O aço inoxidável tem sido um dos principais materiais de engenharia.
Os produtos de aço inoxidável são comuns em todos os lugares: em turbomáquinas, utensílios de cozinha, engenharia aeroespacial, cirurgia, petróleo e gás e indústrias alimentícias. A grande utilização do aço inoxidável é explicada pela propriedade mais importante desse material - sua resistência à corrosão.
Aço "inoxidável" e aço "corrosivo" geralmente são usados como sinônimos, junto com outros termos, como aço resistente à ferrugem, aço inoxidável e aço não corrosivo.
Inox, originalmente significando "livre de manchas vermelhas de ferrugem", foi desenvolvido como resultado da oxidação do ferro. A corrosão é causada por reações químicas e físico-químicas. Existem diferentes tipos de corrosão.
O aço inoxidável pode ser dividido nos seguintes grupos, de acordo com suas principais características funcionais:
• Aço resistente à corrosão - resistente à corrosão em condições normais
• Aço resistente à oxidação ou ferrugem - resistente à corrosão sob altas temperaturas em ambientes agressivos
• Aço resistente ao calor ou de alta temperatura que não altera sua resistência sob estresse de alta temperatura
Portanto, o aço resistente à corrosão pode ser considerado um tipo de aço inoxidável.
As características funcionais desses grupos de aço inoxidável determinam a escolha de uma classe de aço como material para o projeto da ferramenta de corte. Para um fabricante envolvido na usinagem de aço inoxidável, o parâmetro-chave é a usinabilidade. A usinabilidade do aço inoxidável está relacionada ao conteúdo e à estrutura do aço. Consequentemente, o aço inoxidável é classificado pelos seguintes tipos:
• Aço inoxidável cromo
- Ferrítico
- Martensítico e ferrítico-martensítico
• aço inoxidável cromo-níquel
- Austenítico e super austenítico
- Duplex (ferrítico-austenítico)
Além disso, existe uma categoria separada de aço inoxidável de endurecimento por precipitação (PH), que pode ser martensítico e semi-austenítico.
O aço inoxidável pode ser de diferentes tipos, o que permite estimar a usinabilidade e selecionar a ferramenta de corte necessária. No projeto da ferramenta de corte, o tipo de aço inoxidável é um fator importante para a formatação da geometria de corte, escolha do material da ferramenta (particularmente a classe do metal duro) e a decisão sobre a utilização da refrigeração.
Do ponto de vista de usinabilidade, o aço inoxidável ferrítico e martensítico é muito semelhante ao aço de alta liga. Portanto, a norma ISO 513, que especifica os principais grupos de aplicações de ferramentas de corte, classifica os aços inoxidáveis ferríticos e martensíticos como ISO P. No entanto, a situação com os aços austeníticos, duplex e PH é totalmente diferente. Esses tipos de aços inoxidáveis apresentam baixa usinabilidade e sua usinagem é especificada como ISO M.
A usinabilidade também é influenciada pelo tratamento térmico. No corte de aço inoxidável ISO M, devido à baixa usinabilidade desse material, a aresta da ferramenta de corte usina sob altos esforços de corte.
• Ao começar com a má condução de calor desse aço - a alta temperatura causa fissuras térmicas.
• O auto-endurecimento, devido à deformação do material durante a usinagem, leva à deformação plástica e à fratura.
• A alta resistência do material resulta em desgaste intenso por fadiga e quebra.
• A tendência do material de grudar na ferramenta contribui para a formação de arestas postiças.
O grupo de aplicações ISO S considera a usinagem de superligas de alta temperatura (HTSA), titânio e ligas de titânio. Dentre uma ampla gama de HTSA, existem ligas à base de ferro que, na verdade, são aços inoxidáveis resistentes ao calor e sua usinabilidade deixa muito a desejar.
Consequentemente, o aço inoxidável é toda uma classe de materiais de engenharia, que se diferenciam pelo conteúdo, propriedade e usinabilidade. A usinagem de aço inoxidável requer diferentes soluções, variando na geometria de corte e no material da ferramenta, que cobrem três grupos principais de aplicação: ISO P, M e S.
A indústria metalúrgica necessita de ferramentas cada vez mais eficazes para a usinagem de aço inoxidável e os fabricantes de ferramentas de corte estão em constante busca de uma resposta adequada às crescentes demandas industriais. Apesar de uma longa história de usinagem de aço inoxidável, os fabricantes de ferramentas de corte se esforçam para encontrar novas fontes para aprimorar as soluções existentes e produzir desenvolvimentos inovadores. Os mais recentes produtos da ISCAR, um dos líderes mundiais em ferramentas de corte, confirmam claramente esta conclusão.
Ferramentas de Torneamento
Com base na experiência acumulada, a ISCAR desenvolveu três novos formadores de cavacos para pastilhas de torneamento ISO. Os formadores de cavacos, que determinam o perfil da geometria de corte, são designados R3M, M3M e F3 e especificam os principais campos de aplicação: torneamento em desbaste, semiacabamento e acabamento de aço inoxidável. Eles são usados em projetos de pastilhas de torneamento tanto negativas, como positivas. As características típicas dos formadores de cavacos são um defletor de formato especial para melhor controle de cavacos e uma superfície ondulada para evitar o martelamento de cavacos. A modelagem 3D do fluxo de cavacos contribuiu muito para a formação do defletor durante a fase de projeto. Para ajudar a identificar o formador de cavacos, existe um contorno gravado ao redor do furo da pastilha e cada formador de cavacos é caracterizado pelo número de curvas de contorno.
