Revestimentos DLC e PVD para ferramentas de corte: qual escolher?

A escolha do revestimento adequado é importante para o desempenho da ferramenta de corte. Um bom revestimento pode reduzir o desgaste, prolongar a vida útil, diminuir o atrito e melhorar o trabalho da ferramenta com materiais específicos.

O revestimento DLC descreve uma família de materiais à base de carbono, enquanto o revestimento PVD descreve um processo de deposição. Alguns revestimentos DLC são depositados por PVD, pelo que estas categorias se sobrepõem. Aqui comparam-se sistemas DLC adequados com revestimentos PVD convencionais para ferramentas à base de nitretos; as propriedades dependem da formulação real.

Na maquinagem CNC, a pergunta não é simplesmente: «Que revestimento é melhor?». A pergunta mais útil é:

Que revestimento é mais adequado ao seu material, às condições de corte e ao tipo de ferramenta?

Neste artigo comparamos os revestimentos DLC e PVD do ponto de vista da sua aplicação em ferramentas de corte.

PVD significa Physical Vapor Deposition (deposição física de vapor). É um processo de revestimento realizado numa câmara de vácuo. Os materiais são vaporizados e depositados na superfície da ferramenta para formar uma camada protetora fina e dura.

O PVD não é um único revestimento, mas uma tecnologia de deposição. Muitos revestimentos comuns de ferramentas são produzidos por PVD, como:

• Revestimento TiN
• Revestimento TiAlN
• Revestimento AlTiN
• Revestimento CrN
• Revestimento TiCN

No domínio do corte, as ferramentas de corte com revestimento PVD são amplamente utilizadas porque podem melhorar a resistência ao desgaste, a dureza superficial, a resistência à oxidação e a vida útil.

Os revestimentos PVD são frequentemente utilizados para maquinar:

• Aço
• aço inoxidável
• Ferro fundido
• Aço ligado
• Materiais tratados termicamente
• Peças metálicas gerais

Como os diferentes revestimentos PVD têm propriedades distintas, a escolha depende do material e das condições de corte.

DLC significa Diamond-Like Carbon (carbono tipo diamante). É um revestimento à base de carbono com algumas propriedades semelhantes às do diamante. Face a muitos revestimentos tradicionais, o DLC destaca-se pelo seu baixo atrito, uma dureza elevada e uma excelente resistência à adesão.

Nas ferramentas de corte, o DLC é especialmente útil ao maquinar materiais que tendem a aderir à aresta.

As possíveis aplicações de qualidades DLC devidamente qualificadas incluem:

• Maquinagem de ligas de alumínio
• Maquinagem de cobre
• Maquinagem de latão
• Maquinagem de grafite
• Maquinagem de plásticos
• Maquinagem de compósitos de fibra de carbono
• Maquinagem de outros materiais não ferrosos

Nestas aplicações, o desgaste não é frequentemente o único problema. Também pode ocorrer aresta postiça, adesão de material, mau acabamento superficial ou corte instável.

É aqui que as ferramentas com revestimento DLC podem proporcionar um valor significativo.

O DLC é uma família de materiais de revestimento e o PVD é um processo de deposição que também pode produzir DLC. A tabela compara características típicas do DLC com revestimentos PVD convencionais para ferramentas à base de nitretos; não é uma especificação universal nem uma comparação de categorias mutuamente exclusivas.

Em termos simples:

Os sistemas DLC adequados podem reduzir o atrito e a adesão do material. Os revestimentos PVD convencionais à base de nitretos são frequentemente selecionados pelo comportamento ao desgaste e a temperaturas de corte elevadas. Confirme o revestimento específico, o substrato, o material da peça e as condições de trabalho.

O aspeto do DLC depende do sistema de revestimento e do estado superficial. A cor, por si só, não permite identificar a composição, o método de deposição nem o desempenho de corte.

Nas ferramentas de corte, o revestimento DLC preto é muito comum. Apresenta um aspeto escuro e liso e é frequentemente utilizado para maquinar alumínio, cobre, grafite e outros materiais não ferrosos.

Contudo, o DLC também pode apresentar diferentes cores. Consoante a estrutura, a camada base, a espessura e o tratamento superficial, algumas ferramentas podem apresentar um efeito de revestimento DLC colorido, como tons iridescentes, bronze, azuis ou metálicos.

As seguintes designações descrevem o aspeto, não duas classes normalizadas de materiais DLC:

• Ferramentas com revestimento DLC preto
• Ferramentas com revestimento DLC colorido

Contudo, há um ponto fundamental:

A cor não determina o desempenho de corte.

Para a maquinagem CNC, os clientes devem prestar mais atenção a:

• Estrutura do revestimento
• Coeficiente de atrito
• Resistência à adesão
• Dureza do revestimento
• Substrato da ferramenta
• Material de corte
• Velocidade de corte e avanço
• Condições de arrefecimento

As ferramentas pretas e coloridas podem ter diferentes estruturas de camadas ou acabamentos. Confirme que a camada especificada é realmente DLC e obtenha a composição, a espessura, os limites de serviço e os dados de aplicação; o aspeto não é um ensaio de qualificação.

