Número Browse:0 Autor:editor do site Publicar Time: 2024-08-23 Origem:www.starfishmachine.com
Fresas e pastilhas de cerâmica e cermet tornaram-se cada vez mais populares na indústria de usinagem devido à sua capacidade de suportar altas temperaturas e à sua excepcional dureza. Essas propriedades os tornam adequados para corte e usinagem em alta velocidade de materiais duros, como aços endurecidos e superligas. Entretanto, apesar de suas vantagens, existem diversas desvantagens associadas ao uso de fresas e pastilhas de cerâmica e cermet. Compreender essas desvantagens é crucial para tomar decisões informadas em operações de usinagem.
Uma das principais desvantagens dos cortadores de cerâmica e cermet é a sua fragilidade. Ao contrário das pastilhas de metal duro, que podem absorver algum grau de choque e vibração, os materiais cerâmicos e cermet são muito mais propensos a rachaduras e lascas. Esta fragilidade os torna inadequados para aplicações que envolvam cortes interrompidos ou operações onde a ferramenta esteja sujeita a impactos repentinos. Por exemplo, em operações de fresamento em que a ferramenta entra e sai repetidamente da peça, as pastilhas de cerâmica correm maior risco de fratura.
Para mitigar este problema, os fabricantes muitas vezes reforçam os materiais cerâmicos com bigodes de carboneto de silício, que agem como fibras para aumentar a tenacidade da matriz cerâmica. Porém, mesmo com esses reforços, as fresas de cerâmica permanecem mais frágeis em comparação com as ferramentas de metal duro. Esta limitação exige um manuseio cuidadoso e condições de usinagem específicas para evitar falhas prematuras da ferramenta.
As fresas de cerâmica e cermet são altamente sensíveis ao choque térmico, que ocorre quando há uma rápida mudança de temperatura. Essa sensibilidade pode causar rachaduras ou lascas na aresta de corte. Nas operações de usinagem, o choque térmico pode ocorrer quando a refrigeração é aplicada de forma inconsistente ou quando a ferramenta transita entre as fases de corte e não corte. Por exemplo, em operações de corte interrompidas, a ferramenta aquece repetidamente durante o corte e esfria quando não está em contato com a peça de trabalho, levando a ciclos térmicos que podem danificar a ferramenta.
Para reduzir o risco de choque térmico, é essencial manter uma aplicação consistente de líquido refrigerante ou, em alguns casos, evitar totalmente o uso de líquido refrigerante. No entanto, esta abordagem pode limitar a versatilidade das ferramentas de cerâmica e cermet, tornando-as menos adequadas para determinados ambientes de usinagem onde a refrigeração é necessária para controlar a temperatura da peça e o escoamento de cavacos.
Embora as fresas de cerâmica e cermet sejam excelentes na usinagem em alta velocidade de materiais duros, sua faixa de aplicação é relativamente limitada em comparação com ferramentas de metal duro. As cerâmicas são particularmente eficazes para usinar materiais ferrosos duros e superligas à base de níquel, mas são menos adequadas para materiais mais macios ou com níveis de dureza mais baixos. Por exemplo, as cerâmicas não são recomendadas para usinagem de materiais ferrosos com dureza inferior a 42 Rc devido a potenciais problemas de reação.
Os cermets, que são uma combinação de materiais cerâmicos e metálicos, oferecem uma gama mais ampla de aplicações em comparação com a cerâmica pura. No entanto, elas ainda ficam aquém da versatilidade oferecida pelas ferramentas de metal duro. Os cermets são usados principalmente para operações de acabamento e são menos eficazes em tarefas de desbaste ou usinagem pesada.
O custo das fresas e pastilhas de cerâmica e cermet é geralmente mais alto do que o das ferramentas de metal duro. Esse custo mais elevado é atribuído aos complexos processos de fabricação envolvidos na produção desses materiais. Por exemplo, as pastilhas cerâmicas passam por um processo de prensagem a quente que utiliza calor externo e alta pressão para eliminar a porosidade e atingir a dureza desejada. Além disso, a retificação e modelagem de materiais cerâmicos requerem equipamentos e técnicas especializadas, aumentando ainda mais os custos de produção.
Além disso, as ferramentas de cerâmica e cermet oferecem oportunidades limitadas de reafiação ou recondicionamento. Uma vez que a aresta de corte está desgastada ou danificada, a ferramenta muitas vezes precisa ser totalmente substituída, levando a custos mais elevados com ferramentas ao longo do tempo. Esta limitação torna as ferramentas de cerâmica e cermet menos econômicas para aplicações onde são necessárias trocas frequentes de ferramentas.
Os padrões de desgaste das fresas de cerâmica e cermet diferem significativamente daqueles das ferramentas de metal duro. Pastilhas de cerâmica, por exemplo, tendem a apresentar descamação ao longo da aresta de corte devido às pressões causadas pelo desgaste de flanco. Embora essa descamação possa expor uma aresta nova e mais afiada em operações de desbaste, ela também pode levar a um desempenho imprevisível da ferramenta e à redução da qualidade do acabamento superficial em operações de acabamento.
As ferramentas de cermet, por outro lado, são quimicamente mais inertes que o metal duro, reduzindo a probabilidade de acúmulo de arestas e desgaste de crateras. No entanto, ainda enfrentam desafios na manutenção de padrões de desgaste consistentes, especialmente em aplicações que envolvem altas temperaturas e condições de corte agressivas. A necessidade de equilibrar resistência ao desgaste com tenacidade geralmente resulta em compensações que podem afetar a vida útil e o desempenho da ferramenta.
A usinagem com fresas de cerâmica e cermet impõe demandas significativas à máquina-ferramenta. Altas forças de corte, avanços agressivos e altas velocidades do fuso são necessários para atingir o desempenho ideal com esses materiais. Como resultado, a máquina-ferramenta deve estar em excelentes condições, com sistemas de lubrificação, rolamentos de fuso e sistemas de guias lineares bem conservados. Qualquer folga ou folga no movimento da máquina-ferramenta pode causar vibrações que são prejudiciais às fresas de cerâmica e cermet.
Além disso, o porta-ferramenta e a configuração devem ser rígidos para minimizar deflexões e vibrações. Recomenda-se o menor balanço possível e o uso de hastes grossas ou barras de mandrilar para aumentar a estabilidade durante a usinagem. Esses requisitos rigorosos podem limitar o uso de fresas de cerâmica e cermet a máquinas-ferramentas e configurações específicas, reduzindo sua flexibilidade geral em um ambiente de fabricação.
Embora as fresas e pastilhas de cerâmica e cermet ofereçam vantagens significativas em termos de dureza, resistência ao calor e capacidade de usinagem em alta velocidade, elas também apresentam várias desvantagens. Sua fragilidade, sensibilidade ao choque térmico, faixa de aplicação limitada, custos mais elevados, padrões de desgaste exclusivos e requisitos rigorosos de máquinas-ferramenta são fatores importantes a serem considerados ao selecionar ferramentas de corte para operações de usinagem. Ao compreender essas desvantagens, os fabricantes podem tomar decisões informadas e otimizar seus processos de usinagem para alcançar os melhores resultados possíveis.
