Metal duro revestido apresenta-se atualmente em 80-90% de todas as pastilhas para ferramenta de corte. Seu sucesso como um material da ferramenta deve-se à sua exclusiva combinação de resistência ao desgaste e tenacidade, além de sua habilidade para conformidade com formatos complexos.
Metal duro revestido combina metal duro com uma cobertura. Juntos eles formam uma classe personalizada para sua aplicação.
As classes de metal duro revestido são a primeira escolha para uma variedade de ferramentas e aplicações.
Cobertura – CVD
Definição e propriedades
CVD significa Deposição por Vapor Químico. A cobertura CVD é gerada por reações químicas à temperaturas de 700-1050°C.
As coberturas CVD possuem alta resistência ao desgaste e excelente adesão ao metal duro.
O primeiro metal duro revestido CVD era de uma única camada de cobertura de carboneto de titânio (TiC). Coberturas de óxido de alumínio (Al2O3) e coberturas de nitreto de titânio (TiN) foram introduzidas posteriormente. Mais recentemente, as coberturas de carbonitreto de titânio (MT-Ti(C,N) ou MT-TiCN, também chamado de MT-CVD, foram desenvolvidas para melhorar as propriedades da classe devido à sua habilidade em manter a interface de metal duro intacta.
As modernas coberturas CVD combinam MT-Ti(C,N), Al2O3 e TiN. As propriedades da cobertura foram melhoradas continuamente quanto às propriedades de adesão, tenacidade e desgaste em virtude de otimizações e tratamentos posteriores micro-estruturais.
MT-Ti(C,N) - Sua dureza oferece resistência ao desgaste por abrasão, resultando na redução do desgaste de flanco.
CVD-Al2O3 – Quimicamente inerte com baixa condutividade térmica, tornando-o resistente à craterizações. Atua também como uma barreira térmica para melhorar a resistência à deformação plástica.
CVD-TiN - Melhora a resistência ao desgaste e é usada para detecção de desgaste.
Tratamentos posteriores - Melhora da tenacidade da aresta em
cortes interrompidos e reduz as tendências a abrasão.
Aplicações
Classes com cobertura CVD são a primeira escolha em uma ampla variedade de aplicações onde é importante a resistência ao desgaste . Tais aplicações são encontradas em torneamento geral e mandrilamento de aços, com resistência à craterizações oferecida pelas coberturas CVD espessas. Torneamento geral de aços inoxidáveis e para classes de fresamento em ISO P, ISO M, ISO K. Para furação, as classes CVD são geralmente usadas na pastilha periférica.
Cobertura – PVD
Definição e propriedades
Coberturas por Deposição Física de Vapor (PVD) são formadas em temperaturas relativamente baixas (400-600°C). O processo envolve a evaporação de um metal que reage, por exemplo, com nitrogênio para
formar uma cobertura de nitreto dura na superfície da ferramenta de corte.
As coberturas PVD agregam resistência ao desgaste à uma classe devido à sua dureza. As tensões de compressão das coberturas também agregam tenacidade à aresta e resistência contra trincas térmicas.
Os principais constituintes da cobertura PVD são descritos abaixo. Coberturas modernas são combinações destes constituintes em camadas sequenciais e/ou em coberturas laminadas. As coberturas laminadas possuem várias camadas finas, na faixa de manômetro, que tornam a cobertura ainda mais dura.
PVD-TiN - A primeira cobertura PVD foi nitreto de titânio. Ele possui propriedades de uso geral e uma cor dourada.
PVD-Ti(C,N) - Carbonitreto de titânio é mais duro do que TiN e agrega resistência ao desgaste de flanco.
PVD-Ti(C,N) - Nitreto de titânio-alumínio possui maior dureza em combinação com resistência à oxidação, melhorando a resistência geral ao desgaste.
Óxido PVD - Usado por sua inerência química e resistência aprimorada à craterizações.
Aplicações
As classes com cobertura PVD são recomendadas para arestas de corte tenazes e afiadas, bem como para materiais com tendência a abrasão. Há muitas aplicações assim e elas incluem todas as fresas e brocas inteiriças e a maioria das classes para canais, rosqueamento e fresamento. Classes com cobertura
PVD também são amplamente usadas para aplicações de acabamento e como a classe de pastilha central na furação.
Metal duro
Definição e propriedades
Metal duro é um material da metalurgia do pó; um composto de partículas de carboneto de tungstênio (WC) e um ligante rico em cobalto metálico (Co). Metais duros para aplicações de usinagem de metal representam mais de 80% do carboneto de tungstênio (WC) fase dura. 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 então sinterizado até densidade total.
O tamanho do grão do carboneto de tungstênio (WC) é um dos parâmetros mais importantes para ajuste da 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 composição do ligante rico em cobalto (CO) controla a tenacidade e a resistência da classe quanto à deformação plástica. Com um tamanho de grão igual ao WC, um aumento na 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.
Carbonitretos cúbicos, também conhecidos como fase γ,são geralmente adicionados para aumentar dureza a quente e a formar gradientes.
Gradientes são usados para combinar melhor resistência à deformação plástica com tenacidade da aresta. 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 trincas e quebras por martelamento de cavacos.
Tamanhos de grãos de carboneto de tungstênio (WC) médios a grossos
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. São usados em combinação com coberturas CVD ou PVD em classes para todas as áreas.
Tamanhos de grãos de carboneto de tungstênio (WC) fino ou submícron
Tamanhos de grãos de carboneto de tungstênio (WC) finos ou submícron 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 à cargas cíclicas térmicas e mecânicas. Aplicações típicas são brocas inteiriças de metal duro, fresas inteiriças de metal duro, pastilhas para corte e de canais, fresamento e classes para acabamento.
Metal duro com gradienteA propriedade benéfica dupla dos gradientes é aplicada com sucesso em combinação com coberturas CVD, em muitas classes de primeira escolha para torneamento e corte e canais em aços e aços inoxidáveis.