Os desafios, por vezes inesperados, da usinagem de ferro fundido

A usinagem de ferro fundido é considerada de baixo grau de dificuldade. Essa premissa se deve parcialmente ao maior conteúdo de grafita no material em comparação ao aço.

Agrafitatorna os cavacos gerados curtos e quebradiços e possui propriedades antifricção que contribuem para a lubrificação da aresta de corte. E com a sua capacidade de absorver vibrações, a grafita também melhora a estabilidade da usinagem. Embora essas vantagens possam reforçar a premissa acima mencionada, o mundo diferenciado do ferro fundido exige um estudo mais detalhado dessa afirmação.

Como pode ser interpretado a partir de seu nome, oferro fundidoé proveniente de fundições. A usinagem de peças de ferro fundido envolve a remoção de material não uniforme e variável - por exemplo, inclusões de areia, casca de fundição, bolhas de ar, fissuras térmicas e outros defeitos de fundição, o que afeta as ferramentas de corte. Do ponto de vista da usinagem, o maior teor de grafita também apresenta uma desvantagem: acelera o desgaste por abrasão. Isso significa que as ferramentas de corte devem ter boa resistência ao desgaste para garantir alta produtividade. Também é importante notar que o termo “ferro fundido” pode de fato se referir a diferentes tipos de ligas ferrosas, para as quais a usinabilidade pode variar significativamente. Essa última variante é muitas vezes negligenciada, o que pode levar à escolha incorreta da ferramenta de corte e à definição incorreta dos dados de corte.

Existem vários tipos de ferro fundido. O ferro fundido cinzento, nodular e maleável forma o grupo de aplicação K (cor de identificação vermelha) de acordo com a classificação da norma ISO 513. Ferros fundidos coquilhado e endurecido referem-se ao grupo H (cor cinza de identificação). Essas especificações oferecem diretrizes claras para os fabricantes em relação à aplicação de ferramentas de corte - material de ferramenta correto, geometria de corte e seleção de dados de corte.

Normalmente, a usinagem de ferro fundido ISO K não é um problema para os fabricantes. O ferro fundido cinzento ferrítico, por exemplo, é um material fácil de usinar. No entanto, a usinagem de ferro fundido ISO H é mais difícil. Embora semelhantes às condições para usinagem de aços endurecidos, os recursos específicos do material exigem soluções adequadas dos fabricantes de ferramentas de corte. Além disso, alguns tipos de ferro fundido demonstram certa dualidade em sua usinabilidade, enfatizando a amplitude e a heterogeneidade da definição "ferro fundido".

Por exemplo, a usinabilidade do ferro fundido resistente ao Ni pode ser comparada ao ferro fundido cinzento; no entanto, a geometria de corte indicada parece mais adequada para o aço inoxidável austenítico. As peças de ferro fundido nodular austemperado (ADI) são entregues em diferentes condições de material e nível de dureza que afetam a seleção correta das ferramentas de corte. A usinabilidade do ADI antes do endurecimento é semelhante à usinagem de aço de alta liga. No entanto, se esse ferro fundido for usinado em uma condição de alta dureza, apenas as ferramentas destinadas ao grupo de aplicações ISO H atenderão às expectativas do cliente.

A situação com ferro fundido de alta dureza no grupo ISO H é desafiadora. A usinagem de ferro fundido com uma dureza HB 400… 440 geralmente não é um grande problema para os fabricantes. No entanto, a imagem muda radicalmente ao lidar com ferro fundido resistente à abrasão com alto teor de cromo. A dureza geral pode estar em torno da HRC 52… 54, mas nas áreas de paredes finas de uma peça usinada, a dureza pode atingir 60 HRC e até mais, o que torna a usinagem extremamente difícil e diminui significativamente a vida útil da ferramenta.

A Tabela 1 mostra a classificação média de usinabilidade para diferentes tipos de ferro fundido. O ferro fundido cinzento perlítico, especificado com uma classificação de 100%, fornece uma base para comparação.

A seleção da ferramenta de corte mais adequada para a usinagem de ferro fundido deve basear-se num estudo detalhado do tipo de ferro fundido e sua dureza. Os especialistas em aplicação de ferramentas de corte precisam ser totalmente precisos ao especificar características do ferro fundido destinado à usinagem. Por sua vez, os fabricantes de ferramentas de corte fazem todos os esforços possíveis para encontrar as soluções mais eficazes para usinagem de ferro fundido, levando em consideração a diversidade do mundo do ferro fundido. Entre os principais consumidores de ferro fundido estão as indústrias automotiva, moldes e matrizes, máquinas-ferramenta e indústrias pesadas - todos exigindo produtos cada vez mais eficientes de seus parceiros de ferramentas de corte.

As ferramentas para a usinagem de ferro fundido formam uma grande parte da gama de produtos daISCAR. A ISCAR trouxe ao mercado uma variedade de designs interessantes e materiais direcionados precisamente para o corte deste material popular. Alguns desses designs são bastante indicativos da lógica de seus criadores, cujo objetivo era encontrar uma resposta adequada às necessidades do cliente.

Sobre uma base firme

O ferro fundido Duro/Alto Cromo difícil de usinar, mencionado anteriormente, cria sérias barreiras à produtividade da usinagem. Uma ferramenta de corte sofre alta carga mecânica e térmica. Velocidades de cortes baixas são utilizadas quando fresando esse tipo de ferro fundido, por exemplo, 40-50 m/min (130-160 sfm). A geração intensiva de calor geralmente força os fabricantes a aplicar refrigeração. Como resultado, a ferramenta usina sob condições de efeito de choque térmico, o que reduz consideravelmente a sua vida útil.

AISCARdesenvolveu aclasseDT7150 especialmente para este tipo de operação. A DT7150 é um tipo de metal duro "DO-TEC" que possui um substrato resistente e combina os processos de revestimento CVD e PVD em média temperatura. Devido à sua extremamente alta resistência ao desgaste e lascamento, aclasseDT7150 proporciona aos clientes uma solução eficaz para a usinagem de ferro fundido endurecido.

Fonte CIMM

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