De volta ao básico: revestimentos de ferramentas de corte

O revestimento de carbonitreto de titânio (TiCN) é ideal para furação e alargamento de ferro fundido, ligas de alumínio com alto teor de silício, cobre e materiais abrasivos. Matveev_Aleksandr/iStock/Getty Images Plus

É muito comum que a maioria das ferramentas de corte hoje tenha algum tipo de revestimento adicionado ao substrato. É importante encontrar um equilíbrio entre um substrato de qualidade e um revestimento de qualidade – a empresa pode fornecer os melhores revestimentos disponíveis, mas sem um substrato de alta qualidade, o revestimento pode tornar-se ineficaz. Além disso, ter um substrato de qualidade é essencial em aplicações onde são utilizadas ferramentas não revestidas.

“Em primeiro lugar, os revestimentos aumentam a vida útil e o desempenho de qualquer ferramenta”, disse Urmil Patel, engenheiro de aplicações, OSG Canada, Burlington, Ont. “Comparados a um acabamento brilhante, os revestimentos permitem parâmetros de corte aumentados. Com um revestimento, há menos atrito com os cavacos que saem de uma aplicação de furação, o que significa menos resistência ao fluxo dos cavacos. Eles também facilitam a identificação do desgaste da ferramenta. Há muitas vantagens em usar uma ferramenta revestida, mas para qualquer aplicação resistente ao calor ou materiais difíceis de cortar, os revestimentos são essenciais.”

Os revestimentos fazem sentido especialmente para materiais ferrosos ou à base de aço, seja aço inoxidável, ligas de alta temperatura, ferro fundido ou similares. Um revestimento é necessário quase sempre para permitir maiores velocidades, mas também porque aumenta a vida útil da ferramenta. Há grandes ganhos de produtividade com ferramentas revestidas.

“As ferramentas não revestidas são usadas principalmente em alumínio e materiais não ferrosos”, disse Sarang Garud, gerente de produto, Walter Tools, Greer, SC “A vantagem das ferramentas não revestidas é que elas ainda podem ser polidas, por exemplo, com uma ferramenta não revestida polida carboneto, os chips não grudam. Isso é útil ao cortar alumínio, pois mantém a resistência da classe. Não há borda construída. Ferramentas não revestidas também possuem arestas de corte muito afiadas, pois não há espessura de corte para adicionar um afiamento artificial.”

Há uma exceção à regra de que ferramentas não revestidas são adequadas para cortar alumínio e ligas de alumínio com alto teor de silício.

“Temos a tendência de ver ferramentas não revestidas com qualquer coisa da série ISO N, como o alumínio, principalmente porque esses materiais tendem a ser macios”, disse Scott Walrath, gerente de desenvolvimento de negócios da CERATIZIT, Schaumburg, Illinois. pode ser muito abrasivo, o que pode tornar o revestimento útil. Ferramentas não revestidas têm menos resistência ao desgaste em alumínios com alto teor de silício. O revestimento é mais pelo fator de lubrificação que oferece, onde pode diminuir o coeficiente de arrasto do que a dureza. Em alguns casos, um revestimento de ZrN [nitreto de zircônio] ajudará na evacuação de cavacos de alumínio."

Outra exceção é a usinagem de titânio. Existem alguns casos em que faz sentido trabalhar com uma ferramenta não revestida.

CVD é um método para produzir revestimentos por meio de reações químicas induzidas termicamente. A ferramenta de corte é colocada em um reator CVD, onde revestimentos de película fina são formados como resultado de reações entre vários gases e a superfície aquecida do substrato da ferramenta.

Um revestimento CVD típico tem geralmente entre 17 e 20 μm de espessura, mas pode ser tão fino quanto 5 μm. E na maioria dos casos, os revestimentos CVD incluem carboneto de titânio (TiC), nitreto de carbono de titânio (TiCN), nitreto de titânio (TiN) e óxido de alumínio (Al2O3).

Os revestimentos CVD são ideais para operações gerais de torneamento, especialmente em aplicações de aço e aço inoxidável. A espessura do revestimento proporciona resistência ao desgaste, particularmente em aplicações onde o desgaste por cratera é comum.

A estrutura de superfície ampliada mostra o processo PVD padrão (parte superior), o processo HiPIMS PVD dos graus WNN10/WSM01 da Walter (centro) e o tamanho de um fio de cabelo humano comparado à superfície HiPIMS (parte inferior). Valter

Eles também são usados ​​para classes de fresamento em ISO P, ISO M e ISO K.

“Os CVDs geralmente são um revestimento mais espesso e ideais para ferro fundido, aços ou qualquer aplicação que exija uma ferramenta mais robusta ou alta capacidade de carga”, disse Garud. “No torneamento, especialmente se os cortes forem contínuos em vez de interrompidos, você pode usar o revestimento CVD espesso para uma longa vida útil da ferramenta nas mais altas velocidades de corte e avanços.”