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Materiais da peça

Materiais da peça
 

Grupos de material da peça

​A indústria de usinagem produz uma variedade extremamente ampla de peças usinadas em materiais muito diferentes. Cada material tem suas características exclusivas que são influenciadas pelos elementos de liga, tratamento térmico, dureza etc. A combinação desses influencia significativamente a escolha da geometria da ferramenta de corte, a classe e os dados de corte. Para facilitar a escolha, os materiais da peça foram divididos em seis grupos principais de acordo com a norma ISO e cada grupo tem propriedades exclusivas em relação à usinabilidade:

ISO P – O aço é o maior grupo de materiais na área de usinagem, variando de materiais sem ligas a de alta liga e incluindo aços fundidos e aços inoxidáveis ferríticos e martensíticos. A usinabilidade geralmente é boa, mas varia muito de acordo com a dureza do material, do teor de carbono etc.​

ISO M – Os aços inoxidáveis são materiais com liga com um mínimo de 12% de cromo. Outras ligas podem incluir níquel e molibdênio. As diferentes condições como ferríticos, martensíticos, austeníticos e austeníticos-ferríticos (duplex) formam a grande gama de materiais. Um ponto comum para todos esses tipos de materiais é que as arestas de corte são expostas a uma grande quantidade de calor, desgaste tipo entalhe e aresta postiça.

ISO K – Ao contrário dos aços, os ferros fundidos são um tipo de material de cavacos curtos. Os ferros fundidos cinzentos (GCI) e os ferros fundidos maleáveis (MCI) são bastante fáceis de usinar enquanto que os ferros fundidos nodulares (NCI), ferros fundidos vermiculares (CGI) e ferros fundidos austemperados (ADI) são mais difíceis. Todos os ferros fundidos contêm SiC (carboneto de silício) que é muito abrasivo para a aresta de corte.

ISO N – Os metais não ferrosos são mais macios que o alumínio, cobre, latão ​etc. O alumínio contém um teor de (Si de 13% que é muito abrasivo. Geralmente, as altas velocidades de corte e vida útil longa podem ser esperadas para pastilhas com arestas vivas.

ISO S – As superligas resistentes ao calor incluem um grande número de ferros alta-liga, níquel, cobalto e materiais à base de titânio. Eles são pastosos, criam aresta postiça, endurecem durante o trabalho (endurecido por trabalho) e geram calor. Eles são muito semelhantes à área ISO M, mas são muito mais difíceis de cortar e reduzem a vida útil das arestas da pastilha.

ISO H – Esse grupo inclui aços com uma dureza entre 45-65 HRc e também ferros fundidos coquilhados com cerca de 400-600 HB. A dureza faz com que sejam difíceis de usinar. Os materiais geram calor durante o corte e são muito abrasivos para a aresta de corte.

O (Outros): Não ISO Termoplásticos, termomoldados, GFRP (polímeros/plásticos reforçados com fibras de vidro), CFRP (plástico reforçado com fibra de carbono), compósitos de fibra de carbono, plástico reforçado com fibra de aramida, borracha endurecido, grafite (técnico). Diversas indústrias estão usando compósitos para ampliar a extensão, especialmente na indústria aeroespacial.

 

Classificação do material da peça usando códigos MC

A divisão dos materiais em seis grupos não fornece informações suficientes para selecionar a geometria correta da ferramenta de corte, a classe e os dados de corte. Os grupos de material devem ser divididos em subgrupos, etc. A Sandvik Coromant usou o sistema chamado Código CMC – Coromant Material Classification (Classificação Coromant de Materiais) - por muitos anos para identificar e descrever materiais de uma variedade de fornecedores, normas e mercados. Com o sistema CMC, os materiais são classificados de acordo com a usinabilidade e a Sandvik Coromant oferece também recomendações de dados de ferramenta e de usinagem adequados.

Para sermos ainda mais específicos em nossas recomendações para auxiliar o usuário a melhorar a produtividade, geramos uma nova classificação de material. Ela possui uma estrutura mais detalhada, inclui mais subgrupos e possui informações separadas por tipo, teor de carbono, processo de fabricação, tratamento térmico, dureza etc.

Estrutura de código MC

A estrutura é configurada de forma que o código MC possa representar uma variedade de propriedades e características de material da peça usando uma combinação de letras e números.

Exemplo 1

O código P1.2.Z.AN
P é o código ISO para aços
1 é o grupo de material de aços sem liga
2 é o subgrupo de material para teor de carbono >0,25% ≤0,55 % C
Z é o processo de fabricação: forjado/laminado/trefilado a frio
AN é o tratamento térmico, recozido, fornecido com os valores de dureza
 

Exemplo 2

N1.3.C.AG
N é o código ISO para metais não ferrosos
1 é o grupo de material alumínio
3 é o subgrupo de alumínio com teor de Si 1-13%
C é o processo de fabricação: fundição
AG para o tratamento térmico: envelhecimento
 

Ao descrever não apenas a composição do material, mas também o processo de fabricação e o tratamento térmico que, sem dúvida, influenciam as propriedades mecânicas, uma descrição mais exata está disponível e pode ser usada para gerar melhoria nas recomendações de dados de corte.

 

Definição de usinabilidade

Geralmente, há três fatores principais que devem ser identificados para determinar a usinabilidade de um material, ou seja, sua habilidade de ser usinado.

  1. Classificação de material da peça do ponto de vista metalúrgico/mecânico.
  2. A geometria da aresta de corte a ser usada, nos níveis micro e macro.
  3. O material da ferramenta de corte (classe) com seus próprios constituintes, ex metal duro com cobertura, cerâmica, CBN ou PCD etc.

As seleções acima terão grande influência na usinabilidade do material em questão. Outros fatores envolvidos incluem: dados de corte, forças de corte, tratamento térmico do material, casca superficial, inclusões metalúrgicas, fixação da ferramenta, condições gerais de usinagem etc.

A usinabilidade não possui uma definição direta, como classes ou números. De um modo geral, ela inclui a habilidade do material da peça ser usinado, o desgaste que ele cria na aresta de corte e a formação de cavacos que se pode obter. Nestes aspectos, um aço carbono baixa-liga é mais fácil de cortar se comparado aos aços inoxidáveis austeníticos mais exigentes. Os aços baixa-liga são considerados como têm uma melhor usinabilidade se comparados aos aços inoxidáveis. O conceito “boa usinabilidade”, geralmente, refere-se à ação de corte sem problemas e uma vida útil apropriada da ferramenta. A maioria das avaliações de usinabilidade para um determinado material é feita usando testes práticos e os resultados são determinados com relação a outro teste em outro tipo de material sob aproximadamente as mesmas condições. Nestes testes, outros fatores, como microestrutura, tendência a abrasão, máquina-ferramenta, estabilidade, ruído, vida útil da ferramenta, etc. serão levados em consideração.

