Mesmo em temperaturas de corte muito elevadas, a vida útil da ferramenta de corte pode ser prolongada com revestimento, reduzindo significativamente os custos de usinagem. Além disso, o revestimento da ferramenta de corte pode diminuir a necessidade de fluidos lubrificantes. Isso não só reduz os custos de material, como também contribui para a proteção do meio ambiente.
Efeito do processamento pré e pós-revestimento na produtividade
Nas operações de corte modernas, as ferramentas de corte precisam suportar altas pressões (>2 GPa), altas temperaturas e ciclos constantes de estresse térmico. Antes e depois do revestimento da ferramenta de corte, ela deve ser tratada com o processo apropriado.
Antes do revestimento da ferramenta de corte, diversos métodos de pré-tratamento podem ser utilizados para prepará-la para o processo de revestimento subsequente, melhorando significativamente a adesão do revestimento. Em conjunto com o revestimento, a preparação da aresta de corte da ferramenta também pode aumentar a velocidade de corte e a taxa de avanço, além de prolongar a vida útil da ferramenta.
O pós-processamento do revestimento (preparação da borda, processamento e estruturação da superfície) também desempenha um papel determinante na otimização da ferramenta de corte, em particular para evitar o possível desgaste prematuro pela formação de cavacos (adesão do material da peça à aresta de corte da ferramenta).
Considerações e seleção de revestimento
Os requisitos de desempenho de revestimentos podem variar bastante. Em condições de usinagem com alta temperatura na aresta de corte, as características de resistência ao desgaste térmico do revestimento tornam-se extremamente importantes. Espera-se que os revestimentos modernos também apresentem as seguintes características: excelente desempenho em altas temperaturas, resistência à oxidação, alta dureza (mesmo em altas temperaturas) e tenacidade microscópica (plasticidade) por meio do desenvolvimento de camadas nanoestruturadas.
Para ferramentas de corte eficientes, a adesão otimizada do revestimento e uma distribuição adequada das tensões residuais são dois fatores decisivos. Em primeiro lugar, é necessário considerar a interação entre o material do substrato e o material do revestimento. Em segundo lugar, deve haver a menor afinidade possível entre o material do revestimento e o material a ser processado. A possibilidade de adesão entre o revestimento e a peça de trabalho pode ser significativamente reduzida utilizando uma geometria de ferramenta apropriada e polindo o revestimento.
Revestimentos à base de alumínio (como o AlTiN) são comumente usados como revestimentos de ferramentas de corte na indústria de usinagem. Sob a ação de altas temperaturas de corte, esses revestimentos à base de alumínio podem formar uma camada fina e densa de óxido de alumínio que se renova continuamente durante a usinagem, protegendo o revestimento e o material do substrato subjacente contra ataques oxidativos.
A dureza e a resistência à oxidação de um revestimento podem ser ajustadas alterando-se o teor de alumínio e a estrutura do revestimento. Por exemplo, aumentando o teor de alumínio, utilizando nanoestruturas ou micro-ligas (ou seja, ligas com elementos de baixa concentração), a resistência à oxidação do revestimento pode ser melhorada.
Além da composição química do material de revestimento, alterações na estrutura do revestimento podem afetar significativamente seu desempenho. O desempenho das diferentes ferramentas de corte depende da distribuição dos diversos elementos na microestrutura do revestimento.
Atualmente, diversas camadas de revestimento individuais com diferentes composições químicas podem ser combinadas em uma camada de revestimento composta para obter o desempenho desejado. Essa tendência continuará a se desenvolver no futuro, especialmente por meio de novos sistemas e processos de revestimento, como a tecnologia híbrida de evaporação por arco e pulverização catódica HI3 (High Ionization Triple), que combina três processos de revestimento altamente ionizados em um só.
Como revestimento versátil, os revestimentos à base de titânio-silício (TiSi) oferecem excelente usinabilidade. Esses revestimentos podem ser usados para processar tanto aços de alta dureza com diferentes teores de carbonetos (dureza do núcleo de até HRC 65) quanto aços de dureza média (dureza do núcleo de HRC 40). O design da estrutura do revestimento pode ser adaptado de acordo com as diferentes aplicações de usinagem. Como resultado, ferramentas de corte revestidas com titânio-silício podem ser usadas para cortar e processar uma ampla gama de materiais de peças, desde aços de alta e baixa liga até aços temperados e ligas de titânio. Testes de corte de alto acabamento em peças planas (dureza HRC 44) mostraram que as ferramentas de corte revestidas podem aumentar sua vida útil em quase duas vezes e reduzir a rugosidade superficial em cerca de 10 vezes.
O revestimento à base de titânio-silício minimiza o polimento superficial subsequente. Espera-se que esses revestimentos sejam utilizados em processos com altas velocidades de corte, altas temperaturas de borda e altas taxas de remoção de metal.
Para alguns outros revestimentos PVD (especialmente revestimentos micro-ligados), as empresas de revestimento também estão trabalhando em estreita colaboração com os processadores para pesquisar e desenvolver diversas soluções otimizadas de processamento de superfície. Portanto, melhorias significativas na eficiência de usinagem, no uso de ferramentas de corte, na qualidade da usinagem e na interação entre material, revestimento e usinagem são possíveis e aplicáveis na prática. Ao trabalhar com um parceiro profissional de revestimento, os usuários podem aumentar a eficiência de utilização de suas ferramentas ao longo de todo o seu ciclo de vida.
–Este artigo foi publicado porfabricante de máquinas de revestimento a vácuoGuangdongZhenhua
Data da publicação: 29/02/2024