De acordo com os especialistas da ISCAR, em combinação com as classes de metal duro mais avançadas que aplicam a tecnologia de tratamento de pós-revestimento SUMOTECH, os novos formadores de cavacos oferecem maior desempenho e aumentam a vida útil da ferramenta.
Na indústria metalúrgica, as máquinas do tipo suíço são muito populares na fabricação de peças de aço inoxidável de pequeno porte, principalmente para as indústrias aeroespacial e médica. As pastilhas recentemente introduzidas para canal e torneamento com um novo formador de cavacos NX foram desenvolvidas especificamente para a linha ISCAR SWISSCUT INNOVAL. O novo formador de cavacos melhora consideravelmente o controle de cavacos na usinagem de aço inoxidável. Como no caso anterior, a modelagem 3D de uma formação de cavacos facilitou a descoberta da forma ideal do formador de cavacos.
Em cortes e canais, a ISCAR lançou duas novas classes de metal duro com cobertura PVD TiAlN para usinagem de aço inoxidável: IC1010 para velocidades de corte médias a altas e IC1030 para velocidades de corte baixas a médias.
Ferramentas Rotativas
As capacidades técnicas de uma ferramenta de corte são amplamente determinadas por suas propriedades. Na furação de aço inoxidável, muitos dos desenvolvimentos mais recentes da ISCAR têm como objetivo a criação de um material de ferramenta melhor, o que resultou em duas novas classes de metal duro: IC806 e IC5500. IC806 com revestimento PVD é indicado principalmente para furação profunda de aço inoxidável resistente ao calor de difícil usinabilidade (grupos ISO S e ISO M), enquanto IC5500, que apresenta um novo substrato e um revestimento CVD, garante alto desempenho na furação aço inoxidável ferrítico e martensítico (grupo ISO P).
Os resultados impressionantes da classe de metal duro IC5500 na furação tiveram um impacto direto na expansão da faixa de aplicação da classe e foi posteriormente adotada pela linha de produtos de fresamento intercambiável. A família de fresas com pastilhas redondas foi recentemente expandida com novas ferramentas destinadas principalmente à usinagem de perfis de palhetas de turbomáquinas. As novas pastilhas estão disponíveis em duas versões de design. A primeira versão, produzida com a classe IC5820, é direcionada à usinagem de aços inoxidáveis austeníticos, duplex e endurecíveis por precipitação (grupos ISO M e ISO S). A segunda versão, feita de metal duro IC5500, é destinada ao fresamento de aços inoxidáveis ferríticos e martensíticos (grupo ISO P). O uso da classe IC5500, comprovada em furação, como material para a pastilha redonda, proporciona velocidades de corte consideravelmente maiores.
Uma solução interessante para melhorar o desempenho na usinagem de aço inoxidável austenítico, duplex e endurecido por precipitação (grupos ISO M e ISO S) é representada pela família recentemente desenvolvida de fresas de topo de metal duro com cinco canais. O conceito da fresa de topo utiliza o princípio sem vibração e obteve o reconhecimento bem-sucedido dos produtos CHATTERFREE da ISCAR - passo angular variável e diferentes ângulos de hélice. Um novo elemento é um mecanismo de controle de desgaste de sub-canal. As fresas de topo são feitas de uma nova classe de metal duro submicron com cobertura PVD IC608. A combinação no projeto da fresa da abordagem sem vibração, os sub-canais, um núcleo cônico reforçado e a classe avançada de resistência ao desgaste de trouxe um aumento notável na vida útil da ferramenta.
Refrigeração Eficaz - Um Trampolim para o Sucesso
Ao usinar aço inoxidável de difícil usinabilidade, em muitos casos, o fornecimento eficaz da refrigeração é um fator de otimização do desempenho. As fresas de corte TANGSLIT com canais de refrigeração direcionados para cada aresta de corte proporcionam uma excelente solução para o cliente. As fresas podem ser utilizadas tanto com pressão de refrigeração baixa (até 10 bar), como alta (até 340 bar), possibilitam velocidades de corte crescentes em até 50% e garantem eliminação eficiente de cavacos e um bom acabamento superficial.
Seguindo as crescentes demandas de usinagem com refrigeração de alta pressão, a ISCAR adicionou novos adaptadores com canais internos de refrigeração às ferramentas de rosqueamento. Os adaptadores carregam pastilhas altamente econômicas com 10 arestas de corte.
As demandas por soluções cada vez mais eficientes para a usinagem de aço inoxidável exigem uma resposta adequada do fabricante da ferramenta de corte. Alta competência e expertise, multiplicadas por uma iniciativa inovadora, é o ponto decisivo aqui e o caminho para progredir. A ISCAR permanece determinada e continuará seguindo esta prática em desenvolvimentos futuros.