 

Aço ISO P

  • Códigos MC para aços
  • Aço sem liga – P 1.1-1.5
  • Aço baixa-liga – P 2.1-2.6
  • Aço alta-liga – P 3.0-3.2

O que é o aço ISO P?

  • O aço é o maior grupo de materiais de peça na área de usinagem de metais
  • Os aços podem ser não endurecidos ou endurecidos e temperados com dureza comum de até 400 HB. Aços com uma dureza acima de aproximadamente 48 HRC e até 62-65 HRC pertencem à ISO H
  • O aço é uma liga com ferro como a peça principal (à base de Fe)
  • Os aços sem liga possuem um teor de carbono inferior a 0,8% e são compostos apenas por ferro (Fe), sem outros elementos de liga
  • Os aços com liga têm um teor de carbono inferior a 1,7 % e elementos da liga como Ni, Cr, Mo, V e W
  • Os aços baixa-liga contém elementos de liga inferiores a 5%
  • Os aços alta-liga contém mais de 5% de elementos da liga

Usinabilidade em geral

  • ​A usinabilidade do aço difere dependendo dos elementos de liga, do tratamento térmico e do processo de fabricação (forjado, laminado, fundido etc.)
  • Em geral, o controle de cavacos é relativamente mais fácil e tranquilo
  • Os aços baixo-carbono produzem cavacos mais longos que são pastosos e exigem arestas de corte vivo
  • Força de corte específica kc1: 1400-3100 N/mm²
  • As forças de corte e a potência necessária para usinagem permanecem dentro de uma faixa limite

Elementos de liga

C influenciam a dureza (o teor mais alto aumenta o desgaste abrasivo). O teor de carbono inferior a <0,2% aumenta o desgaste por adesão o que levará à aresta postiça e quebra de cavacos ruim.

Cr, Mo, W, V, Ti, Nb (formadores de carbonetos) – aumentam o desgaste por abrasão.

O possui uma grande influência na usinabilidade; forma inclusões não metálicas, óxidas e abrasivas.

Al, Ti, V, Nb são usados como tratamento de finos grãos de aços e tornam o aço mais tenaz e mais difícil de usinar.

P, C, N em ferrite reduz a ductibilidade, aumentando o desgaste por adesão.

Efeito positivo

Pb em aço de corte livre (com baixo ponto de fusão) reduz o atrito entre cavacos e pastilha, reduz o desgaste e melhora a quebra de cavacos.

Ca, Mn (+S) formam sulfetos de lubrificação macios. Alto teor de S melhora a usinabilidade e a quebra de cavacos.

Enxofre (S) tem um efeito benéfico na usinabilidade. Pequenas diferenças, como aquelas entre 0,001% e 0,003% podem ter efeito significativo na usinabilidade. Este efeito é usado em aço de corte livre. Teor de enxofre de cerca de 0,25% é comum. Enxofre forma inclusões de sulfeto de manganês macio (MnS) que formarão uma camada de lubrificação entre os cavacos e a aresta de corte. MnS melhorará também a quebra de cavacos. Chumbo (Pb) tem um efeito semelhante e geralmente é usado em combinação com S em aços de corte livre a níveis de cerca de 0,25%.

Positivo e negativo

Si, Al, Ca formam inclusões de óxido que aumentam o desgaste. As inclusões no aço influenciam significativamente a usinabilidade, embora elas representem porcentagens muito pequenas da composição total. Esta influência pode ser negativa e positiva. Por exemplo, alumínio (Al) é usado para desoxidar o ferro derretido. No entanto, o alumínio forma óxido de alumínio abrasivo duro (Al2O3), o qual tem um efeito negativo na usinabilidade (compare com a cobertura de óxido de alumínio na pastilha). Este efeito negativo pode, no entanto, ser equilibrado pela adição de Cálcio (Ca), o qual formará uma blindagem macia em torno das partículas abrasivas.

  • Ferros fundidos apresentam uma estrutura de superfície rugosa, que pode incluir areia e escória e aumenta a demanda quanto à tenacidade da aresta de corte
  • Aços laminados exibem um tamanho de grão consideravelmente grande, o que torna a estrutura irregular, causando variações nas forças de corte
  • Aços forjados possuem tamanho de grão menor e uma estrutura mais uniforme, gerando menos problemas no momento do corte

Códigos MC para aços

Do ponto de vista de usinabilidade, os aços são classificados em aços sem liga, baixa-liga, alta-liga e sinterizados.

Código MCGrupo de material​Subgrupo de materiais​Processo de manufaturaTratamento térmico​​nom​​Força de corte específica, kc1 (N/mm2) mc
​P1.1.Z.AN1sem liga Mn<1,651​<=0,25% C​​Zforjado/laminado/trefilado a frio​ANrecozido125 HB​​15000,25​
​P1.1.Z.HT11​Z​HTendurecido+temperado​190 HB​1770​0,25
​P1.2.Z.AN12​>0,25... <=0,55% C​Zforjado/laminado/trefilado a frio​ANrecozido​190 HB​1700​0,25
​P1.2.Z.HT12​Z​HTendurecido+temperado​210 HB​1820​0,25
​P1.3.Z.AN13alto teor de carbono, > 0,55% C​Zforjado/laminado/trefilado a frio​ANrecozido​190 HB​1750​0,25
​P1.3.Z.HT13​Z​HTendurecido+temperado​300 HB​2000​0,25
​P1.4.Z.AN14aço de corte livre​Zforjado/laminado/trefilado a frio​ANrecozido​220 HB​1180​0,25
​P1.5.C.HT15todos os teores de carbono (fundido)​Cfundido​HTsem tratamento​150 HB​1400​0,25
​P1.5.C.AN15C​ANendurecido+temperado​300 HB​2880​0,25
​P2.1.Z.AN2Baixa-liga (elementos de liga <=5%)1​<=0,25% C​​Zforjado/laminado/trefilado a frioANrecozido175 HB​​17000,25​
​P2.2.Z.AN22​>0,25... <=0,55% C​ZAN240 HB​​19500,25​
​P2.3.Z.AN23alto teor de carbono, >0,55% C​Z​AN260 HB20200,25
​P2.4.Z.AN24aço de corte livre​Z​AN225 HB
​P2.5.Z.HT25todos os teores de carbono (endurecido e temperado)​Zforjado/laminado/trefilado a frioHTendurecido+temperado​330 HB20000,25
​P2.6.Z.UT26todos os teores de carbono (fundido)​Cfundido UTsem tratamento​200 HB16000,25
​P2.6.Z.HT26C​HTendurecido+temperado​380 HB 32000,25
​P3.0.Z.AN3alta liga (elementos de liga >5%)0Grupo principalZforjado/laminado/trefilado a frioANrecozido200 HB19500,25
​P3.0.Z.HT30​ZHTendurecido+temperado380 HB31000,25
​P3.0.C.UT30CfundidoUTsem tratamento200 HB19500,25
​P3.0.C.HT30​CHTendurecido+temperado340 HB30400,25
​P3.1.Z.AN31HSS​Zforjado/laminado/trefilado a frioANrecozido250 HB23600,25
​P3.2.C.AQ32Aço manganêsCfundidoAQrecozido/temperado ou recozido300 HB30000,25
​P4.0.S.NS4aços sinterizados0Grupo principalSsinterizadoNSnão especificado150 HB

Aço sem liga – P 1.1-1.5

Definição​

Em aços sem liga, o teor de carbono é geralmente apenas 0,8%, enquanto que os aços com liga têm elementos de liga adicionais. A dureza varia de 90 a 350HB. Um teor de carbono mais alto (>0,2%) permite o endurecimento do material.

