avançadas de usinagem. Um exemplo pode ser a última inovação em cortes e canais: duas novas classes de metal duro com revestimento PVD, IC1010 e IC1030, que são utilizadas em pastilhas das famílias TANG-GRIP e DO-GRIP (Fig. 3). As classes destinam-se à usinagem de aço inoxidável e aço. Enquanto a classe submicron rígida IC1010 é recomendada para cortes e canais produtivos com alta velocidade de corte, a resistente IC1030 é mais adequada para corte interrompido e condições instáveis ​​de usinagem.

Fig.3

A atualização das classes utilizadas na usinagem é um componente essencial para o sucesso dos fabricantes de ferramentas, e as inovações nas ferramentas de corte devem ter uma fundação sólida. É por isso que o lema da ISCAR "constantemente inovando" direciona e inspira o desenvolvimento de novos materiais de ferramentas.

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Iscar do Brasil

Perfil do autor

Iscar do Brasil A Iscar, empresa multinacional israelense, localizada na cidade de Vinhedo, em São Paulo. Atua no segmento de ferramentas de corte, comercializando os produtos fabricados pela matriz em Israel, na fábrica em Vinhedo e em outras unidades fabris em diversos países. Desde o início de suas atividades no Brasil, em 1995, a Iscar fornece e desenvolve soluções de usinagem para todo o território nacional nos mais diversos segmentos deste mercado. Os destaques ficam por conta das indústrias de autopeças, automobilística, ferramentaria, moldes e matrizes, mecânica geral, usinagem para terceiros, indústria de base, manutenção, implementos agrícolas, máquinas e equipamentos, bombas, válvulas, conexões e indústria hidráulica. Na sua sede, em Vinhedo, a Iscar possui uma unidade fabril especializada na fabricação de ferramentas especiais, brocas, suportes, bedames, barras de mandrilar, cabeçotes de fresamento, pastilhas de metal duro com perfis especiais, entre outros produtos, e conta com apoio de profissionais capacitados para desenvolver as melhores soluções para o mercado de usinagem, além de um serviço de atendimento ao consumidor treinado para suprir a necessidade de cada cliente, estoque e logística estratégica capaz de abastecer seus clientes com rapidez e segurança, infra-estrutura nos padrões internacionais e, inclusive, um Centro Tecnológico de Usinagem.


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