Ultrapassando os limites com a cerâmica

Apr 26, 2023

O desenvolvimento de oportunidades revolucionárias de grau de metal duro na usinagem está praticamente esgotado, de acordo com Bernie McConnell, vice-presidente executivo comercial da Greenleaf Corp., Saegertown, Pa.

"Além de fazer coisas diferentes com revestimentos, geometria e preparação de arestas, existem tantas maneiras de misturar e misturar os materiais de metal duro", disse ele. "A maior parte do empolgante desenvolvimento tecnológico está vindo do lado cerâmico do negócio." Isso é para ferramentas de corte e peças. "Se você está falando sobre ir super rápido, enfrentar calor extremo ou características de desgaste abrasivo, a cerâmica está avançando em diversas aplicações. As capacidades da cerâmica de hoje são inacreditáveis ​​e continuam a melhorar."

A cerâmica continua sendo uma excelente solução para ligas de alta temperatura e materiais abrasivos, com a capacidade de atingir taxas impressionantes. Na verdade, as velocidades de fresamento em ligas de alta temperatura variam de 2.800 a 4.400 pés de superfície por minuto (SFM), de acordo com Robert Navarrete, especialista nacional de produto para cortes, canais e torneamento na Iscar USA.

"Para fresamento, eu normalmente começaria em torno de 3.400 SFM, mediria o desgaste da pastilha e ajustaria os parâmetros de acordo", explicou ele. "Para tornear, dependendo da capacidade da máquina, você estaria entre 600 e 1.100 SFM em ligas de alta temperatura."

Mas isso não é nenhuma novidade. Navarrete observou que várias lojas estão familiarizadas com esses recursos com base na experiência com cerâmica reforçada com whisker, que é uma tecnologia de décadas. Em vez disso, ele divulgou novas cerâmicas de silício, alumínio, oxigênio e nitrogênio (SiAlON). "Você pode executar os mesmos parâmetros semelhantes a bigodes a um custo menor, porque os SiAlONs são mais baratos de produzir do que os bigodes", disse Navarrete. "Eu nunca entrei em uma loja, especifiquei e cotei um SiAlON e saí mais caro do que um bigode. Isso nunca aconteceu."

A diferença de preço pode facilmente ser de 25 a 30%, acrescentou ele, citando o caso de uma cerâmica reforçada com whisker com uma vida útil de sete minutos, contra seis minutos para o SiAlON. Mas, com um preço 25% menor, isso representa uma economia de 7% em favor do SiAlON. "Em um ano de uso, é uma economia enorme", afirmou Navarrete. "A cerâmica não é barata."

Outra vantagem: os SiAlONs são "muito mais indulgentes do que um bigode", continuou ele, e como resultado eles podem operar em velocidades mais baixas, sem a plastificação que normalmente é necessária para o corte da cerâmica whisker. "Se eu tivesse uma peça com um corte interrompido, como uma forja com escama ou qualquer tipo de crosta, eu usaria um SiAlON, em vez de um bigode."

A Iscar oferece SiAlONs "resistentes" e versões "duras". Este último é anunciado como "semelhante a bigode", porque imita a natureza dura e quebradiça da cerâmica reforçada com bigode.

Enquanto isso, a cerâmica reforçada com whisker de desempenho premium da Greenleaf continua a ter aplicações de valor agregado, devido à sua maior dureza a quente e maior capacidade de taxa de alimentação, de acordo com Martin Dillaman, gerente global da empresa para engenharia e aplicações. Por exemplo, ele disse, "normalmente você não terminaria com um SiAlON em ligas resistentes ao calor, porque elas operam em uma taxa de avanço mais alta que excede o requisito de acabamento superficial da peça. Portanto, você deve usar uma cerâmica reforçada com whisker se você quer manter a velocidade e terminar."

Dillaman acrescentou que muitas empresas aeroespaciais realizam testes sônicos em suas peças de liga resistentes ao calor, verificando pequenas imperfeições na superfície. Mas, em todos os casos que ele conhece, "o acabamento superficial deixado por um SiAlON não passará no teste sônico, enquanto nossas cerâmicas reforçadas com bigode WG300 e WG600 revestidas foram aprovadas para esse teste. Portanto, há definitivamente algumas áreas onde os bigodes não vão para ser substituído por um SiAlON."

Greg Bronson, diretor de vendas da Greenleaf para as Américas, elaborou. "Como a borda da cerâmica de grau whisker resiste melhor, você não obtém o mesmo nível de geração de calor e manchas de material que podem fazer com que as peças falhem em testes de superfície adicionais."