Peças comuns

Os principais usos incluem: aços de construção, aços estruturais, produtos estampados e trefilados a fundo, aços de reservatório de pressão e uma variedade de aços fundidos. O uso geral inclui: eixos, hastes, tubos, forjados e construções soldadas (C<0,25%).

Usinabilidade

As dificuldades em quebrar os cavacos e as tendências a abrasão (aresta postiça) requerem atenção nos aços com baixo teor de carbono (< 0,25%). As velocidades de corte altas e arestas vivas e/ou geometrias com uma face de saída positiva e classes com cobertura fina reduzirão as tendências à abrasão. Em torneamento, recomenda-se que a profundidade de corte permaneça próxima ou maior do que o raio de ponta para melhorar a quebra de cavacos. Em geral, a usinabilidade é muito boa para aços endurecidos, no entanto, eles tendem a gerar desgaste de flanco relativamente grande nas arestas de corte.

Aço baixa-liga – P 2.1-2.6

Definição​

Aços baixa-liga são os materiais mais comuns atualmente disponíveis para usinagem. O grupo inclui materiais macios e endurecidos (até 50 HRc).

Peças comuns

Os aços de reservatório de pressão de liga Mo e Cr são usados para temperaturas mais altas. O uso geral inclui: eixos, hastes, aços estruturais, tubos e forjados. Exemplos de peças para a indústria automotiva são: bielas, eixos-comando, juntas homocinéticas, cubos de roda, pinhões de direção.

Usinabilidade

A usinabilidade para aços baixa-liga depende do teor de liga e do tratamento térmico (dureza). Para todos os materiais no grupo, os mecanismos de desgaste mais comuns são a craterização e o desgaste de flanco.

Os materiais endurecidos liberam maior calor na área de corte e podem resultar em deformação plástica da aresta de corte.

Aço alta-liga – P 3.0-3.2

Definição​

Os aços alta-liga incluem aços com teor de carbono acima de 5%. Este grupo inclui materiais macios e endurecidos (até 50 HRc).

Peças comuns

Os usos típicos destes aços incluem: peças de máquina-ferramenta, matrizes, peças hidráulicas, cilindros e ferramentas de corte (HSS).

Usinabilidade

Em geral, a usinabilidade diminui em teor de liga mais alto e maior dureza. Por exemplo, em elementos de liga de 12-15% e dureza de até 450 HB, a aresta de corte precisa de boa resistência ao calor para suportar a deformação plástica.

 

Aços inoxidáveis ISO M

  • Códigos MC para aços inoxidáveis
  • Aços inoxidáveis ferríticos e martensíticos – P5.0-5.1
  • Aços inoxidáveis austeníticos e superausteníticos – M1.0-2.0
  • Aços inoxidáveis duplex – M 3.41-3.42

O que é aço inoxidável ISO M?

  • Uma liga com o elemento ferro (Fe) como principal componente
  • Tem um teor de cromo superior a 12%
  • Em geral, tem um baixo teor de carbono (C ≤ 0,05 %)
  • Várias adições de níquel (Ni), cromo (Cr), molibdênio (Mo), nióbio (Nb) e titânio (Ti), emprestam características diferentes como resistência à corrosão e resistência à altas temperaturas
  • Cromo combina com oxigênio (O) para criar uma camada de passivação de Cr2O3 na superfície de aço, emprestando assim uma propriedade não corrosiva ao material

Usinabilidade em geral

A usinabilidade dos aços inoxidáveis varia dependendo dos elementos de liga, tratamento térmico e processos de fabricação (forjado, fundido etc.) em geral, a usinabilidade diminui com um teor de liga mais alto, porém a usinagem livre ou materiais com usinabilidade aprimorada estão disponíveis em todos os grupos de aço inoxidável.

  • Material com cavacos longos
  • O controle de cavacos é razoável em materiais ferríticos/martensíticos, tornando-se mais complexo nos tipos austeníticos e duplex
  • Força de corte específica: 1800-2850 N/mm²
  • A usinagem cria altas forças de corte, arestas postiças, calor e superfícies endurecidas
  • Quanto maior o teor de nitrogênio (N) na estrutura austenítica, maior a resistência e uma certa resistência à corrosão, porém, isto reduz a usinabilidade, ao mesmo tempo em que o endurecimento por deformação aumenta
  • Adições de enxofre (S) são usadas para melhorar a usinabilidade
  • Alto teor C (>0,2%) permite um desgaste de flanco relativamente maior
  • Mo e N reduzem a usinabilidade, porém, oferecem resistência à ataques ácidos e contribuem para alta resistência à temperatura
  • SANMAC (nome comercial Sandvik) é um material no qual a usinabilidade é aprimorada através da otimização de volume de sulfetos e óxidos sem sacrificar a resistência à corrosão

