(*) Karel Tiefenbach
(27/09/2015) – Recém-lançada, a classe para fresamento M8340 PVD é um marco no desenvolvimento do programa geral de pastilhas da Dormer Pramet e será uma figura central para futuros projetos de P&D. É o resultado de um programa de dois anos para criar uma nova classe em que investimos uma quantidade significativa de tempo e de recursos.
Um longo período de planejamento, que incluiu diversos novos procedimentos experimentais, um processo de avaliação e envolveu mais de 20 técnicos, antecedeu esse projeto. O resultado foi um dos mais bem-sucedidos projetos de desenvolvimento dos últimos 10 anos e, agora, a M8340 é a classe líder usada para auxiliar na maioria das aplicações de fresamento geral, especialmente na usinagem de aços, aços inoxidáveis e ferros fundidos (em determinadas condições). Ela se tornou nossa classe universal para os clientes.
As principais qualidades em uma pastilha, como versatilidade e durabilidade, está relacionada pela composição de sua classe. Como há muitas operações possíveis em fresamento (faceamento, fresamento de cantos a 90º, fresamento de canais, fresamento em mergulho, progressivo, em rampa, entre outros), é importante ter uma classe que possa ser usada no máximo possível das aplicações.
O foco ao estabelecer uma nova classe é determinar quais são os principais objetivos e, em contrapartida, qual o custo que terá para os clientes.
Quando a Dormer Pramet começou a desenvolver a M8340, tinha como objetivo criar uma classe para suportar o fresamento com e sem refrigeração, com uma necessidade específica de aumentar a confiabilidade da aresta de corte, minimizar trincas e melhorar o desempenho quando a refrigeração fosse usada.
Criada sob a linha de produtos intercambiáveis da Pramet, a M8340 deve apoiar nossas classes de fresamento existentes 8215 e 8230 para oferecer um programa completo de opções para o usuário final. Revisar os recursos das ofertas de classes existentes proporcionou uma compreensão profunda de suas estruturas e como elas se diferenciam da M8340.
Começamos a analisar os elementos básicos da pastilha: o substrato que é feito de metal duro – um material obtido pelo processo de metalurgia do pó, a partir da combinação de partículas de carboneto de tungstênio (WC) e cobalto (Co).
A variação do tipo, do tamanho e da proporção das partículas no substrato pode influenciar significativamente a habilidade e a formação da pastilha. Por exemplo, a classe 8215 da Pramet tem baixo teor de cobalto (Co), oferecendo alta dureza e considerável tenacidade, sendo mais adequada para altas velocidades de corte com foco no desempenho. A 8230 tem médio teor de cobalto (Co), proporcionando equilíbrio entre dureza e tenacidade.
Já a M8340 tem foco na outra extremidade da linha. Com alto teor de cobalto, oferece a mais alta tenacidade de todas as classes da empresa com considerável dureza, tornando-se mais adequada para condições de corte desfavoráveis.
A quantidade de cobalto usada, misturada a materiais específicos da empresa, pode fazer com que um substrato seja exclusivo e fornecer uma base que proporcione um bom desempenho da pastilha.
Porém, é a adição da cobertura que pode fazer a diferença mais significativa à composição de uma classe e propiciar um benefício extra de ser durável em condições de usinagem difíceis. A cobertura protege a pastilha contra abrasão, corrosão e calor – tudo que afeta a vida útil da ferramenta de corte.
O metal duro com cobertura constitui até 85% de todas as pastilhas desde que foi introduzido na indústria há mais de 40 anos.
A chave para adicionar uma cobertura é certificar-se de que o material mais adequado é usado para misturar com o substrato, assegurando a combinação perfeita. A aplicação da cobertura, sua espessura e os processos envolvidos são variáveis que afetam o desempenho geral.
No caso da classe M8340, foi adicionada uma cobertura PVD (deposição física de vapor), a partir da evaporação de um metal depois que ele reagir com o nitrogênio para criar uma cobertura dura de nitreto na superfície da ferramenta de corte. Todo esse processo é realizado em temperatura relativamente baixa (400 a 600 °C).
As coberturas PVD são uma maneira popular de fornecer resistência ao desgaste, mas seu esforço de compressão também adiciona a tenacidade da aresta e a resistência a trincas, necessária para combater a dureza da classe. Ela é perfeitamente adequada para lidar com instabilidade e alta taxa de escoamento de cavacos da área de corte.
Recomendada para arestas de corte vivas e adequada para ampla gama de aplicações gerais em furação, usinagem de canais, rosqueamento e fresamento, a cobertura PVD também é usada em acabamento.
As coberturas modernas são combinações de camadas sequenciais e/ou coberturas lamelares, compostas de várias camadas finas, na faixa de nanômetros, tornando-as ainda mais duras.
O substrato M8340 da Pramet é cercado por camadas Nano de TiN (nitreto de titânio) e TiAlN (nitreto de titânio e alumínio) para aumentar a resistência ao desgaste e a trincas térmicas.
O nitreto de titânio tem propriedades gerais que proporciona resistência ao desgaste e, frequentemente, uma cor dourada. Já o nitreto de alumínio e titânio tem alta dureza e resistência à oxidação, o que melhora a resistência ao desgaste geral.
Usar múltiplas camadas de diferentes materiais de coberturas permite combinar todos os benefícios que cada uma oferece. É essa combinação do tamanho do grão submícron tipo H do substrato e da cobertura PVD de múltiplas camadas que aumenta a resistência ao desgaste, principalmente porque previne o aparecimento e a propagação de trincas térmicas e aumenta a vida útil da ferramenta.
Após o desenvolvimento da M8340, demos início a um longo período de avaliação em nossa instalação de produção em Sumperk, na República Tcheca, e em unidades de vendas selecionadas ao redor do mundo.
Os testes foram realizados com e sem refrigeração em comparação a uma classe existente e semelhante dos concorrentes. Ficou claro logo no princípio que a M8340 era a classe que procurávamos.
Em média, ela alcançou: aumento de 50% no desempenho se comparada com a classe da geração anterior; aumento de 30 a 60% na vida útil da ferramenta; aumento de 30% da produtividade com maior confiabilidade.
O início e a propagação das trincas térmicas foram minimizados e embora tenha sido desenhada para operação com refrigeração, também alcançou melhor desempenho em condições de usinagem sem refrigeração.
O sucesso dos testes levaram a M8340 a ser lançada no mercado em novembro de 2014 como parte de uma ampla gama de produtos e disponibilizou quase 150 pastilhas no programa de intercambiáveis da Dormer Pramet.
(*) Karel Tiefenbach, gerente de produtos intercambiáveis para fresamento da Dormer Pramet
