(05/04/2009) – As coberturas têm revolucionado o mercado de ferramentas há mais de 30 anos. Maior produtividade e vidas úteis mais longas fazem das ferramentas com cobertura um item fundamental nas produções. A tecnologia de coberturas é o assunto principal em Pesquisa e Desenvolvimento, particularmente na usinagem de novos materiais.
A história começou há mais de 40 anos, mas a cobertura de CVD com fase cerâmica – um marco no setor de ferramentas – surgiu apenas em meados dos anos 70. TiN, TiCN, TiAlN e Al2O3 conquistaram o mercado muito rapidamente. A gama de aplicações desse tipo de revestimento foi ainda mais expandida com o surgimento das multicamadas e as coberturas PVD. O resultado: hoje, mais de 90% de todos os insertos intercambiáveis possuem algum tipo de revestimento.
Os fabricantes de ferramentas europeus e os especialistas em coberturas sempre estiveram à frente no desenvolvimento de novos revestimentos. Um desses fabricantes, a Walter AG, alcançou grande sucesso com as coberturas Tiger.Tec em 2001. Oito anos após ser lançadas, as várias versões Tiger ainda são o referencial para coberturas de óxido de alumínio – o que não deixa de ser surpreendente, se o leitor considerar a velocidade das inovações neste setor.
Seleção é limitada – A seleção dos materiais adequados para uma cobertura de alta performance é limitada. Os requisitos básicos que as coberturas devem atender são primordialmente:
- Alta dureza a altas temperaturas;
- Resistência ao desgaste;
- Baixa condutibilidade térmica;
- Alta resistência à difusão e oxidação;
- Baixa tendência à formação de aresta postiça.
Apenas alguns poucos materiais como carbonetos, nitretos, óxidos ou suas misturas podem ser usados. O Al2O3 se estabeleceu como o material ideal para muitas aplicações de usinagem, e há uma razão para isto. Com dureza de 2600 HV a 20ºC e 900-1200 HV a uma temperatura de 800ºC, o óxido de alumínio não apenas tem a maior dureza a altas temperaturas, mas também oferece excelente estabilidade química.
No entanto, o Al2O3 somente pode explorar seu potencial em conjunto com MT-TiCN (MT: média temperatura). Isto é necessário para a proteção contra o desgaste frontal. O quão bem a ferramenta está realmente protegida depende fortemente da microestrutura de TiCN: quanto mais fino é o grão, maior a resistência à abrasão.
De volta ao óxido de alumínio. Este componente tem outra propriedade importante: a baixa condução de calor. Isto significa que o substrato de metal duro fica mais protegido das altas temperaturas durante a usinagem. Este aspecto é crucial para o processo de acabamento com altas velocidades e corte interrompido.
O Al2O3 permite o aumento da resistência à deformação plástica da pastilha durante a usinagem em altas velocidades de corte e reduz a variação térmica da pastilha durante operações de corte interrompido, evitando avarias como trincas térmicas e proporcionando uma maior segurança de processo.
(Confira na próxima semana a 2a. parte deste artigo)
(*) Artigo produzido pelo Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento da Walter AG