Códigos MC para aços inoxidáveis

Código MCGrupo de materialGrupo de subgrupoProcesso de manufaturaTratamento térmico​​​nomforça de corte específica,kc1(N/mm2)​mc
​P5.0.Z.AN5aços inoxidáveis ferríticos/martensíticos0grupo principal​Zforjado/laminado/trefilado a frio​ANrecozido200 HB​18000,21​
​P5.0.Z.HT50Z​HTendurecido+temperado​330 HB​23000,21​
​P5.0.Z.PH50Z​PHendurecido por precipitação​330 HB​28000,21​
​P5.O.C.UT50Cfundido​UTsem tratamento​250 HB​1900​0,25
​P5.0.C.HT50C​HTendurecido+temperado​330 HB​21000,025
​P5.1.Z.AN51aço de corte livre​Zforjado/laminado/frio​ANrecozido​200 HB​16500,21​
​M1.0.Z.AQ1austenítico​​0grupo principalZforjado/laminado/trefilado a frioAQrecozido/temperado ou recozido​200 HB​20000,21​
​M1.0.Z.PH10Z​PHendurecido por precipitação​300 HB​24000,21​
​M1.0.C.UT10Cfundido​UTsem tratamento​200 HB​1800​0,25
​M1.1.Z.AQ11usinabilidade melhorada (como SANMAC)Zforjado/laminado/trefilado a frioAQrecozido/temperado ou recozido​200 HB​20000,21​
​M1.1.Z.AQ12aço de corte livre​ZAQ​200 HB​18000,21​
​M1.3.Z.AQ13Ti-estabilizadoZAQ​200 HB​18000,21​
M1.3.C.AQ13CfundidoAQ​200 HB​1800​0,25
​M2.0.Z.AQ2​superaustenítico ​Ni>=20%0grupo principalZforjado/laminado/trefilado a frioAQ​200 HB​23000,21​
M2.0.C.AQ20CfundidoAQ​200 B​2150​0,25
​M3.1.Z.AQ3duplex (austeníticos/ferríticos)1Ferrite > 60% (regra geral: N < 0,10%)Zforjado/laminado/trefilado a frioAQrecozido/temperado ou recozido​230 HB​20000,21​
M3.1.C.AQ31CfundidoAQ​230 HB​1800​0,25
​M3.2.Z.AQ32Ferrite < 60% (regra geral: N > 0,10%)Zforjado/laminado/trefilado a frioAQ​260 HB​24000,21​
M3.2.C.AQ32CfundidoAQ​260 HB​2200​0,25
Identificação do grupo do material da peça

A microestrutura que os aços inoxidáveis alcançam dependem principalmente da composição química deles, na qual os componentes da liga cromo (Cr) e níquel (Ni) são mais importantes, veja o diagrama. Na realidade, a variação pode ser ampla, devido à influência de outros componentes da liga que tentam estabilizar a austenita ou a ferrita. A estrutura também pode ser modificada por tratamento térmico ou, em alguns casos, por trabalho a frio. Os aços inoxidáveis austeníticos ou ferríticos endurecidos por precipitação têm maior resistência à tração.

Aços austeníticos
Aços austeníticos-ferríticos (duplex)
Aços cromo ferríticos
Aços cromo martensíticos
 

Aços inoxidáveis ferríticos e martensíticos – P5.0-5.1

Definição

Do ponto de vista de usinabilidade, aços inoxidáveis ferríticos e martensíticos são classificados como ISO P. O teor normal de Cr é 12-18%. Somente pequenas adições de outros elementos de liga estão presentes.

Aços inoxidáveis martensíticos possuem um teor de carbono relativamente alto, o que permite o endurecimento. Aços ferríticos possuem propriedades magnéticas. A soldabilidade é baixa para ferrítico e martensítico e apresenta média a baixa resistência contra corrosão, o que aumenta com um teor mais alto de Cr.

Peças comuns

Geralmente usado em aplicações que colocam uma demanda limitada na resistência à corrosão. O material ferrítico é relativamente baixo devido ao teor limitado de Ni. Exemplos de aplicações são: eixos para bombas, turbinas a vapor e a água, porcas, parafusos, aquecedores de água quente, indústrias de papel e alimentícia, devido a exigências mais baixas quanto a resistência à corrosão.

Aços martensíticos podem ser endurecidos e são usados para arestas em aços de cutelaria, lâminas, instrumentos cirúrgicos etc.

Usinabilidade

Em geral, a usinabilidade é boa e muito semelhante à dos aços baixa-liga, portanto, é classificado como um material ISO P. Um alto teor de carbono (>0,2%) permite o endurecimento do material. A usinagem criará desgaste de flanco e craterizações com alguma aresta postiça. As geometrias e classes ISO P funcionam bem.

Aços inoxidáveis austeníticos e superausteníticos – M1.0-2.0

Definição

Os aços austeníticos são o grupo principal de aços inoxidáveis e a composição mais comum é 18% Cr e 8% Ni (ex. aços 18/8, tipo 304). Um aço com melhor resistência à corrosão é criado pela adição de 2-3% de molibdênio, geralmente, chamado de “aços à prova de ácido” (tipo 316). O grupo MC também inclui aços inoxidáveis superausteníticos com um teor de Ni acima de 20%. Os aços austeníticos endurecidos por precipitação (PH) possuem uma estrutura austenítica na condição tratada por calor e um teor de Cr >16% e um teor de Ni de > 7%, com aproximadamente 1% de alumínio (Al). Um aço endurecido por precipitação típico é o aço 17/7 PH.

Peças comuns

Usado em peças em que é necessária a boa resistência contra corrosão. Uma boa soldabilidade e boas propriedades a altas temperaturas. As aplicações incluem: as indústrias química, de papel e celulose, coletores de escapamentos para aviões. Boas propriedades mecânicas são aperfeiçoadas com trabalho frio.

Usinabilidade

O endurecimento por trabalho produz superfícies duras e cavacos duros que, por sua vez, levam ao desgaste tipo entalhe. Além disso, ele cria adesão e produz arestas postiças (BUE) e tem uma usinabilidade relativa de 60%. A condição de endurecimento pode romper o material da cobertura e do substrato da aresta, resultando em lascamento e acabamento superficial ruim. O aço austenítico produz cavacos duros, longos e contínuos, difíceis de quebrar. A adição de S melhora a usinabilidade, porém, reduz a resistência à corrosão. Use arestas vivas com uma geometria positiva. Corte sob a camada endurecida por trabalho. Mantenha a profundidade de corte constante. Gera muito calor durante a usinagem.

Aços inoxidáveis duplex – M 3.41-3.42

Definição

Ao adicionar Ni a um aço inoxidável ferrítico à base de cromo, uma estrutura/matriz de base mista será formada, contendo ferrita e austenita. Isto é chamado aço inoxidável duplex. Os materiais duplex têm uma alta resistência à tração ou à tensão e mantêm uma resistência à corrosão muito alta. As designações como superduplex e hiperduplex indicam alto teor de elementos de liga e resistência à corrosão ainda melhores. Um teor de cromo entre 18 e 28% e um teor de níquel entre 4 e 7% são comuns em aços duplex e produzirão uma porção ferrítica de 25-80%. A fase ferrita e austenita geralmente estão presentes em temperatura ambiente a 50-50% respectivamente.

Peças comuns

Usados em máquinas para as indústrias química, de alimentos, construção, médica, celulose e em processos que incluem ácidos e cloro. Geralmente usados para equipamentos relacionados à indústria de extração de gás e petróleo.

Usinabilidade

A usinabilidade relativa geralmente é baixa, 30%, devido ao alto ponto de elasticidade e à alta resistência à tração. Um teor mais alto de ferrita, acima de 60%, melhora a usinabilidade. A usinagem produz cavacos fortes, que podem causar o martelamento dos cavacos e criar altas forças de corte. Gera muito calor durante o corte o que pode causar deformação plástica e craterizações severas.

Os ângulos de posição pequenos são recomendados para evitar o desgaste tipo entalhe e a formação de rebarbas. A estabilidade na fixação da ferramenta e peça é essencial.

