Maquinação de aço inox: Factores chave

06.03.2019

Maquinação de Aço Inox. O que sabe a SISMA?

 

Conforme já abordámos noutros artigos, o aço inoxidável é uma das matérias primas que mais maquinamos na nossa Produção.
Trata-se de um material com aplicações variadas, especialmente se se considera essencial obter uma peça resistente ao calor e à corrosão. Contudo, conforme já vimos, as mesmas características que tornam as ligas de inox ligas excepcionais também contribuem para dificultar a sua maquinação. Uma combinação equilibrada entre:

  • as propriedades das ferramentas de corte
  • a geometria das ferramentas de corte
  • os parâmetros de corte

aumentam significativamente a productividade das operações de maquinação do aço inox.

 

A evolução das ligas

As ligas mais básicas são:

  • Ferrítica: têm cerca de 10-12% de crómio e não são "endurecíveis". Ex. AISI430.
  • Martensítica: têm uma maior quantidade de crómio e carbono na sua composição, compativamente com os aços inoxidáveis ferríticos, e têm também manganês e silício permitindo que sejam submetidos a tratamentos térmicos de endurecimento.

Para melhorar a resistência da liga, os metalúrgicos adicionam níquel às ligas e as ligas de ferro/crómio tornaram-se ligas de ferro, crómio/níquel. Estes materiais são referidos como aços inoxidveis austeníticos e são comuns em aplicações industriais onde a força e a resistência à corrsão e calor são factores necessários.

Inevitavelmente, o aumento das capacidades/performance de uma liga também aumenta os desafios na sua maquinação.
Estas ligas não significantemente mais difícies de maquinar que as ligas simples, mas a adição de níquel ou outros elementos a aços inox austeníticos implica aumento de dureza, resistência à deformação e propriedades térmicas que reduzem a maquinabilidade.

A maior parte da energia consumida na maquinação de aços austeníticos é resultado das suas propriedades térmicas. A maquinação é um processo de deformação e, quando um aço austenítico resistente à deformação é maquinado, a operação gera excesso de calor.
A retirada do calor da zona de corte é essencial. As limalhas geradas quando se maquina um aço ainox simples absorvem e "levam" consigo este calor, mas as limalhas geradas da maquinação de aço inox austenítico apenas absorvem parte do calor. E, porque a peça não tem uma boa condutividade térmica, o excesso de calor é absorvido pela ferramenta, diminuindo o tempo de vida útil.

 

Utilizar líquido de refrigeração

A problemática das propriedades térmicas dos aços austeníticos sugere que a aplicação de refrigerantes é quase sempre crucial aquando da maquinação.

A forma como o refrigerante é aplicado também é importante. Quanto mais elevada a pressão a qua o refrigerante é utilizado na zona de corte, melhor será o seu desempenho.

 

Revestimento da ferramenta vs. Processos de desgaste

A aplicação de um revestimento duro na superficie da ferramenta de corte melhora o tempo de vida útil da ferramenta em ambientes que geram muito calor. No entanto, geralmente o revestimento deve ser espesso para isolar a ferramenta do calor, mas uma camada espessa de revestimento nãoa dere bem a geometrias muito afiadas. Os fabricantes de ferramentas de corte estão a estudar novos tipos de revestimento que apesar de finas forneçam uma boa barreira ao calor.

O revestimento da ferramenta também auxilia na inibição da aderência das limalhas da peça à ferramenta, bem como velocidades de corte elevadas.

 

Geometrias específicas para materiais específicos

Para conseguir desempenhos elevados, os fabricantes de ferramentas tentam encontrar o equilíbrio entre diversos elementos da ferramenta para criar ferramentas com o máximo de productividade e desempenho na maquinação de materiais específicos.

Os elementos básicos de uma ferramenta incluem: o substrato, o revestimento e a geometria. Cada um é importante e as melhores ferramentas operam como um sistema que produz resultados além da soma das suas partes.

O substrato e o revestimento têm um papel passivo e são concebidos para conferir um equilíbrio entre a dureza e resistência, para suportar temperaturas elevadas e resistir a químicos, adesão e abrasão. Já a geometria da ferramneta tem um papel activo pois a sua alteração pode influenciar:

  • a quantidade de material que pode ser removido num determinado espaço de tempo,
  • a quantidade de calor gerada,
  • como se formam as aparas,
  • qual o acabamento superficial que pode ser obtido.

 

Fonte: www.secotools.com 

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