 

Ferro fundido ISO K

  • Códigos MC para ferros fundidos
  • Ferros fundidos maleáveis (MCI) K 1.1-1.2 e ferros fundidos cinzentos (GCI) K 2.1-2.3
  • Ferros fundidos nodulares (NCI - Nodular Cast Iron) K 3.1-3.5
  • Ferros fundidos vermiculares (CGI - Compacted Graphite Iron) K 4.1-4.2
  • Ferros dúcteis austemperados (ADI - Austempered Ductile Iron) K 5.1- 5.3

O que é ferro fundido ISO K?

Há 5 tipos principais de ferros fundidos:

  • Ferros fundidos cinzentos (GCI - Grey Cast Iron)
  • Ferros fundidos maleáveis (MCI - Malleable Cast Iron)
  • Ferros fundidos nodulares (NCI - Nodular Cast Iron)
  • Ferros fundidos vermiculares (CGI - Compacted Graphite Iron)
  • Ferros dúcteis austemperados (ADI - Austempered Ductile Iron)

Ferro fundido é uma composição de Fe-C com um percentual de Si (1–3%) relativamente alto. O teor de carbono é acima de 2% o qual é a solubilidade máxima de C na fase austenítica. Cr (cromo), Mo (molibdênio) e V (vanádio) formam metais duros que aumentam a resistência e a dureza, porém, reduzem a usinabilidade.

Usinabilidade em geral

  • Trata-se de um material com cavacos curtos e bom controle de cavacos na maioria das condições. Força de corte específica: 790 – 1350 N/mm²
  • A usinagem com velocidades mais altas, especialmente em ferros fundidos com inclusões de areia, cria desgaste abrasivo
  • NCI, CGI e ADI requerem atenção extra devido às diferentes propriedades mecânicas e à presença de grafite na matriz, comparado ao GCI normal
  • Geralmente, os ferros fundidos são usinados com tipos negativos de pastilha que proporcionam arestas robustas e aplicações seguras
  • Os substratos de metal duro devem ser duros e as coberturas devem ser do tipo óxido de alumínio espesso para boa resistência ao desgaste por abrasão
  • Os ferros fundidos geralmente são usinados sem refrigeração, mas também podem ser usinados em condições com refrigeração para manter a contaminação por poeira de carbono e de ferro ao mínimo. Além disso, há classes disponíveis que atendem aplicações com uso de refrigeração

​Influência da dureza

  • A influência da dureza relacionada à usinabilidade para ferros fundidos segue as mesmas regras de qualquer outro material
  • Por exemplo, ADI (ferros dúcteis austemperados) e CGI (ferro fundido vermicular), bem como NCI (ferro fundido nodular), possuem dureza de até 300-400 HB
  • HB. MCI e GCI média 200-250 HB
  • O ferro fundido branco pode atingir uma dureza acima de 500 HB em taxas de resfriamento rápido, em que o carbono reage com o ferro para formar um carboneto Fe3C (cementita), ao invés de estar presente como livre de carbono. Os ferros fundidos brancos são muito abrasivos e difíceis de usinar

Códigos MC para ferros fundidos

Do ponto de vista de usinabilidade, os ferros fundidos são classificados em maleáveis, cinzentos, nodulares, ferros fundidos vermiculares (CGI) e ferros dúcteis austemperados (ADI). Os com maior dureza podem ser encontrados em ferros fundidos nodulares e ADIs.

Código MCGrupo de material​Subgrupo de materiais​Processo de manufaturaTratamento térmiconomForça específica, kc1(N/mm2) mc
​K1.1.C.NS​1maleável​1baixa tração​Cfundido​NSnão especificado​200 HB780​0,28​
​K1.2.C.NS​1​2alta traçãoC​NS​260 HB​10200,28​
​K2.1.C.UT​2cinzento​1baixa traçãoCfundido​UTsem tratamento​180 HB​9000,28​
​​K2.2.C.UT​2​2alta tração​C​UT​245 HB​11000,28​
​​K2.3.C.UT​2​3austeníticoC​UT​175 HB​13000,28​
​K3.1.C.UT​3​nodular​1ferrítico​Cfundido​UTsem tratamento​155 HB​8700,28​
​​K3.2.C.UT​3​2ferrítico/perlítico​C​UT​215 HB​12000,28​
​​K3.3.C.UT​3​3perlítico​C​UT​265 HB​14400,28​
​​K3.4.C.UT3​​4martensítico​C​UT​330 HB​16500,28​
​​K3.5.C.UT​3​5austenítico​C​UT​190 HB
​K4.1.C.UT4​​CGI​​1baixa tração (perlítico <90%)​Cfundido​UTsem tratamento​160 HB​680​0,43
​K4.2.C.UT4​​2alta tração (perlítico >=90%)​C​UT​230 HB​750​0,41
​K5.1.C.NS5​ADI​1baixa tração​CfundidoNSnão especificado​300 HB
​K5.2.C.NS5​2alta tração​CNS​400 HB
​K5.3.C.NS5​​3tração extra alta​C​NS​460 HB

O tratamento térmico de austêmpera converte o ferro dúctil, (NCI), em ferro dúctil austemperado (ADI).

Ferros fundidos maleáveis (MCI) K 1.1-1.2 e ferros fundidos cinzentos (GCI) K 2.1-2.3

Definição

Ferros fundidos maleáveis são produzidos a partir de uma matriz de ferro quase branca, que é termicamente tratada em duas etapas, produzindo uma estrutura de carbono temperado + ferrita + perlita, obtendo grãos de grafite irregulares quando comparados à estrutura lamelar mais propícia à quebra nos ferros fundidos cinzentos. Isto significa que o material maleável é menos sensível a trincas e seus valores para resistência à ruptura e alongamento são maiores.

Os ferros fundidos cinzentos têm o grafite na forma de flocos típicos e as principais características são: baixa resistência a impactos (comportamento quebradiço); boa condutividade térmica, menos calor quando o motor opera e baixo calor no processo de corte; boas propriedades antivibratórias, absorve as vibrações no motor.

Peças comuns

As peças fabricadas com material MCI incluem: mancais de eixo, rodas para trens, fixações de tubulações e engrenagens de alta resistência. Peças fabricadas com material GCI incluem: frigideiras, blocos de motores, cilindros para compressores, engrenagens e carcaças de caixas de câmbio.

Usinabilidade

Os ferros fundidos maleáveis possuem uma resistência à tração mais alta se comparado ao GCI e assemelham-se ao NCI quanto à usinabilidade, porém, os dois têm excelentes propriedades de usinabilidade. Em geral, o ferro fundido com uma estrutura perlítica aumenta o desgaste por abrasão, enquanto as estruturas ferríticas aumentam o desgaste por adesão.

Os ferros fundidos cinzentos têm baixa resistência a impactos, geram baixas forças de corte e a usinabilidade é muito boa. O desgaste é criado no processo de corte somente por abrasão; não há desgaste químico. Os ferros fundidos cinzentos geralmente têm liga com Cr para melhorar as propriedades mecânicas. Quanto maior a resistência menor será a usinabilidade.

Ferros fundidos nodulares (NCI - Nodular Cast Iron) K 3.1-3.5

Definição

Os ferros fundidos nodulares têm grafite com formato esférico e as principais características são boa rigidez (Módulo de Young); boa resistência a impactos = material tenaz, não quebradiço; boa resistência à tensão; propriedades antivibratórias ruins, não absorve vibrações do motor; condutividade térmica ruim, mais calor no processo de corte. Comparado ao GCI, o grafite no NCI aparece na forma de nódulos, o que contribui para propriedades de tração mais altas e maior tenacidade.

Peças comuns

Cubos, tubulações, rolos, coletores de escapamento, virabrequins, carcaças de diferencial, capas de mancal, coletor de escape, bed plates, carcaças de turbo compressores, discos de embreagem e volantes.

As carcaças de turbocompressores e coletores de escapamento geralmente são feitos de ferro fundido com liga SiMo, que é mais resistente ao calor.

Usinabilidade

Os ferros fundidos nodulares têm forte tendência à formação de arestas postiças. Essa tendência é mais forte em materiais NCI mais macios com alto teor ferrítico. Na usinagem de peças com alto teor ferrítico e com cortes interrompidos, o desgaste por adesão, geralmente, é o mecanismo de desgaste dominante. Isso pode causar problemas de escamação da cobertura.

O problema de adesão é menos pronunciado com materiais NCI mais duros que possuem um teor perlítico mais elevado. Aqui o desgaste por abrasão e/ou deformação plástica são mais prováveis de ocorrer.

Ferros fundidos vermiculares (CGI - Compacted Graphite Iron) K 4.1-4.2

Definição

CGI é um material que pode atender as demandas cada vez maiores para resistência e redução de peso e ainda assim manter uma usinabilidade razoável. As características térmicas e antivibratórias do CGI estão entre NCI e GCI. A resistência do metal à fadiga é duas vezes maior que a do ferro cinzento. As partículas de grafite no CGI são alongadas e orientadas aleatoriamente, como nos ferros fundidos cinzentos, porém, são mais curtas, mais espessas e possuem arestas arredondadas. No CGU, a morfologia semelhante a coral, juntamente com as arestas arredondadas e as superfícies irregulares das partículas de grafite, oferecem forte adesão entre o grafite e a matriz de ferro. Por isso, as propriedades mecânicas são aperfeiçoadas no CGI, se comparado aos ferros fundidos cinzentos. O CGI com um teor perlítico abaixo de 90% é mais comum.

Peças comuns

O CGI é apropriado para fabricação de motor em que materiais mais leves e mais resistentes são necessários para absorver mais potência. O peso do bloco do motor sozinho pode ser reduzido em aproximadamente 20%, comparado com um de GCI. Outros exemplos são cabeçotes de cilindro e discos de freio.

Usinabilidade

Do ponto de vista de usinabilidade, os ferros fundidos vermiculares estão entre os ferros fundidos nodulares e os cinzentos. Com duas ou três vezes a resistência à tração dos ferros fundidos cinzentos e menor condutividade térmica, a usinagem do CGI gera forças de corte mais altas e mais calor na área de corte. Um maior teor de titânio no material CGI influencia a vida da útil da ferramenta negativamente.

As operações de usinagem mais comuns são faceamento e mandrilamento de cilindro. Ao invés do mandrilamento de cilindro, uma mudança de método para fresamento circular pode melhorar a vida útil da ferramenta e a produtividade.

Ferros dúcteis austemperados (ADI - Austempered Ductile Iron) K 5.1- 5.3

Definição

Os ferros dúcteis austemperados formam uma família de ferros fundidos tratados por termicamente. O tratamento térmico por austêmpera converte o ferro dúctil em ferro dúctil austemperado (ADI), cujas características incluem excelente resistência, tenacidade e fadiga. O ADI é mais robusto por peso unitário do que o alumínio e é tão resistente ao desgaste quanto o aço. Os valores de resistência à tração e elasticidade são duas vezes a do ferro dúctil normal. A resistência à fadiga é 50% maior e pode ser aprimorada pelo shot peening ou laminação por filete.

Peças comuns

As fundições de ADI estão cada vez mais substituindo as fundições e forjamentos em aço, fabricações soldadas, aço carbonado e alumínio, devido ao desempenho superior. Seu uso predominante é na indústria automotiva onde é usada para suspensão e peças de transmissão etc. Ele também é usado nos setores de energia, de mineração e de construção.

Usinabilidade

Pode-se esperar uma redução de 40-50% na vida útil da ferramenta comparado ao NCI. A resistência à tração e a ductilidade do ADI estão próximas do aço, mas o processo de formação dos cavacos classifica o ADI como um ferro dúctil (formação de cavacos segmentados). A microdureza do ADI é mais alta quando comparada aos aços de dureza semelhantes. As classes ADI mais altas contêm partículas duras na microestrutura. As altas cargas térmicas e mecânicas devido à alta resistência e ductibilidade concentrarão o desgaste próximo à aresta de corte, por causa do processo de formação de cavacos segmentado e desgaste na saída superior. O endurecimento durante a formação dos cavacos resulta em forças de corte altamente dinâmicas. A temperatura da aresta de corte é um fator importante para a determinação do desgaste.

 

Materiais não ferrosos ISO N

Quais são os materiais não ferrosos ISO N?

  • Este grupo contém metais não ferrosos e macios com dureza inferior a 130 HB, exceto para bronzes de alta resistência (>225HB)
  • As ligas de alumínio (Al) com menos do que 12-13% de silício (Si) representam a maior parte
  • MMC: Metais com matriz de compósitos: Al + SiC (20-30%)
  • Ligas à base de magnésio
  • Cobre: cobre eletrolítico com 99,95% Cu
  • Bronze: cobre com Tin (Sn) (10-14%) e/ou alumínio (3-10%)
  • Latão: Cobre (60-85%) com zinco (Zn) (40-15%)

Usinabilidade do alumínio

  • Material com cavacos longos
  • Controle de cavacos relativamente fácil, se for material com liga
  • Alumínio puro é pastoso e requer aresta de corte viva e alta vc
  • Força de corte específica: 350–700 N/mm²
  • Como as forças de corte são baixas, a potência necessária para usinagem também é baixa
  • O material pode ser usinado com classes de metal duro sem cobertura com finos grãos quando o teor de Si é abaixo de 7-8% e as classes com ponta de PCD para alumínio com teor de Si mais alto
  • Alumínio hipereutético com alto teor de Si > 12% é muito abrasivo

Peças comuns

Bloco do motor, cabeçote, carcaças de transmissão, carcaças, peças de estrutura aeroespacial.

Códigos MC para materiais N

Código MCGrupo de material​Subgrupo de materiais​Processo de manufaturaTratamento térmico​nomForça de corte específica,kc1(N/mm2)mc
​N1.1.Z.UT​1ligas à base de alumínio1comercialmente puro​Zfundido​UTsem tratamento​30 HB​350​0,25
​​N1.2.Z.UT1​2Ligas AlSi, Si<=1%​Z​UT​60 HB​400​0,25
​​N1.2.Z.AG​12​ZAGenvelhecido​100 HB​650​0,25
​​N1.2.S.UT​12​Ssinterizado​UTsem tratamento​75 HB​410​0,25
​​N1.2.C.NS​12​Cfundido​NSnão especificado​80 HB​410​0,25
​​N1.3.C.UT​13​Ligas fundidas AlSi, Si<=1% e <13%​​C​UTsem tratamento​75 HB​600​0,25
​N1.3.C.AG​13​CAGenvelhecido​90 HB​7000,25​​
​N1.4.C.NS​14Ligas fundidas AlSi, Si>=13%​CNSnão especificado​130 HB​700​0,25
​N2.0.C.UT2​ligas à base de magnésio0grupo principal​CfundidoUTsem tratamento​70 HB
​N3.1.U.UT3​ligas à base de cobre1ligas de cobre sem chumbo (incl. cobre eletrolítico)U​não especificadoUTsem tratamento​100 HB​13500,25
​N3.2.C.UT3​2latões e bronzes com chumbo (Pb ≤ 1%)​CfundidoUT​90 HB​550​0,25
​N3.3.S.UT3​2​SsinterizadoUT35 HB
​N3.3.U.UT​33ligas à base de cobre de corte livre (Pb>1%)​Unão especificadoUT​110 HB​550​0,25
​N3.4.C.UT34bronzes de alta resistência (>225HB)​CfundidoUT​300 HB
​N4.0.C.UT4ligas à base de zinco0grupo principal​CfundidoUTsem tratamento​70 HB
 

HRSA e titânio ISO S

  • Códigos MC para materiais S
  • Materiais HRSA – S 1.0-3.0
  • Titânio– S 4.1-4.4

O que é HRSA e titânio ISO S?

  • O grupo ISO S pode ser dividido em superligas resistentes ao calor (HRSA) e titânio
  • Os materiais HRSA podem ser divididos em três grupos: ligas à base de níquel, de ferro ou de cobalto
  • Condição: recozida, solução termicamente tratada, envelhecida, laminada, forjada e fundida
  • Propriedades: o aumento do teor da liga (Co mais do que Ni) resulta em menor resistência em relação ao calor, aumento da resistência à tração e maior resistência corrosiva

Usinabilidade em geral


= Aços inoxidáveis
= Tratados termicamente (envelhecidos)
= Tratados por solução (recozido)
  • As propriedades físicas e o comportamento de usinagem de cada uma variam consideravelmente devido à natureza química da liga e o processamento metalúrgico preciso que recebe durante a fabricação
  • O recozimento e envelhecimento têm especial influência nas propriedades subsequentes da usinagem
  • Controle de cavacos difícil (cavacos segmentados)
  • Força de corte específica: 2400–3100 N/mm² para HRSA e 1300–1400 N/mm² para titânio
  • Como as forças de corte são altas, a potência necessária para usinagem também é alta

Envelhecimento

Para alcançar maior resistência, as ligas resistentes ao calor podem ser “endurecidas por precipitação”.

Ao tratar o material a temperaturas elevadas, ex. tratamento por envelhecimento, pequenas partículas intermetálicas são precipitadas na liga. Estas partículas inibirão o movimento na estrutura de cristal resultando em um material mais difícil de deformar.

Códigos MC para materiais S

​Do ponto de vista de usinabilidade, os aços HRSA são classificados em materiais à base de ferro, níquel e cobalto. O titânio é dividido em comercialmente puro, ligas alfa e ligas próximo à alfa, ligas alfa/beta e ligas beta.​

Código MCGrupo de material​Subgrupo de materiais​Processo de manufaturaTratamento térmiconomForça de corte específica,kc1(N/mm2)mc
S1.0.U.AN1ligas à base de ferro​1grupo principal​Unão especificado​ANrecozido​200 HB2400​0,25
S1.0.U.AG12​UAGenvelhecido280 HB​25000,25
S2.0.Z.AN2ligas à base de níquel​0grupo principal​Zforjado/laminado/trefilado a frio​ANrecozido​250 HB2650​0,25
S2.0.Z.AG20​ZAGenvelhecido350 HB​29000,25
S2.0.Z.UT20​ZUTsem tratamento275 HB​27500,25
S2.0.C.NS20​Cfundido​NSnão especificado​320 HB3000​0,25
S3.0.Z.AN3ligas à base de cobalto​0grupo principal​Zforjado/laminado/trefilado a frio​ANrecozido​200 HB2700​0,25
S3.0.Z.AG30​ZAGenvelhecido300 HB​30000,25
S3.0.C.NS30​Cfundido​NSnão especificado​320 HB3100​0,25
S4.1.Z.UT4ligas à base de titânio​1comercialmente puro (>99,5% Ti)​Zforjado/laminado/trefilado a frio​UTsem tratamento​200 HB13000,23​
S4.2.Z.AN42ligas alfa e próximas de alfaZ​ANrecozido​320 HB1400
S4.3.Z.AN43ligas alfa/betaZ​AN330 HB​1400
S4.3.Z.AG43​ZAGenvelhecido375 HB​1400
S4.4.Z.AN44ligas beta​Z​ANrecozido​330 HB1400
S4.4.Z.AG44ZAGenvelhecida​410 HB1400
S5.0.U.NS3à base de tungstênio​0grupo principal​Unão especificado​NSnão especificado​120 HB
S6.0.U.NS3à base de molibdênio​0grupo principal​Unão especificado​NSnão especificado​200 HB

Materiais HRSA – S 1.0-3.0

Definição

Materiais altamente resistentes à corrosão que mantêm sua dureza e resistência em altas temperaturas. O material é usado a até 1000 °C e é endurecido através do processo de envelhecimento.

  • A versão à base de níquel é a mais usada amplamente - mais de 50% do peso de um motor de avião. Os materiais endurecidos por precipitação incluem: Inconel 718, 706 Waspalloy, Udimet 720. Os materiais fortalecidos por solução (que não podem ser endurecidos) incluem: Inconel 625
  • O material à base de ferro evolui de aços inoxidáveis austeníticos e possui propriedades de resistência a quente mais fracas: Inconel 909 Greek Ascolloy e A286
  • Materiais à base de cobalto têm o melhor desempenho em temperatura quente e resistência à corrosão, além de serem usados principalmente na indústria médica: Haynes 25 (Co49Cr20W15Ni10), Stellite 21, 31
  • Principais elementos de liga em materiais HRSA
    Ni: estabiliza a estrutura do metal e as propriedades do material com altas temperaturas
    Co, Mo, W: aumenta a resistência em temperaturas elevadas
    Cr, Al, Si: melhora a resistência à oxidação e corrosão com altas temperaturas
    C: aumenta a resistência à deformação
Peças comuns

Motores de avião e turbinas movidas a gás na combustão e seções de turbina, além de aplicações marinhas de petróleo e gás e juntas de implantes médicos e outras aplicações com alta resistência à corrosão.

Usinabilidade

A usinabilidade de materiais HRSA aumenta a dificuldade de acordo com a sequência a seguir: materiais à base de ferro, materiais à base de níquel e materiais à base de cobalto. Todos os materiais possuem alta resistência a altas temperaturas e produzem cavacos segmentados durante o corte, o que cria altas e dinâmicas forças de corte.

Baixa condutividade de calor e alta dureza geram altas temperaturas durante a usinagem. As propriedades de alta resistência, endurecimento por trabalho e endurecimento por adesão criam desgaste tipo entalhe na profundidade de corte máxima e um ambiente extremamente abrasivo para a aresta de corte.

As classes de metal duro devem ter boa tenacidade da aresta e boa adesão da cobertura no substrato para oferecer boa resistência à deformação plástica. Em geral, use pastilhas com um grande ângulo de posição (pastilhas redondas) e selecione uma geometria da pastilha positiva. Em torneamento e fresamento, as classe de cerâmica podem ser usadas, dependendo da aplicação.

Titânio– S 4.1-4.4

Definição

As ligas de titânio podem ser divididas em quatro classes, dependendo das estruturas e dos elementos presentes.

  • Titânio comercialmente puro, não tratado
  • Ligas alfa – com adições de Al, O e/ou N
  • Ligas beta – adições de Mb, Fe, V, Cr e/ou Mn
  • Mistura de ligas α+β, nas quais uma mistura das duas classes está presente

As ligas misturadas α+β , com tipo Ti-6Al-4V, representam a maioria das ligas de titânio em uso atualmente, em especial no setor aeroespacial, mas também em aplicações de uso geral. O titânio possui uma alta relação entre resistência e peso, com excelente resistência à corrosão a 60% da densidade do aço. Isto permite o projeto de paredes mais finas.

Peças comuns

O titânio pode ser usado em ambientes muito desfavoráveis, que poderiam causar ataques de corrosão consideráveis na maioria dos outros materiais de construção devido ao óxido de titânio, TiO2, que é muito resistente e cobre a superfície em uma camada que tem aproximadamente 0,01 mm de espessura. Se a camada de óxido for danificada e houver oxigênio disponível, o titânio reconstrói o óxido imediatamente. Apropriado para trocadores de calor, equipamento de dessalinização, peças de motor de jatos, trens de pouso, peças estruturais na fuselagem aeroespacial.

Usinabilidade

A usinabilidade de ligas de titânio é insatisfatória comparada aos aços de uso geral e aços inoxidáveis que impõem exigências particulares sobre as ferramentas de corte. O titânio tem condutividade térmica insatisfatória; a resistência é retida a altas temperaturas, o que gera forças de corte altas e calor na aresta de corte. Os cavacos finos, com muita cisalha e tendência a escoriação, criam uma área de contato estreita na face de saída, gerando forças de corte concentradas próximas à aresta de corte. Uma velocidade de corte muito alta produz uma reação química entre o cavaco e o material da ferramenta de corte, o que pode resultar em aumento repentino de lascamentos/quebra de pastilha. Os materiais da ferramenta de corte devem ter boa dureza a quente, baixo teor de cobalto e não reagir com o titânio. Geralmente, é usado o metal duro sem cobertura de finos grãos. Escolha uma geometria positiva/aberta com boa tenacidade da aresta.

 

Aços endurecidos ISO H

O que é aço endurecido ISO H?

  • Este grupo de materiais contém aços endurecidos e temperados com dureza >45 – 68 HRC
  • Aços comuns incluem aço cementado (~60 HRc), aço de rolamento de esfera (~60 HRc) e aço de ferramenta (~68 HRc). Tipos duros de ferros fundidos incluem ferro fundido branco (~50 HRc) e ADI/Kymenite (~40 HRc). Aço de construção (40 – 45 HRc), aço Mn e tipos diferentes de coberturas duras, ex. stellite, aço P/M e metal duro também pertencem a este grupo
  • Geralmente, o torneamento de peças duras se enquadram na faixa de 55 – 68 HRC

Usinabilidade

  • O aço endurecido é o menor grupo do ponto de vista de usinagem e a operação de usinagem mais comum é o acabamento. Força de corte específica: 2550–4870 N/mm². A operação geralmente produz um bom controle de cavacos. As forças de corte e potência necessária são bem altas
  • O material da ferramenta de corte precisa ter boa resistência à deformação plástica (dureza a quente), boa estabilidade química (em altas temperaturas), além de alta resistência mecânica e ao desgaste abrasivo. CBN possui essas características e permite o torneamento ao invés de retificação
  • As cerâmicas mistas ou reforçadas com whisker são usadas em torneamento, quando a peça possui exigências moderadas de acabamento superficial e a dureza é muito alta para metal duro
  • O metal duro domina as aplicações de fresamento e de furação e é usado até aproximadamente 60 HRc

Peças comuns

As peças típicas incluem: Peças típicas incluem: eixos de transmissão, carcaças de caixa de câmbio, pinhões de direção, matrizes de estampar.

Códigos MC para aços endurecidos

Código MCGrupo de materialSubgrupo de materiais​Processo de manufaturaTratamento térmico​​​nomForça de corte específica,kc1(N/mm2)mc
​H1.1.Z.HA1aços (extra duros)​1Grau de dureza 50​Zforjado/laminado/trefilado a frio​HAendurecido (+temperado)​50 HRc​3090​0,25
​H1.2.Z.HA1​​2Grau de dureza 55​Z​HA​55 HRc​36900,25
​H1.3.Z.HA1​3Grau de dureza 60​Z​HA​60 HRc​43300,25​
​H1.4.Z.HA1​4Grau de dureza 63​Z​HA​63 HRc​4750​0,25
​H2.0.C.UT2ferro fundido coquilhado​0grupo principalC​fundido​UTsem tratamento​55 HRc​34500,28​
​​H3.0.C.UT3​Stellites​0grupo principalC​fundido​UTnão especificado​40 HRc
​​H4.0.S.AN4Ferro-TiC​0grupo principal​Ssinterizado​ANrecozido​67 HRc
 

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