Considere as ferramentas de corte com revestimento DLC quando o material da peça tenda a aderir à aresta.

Isto é comum na maquinagem de alumínio. O alumínio é macio em comparação com o aço, mas pode aderir facilmente à ferramenta durante o corte. Quando surge aresta postiça, a ferramenta pode perder capacidade de corte, o acabamento piorar e a vida útil tornar-se irregular.

Um revestimento DLC pode ajudar graças ao baixo atrito e à boa resistência à adesão.

Consoante o revestimento e o sistema de ferramentas qualificados, as aplicações possíveis incluem:

• Peças em liga de alumínio
• Componentes de alumínio para a indústria automóvel
• Peças de alumínio para a indústria aeroespacial
• Elétrodos de cobre
• Elétrodos de grafite
• Peças de plástico
• Peças de compósito de fibra de carbono

Por exemplo, as fresas de topo com revestimento DLC são frequentemente utilizadas para maquinar alumínio, reduzir a adesão de material e melhorar o acabamento superficial.

Para temperaturas de corte elevadas ou materiais exigentes, revestimentos PVD adequados à base de nitretos podem oferecer resistência útil ao desgaste e à oxidação. O PVD, por si só, não define estas propriedades: selecione um sistema de revestimento identificado e verifique os limites de aplicação.

Para maquinar aço e aço inoxidável, revestimentos TiAlN ou AlTiN adequados são opções possíveis. A temperatura de corte e o desgaste dependem da velocidade, do contacto de corte, da geometria, do estado do material e do arrefecimento, não apenas da designação geral do material.

As ferramentas com revestimento PVD são frequentemente utilizadas para:

• Maquinagem de aço
• Maquinagem de aço inoxidável
• Maquinagem de ferro fundido
• Maquinagem de aço para moldes
• Maquinagem de aços ligados
• Maquinagem CNC geral

Para muitas aplicações gerais de maquinagem, as ferramentas de corte com revestimento PVD continuam a ser uma opção fiável e económica.

Entre as ferramentas com revestimento DLC, as fresas de topo com revestimento DLC são um dos tipos de produto mais comuns.

São frequentemente utilizadas na maquinagem de alta velocidade de alumínio e metais não ferrosos. Uma aresta afiada e um revestimento de baixo atrito podem reduzir a adesão das aparas e melhorar a estabilidade da maquinagem.

As fresas de topo com revestimento DLC são adequadas para:

• A fresagem de rasgos
• Fresagem lateral
• Fresagem de caixas
• o acabamento
• Maquinagem de alumínio a alta velocidade

Para peças de alumínio com elevadas exigências de acabamento superficial, as fresas de topo com revestimento DLC podem ser uma boa opção.

As brocas com revestimento DLC também são amplamente utilizadas para furar alumínio, cobre e compósitos.

A evacuação das aparas é muito importante durante a furação. Se as aparas aderirem à hélice, a broca pode aquecer mais, perder precisão ou até partir.

Um revestimento DLC pode tornar a superfície da broca mais lisa e facilitar a saída das aparas.

As brocas com revestimento DLC são adequadas para:

• Furação de alumínio
• Furação de cobre
• Furação de compósitos
• Furação de plásticos
• Maquinagem de furos de precisão

As brocas com revestimento DLC merecem ser consideradas para obter qualidade estável do furo e melhor evacuação das aparas.

Para o acabamento de precisão de furos, os alargadores com revestimento DLC também podem ser utilizados, especialmente em materiais não ferrosos.

O alargamento exige boa precisão dimensional e acabamento superficial. Se o material aderir à aresta, a qualidade do furo pode tornar-se irregular.

Um revestimento DLC pode reduzir o atrito e melhorar a uniformidade superficial.

Os alargadores com revestimento DLC são frequentemente utilizados para:

• Furos de precisão em alumínio
• Peças de cobre
• Componentes não ferrosos
• Aplicações com elevadas exigências de acabamento superficial
• Ferramentas personalizadas para acabamento de furos

Para maquinagem de alta precisão, o revestimento deve ser selecionado com a geometria da ferramenta, a tolerância e os parâmetros de corte.

As pastilhas com revestimento DLC podem ser utilizadas para tornear e fresar materiais não ferrosos. São especialmente úteis quando se pretende melhor acabamento superficial e menor atrito.

As aplicações habituais incluem:

• Torneamento de alumínio
• Torneamento de cobre
• Acabamento de metais não ferrosos
• Maquinagem de plásticos
• Aplicações de corte ligeiro

O DLC não é automaticamente adequado para aço ou aço inoxidável. Alguns revestimentos PVD à base de nitretos podem ser preferíveis nas condições térmicas e de desgaste reais. Verifique as recomendações do fabricante; nenhuma categoria garante a adequação.

Não. DLC e PVD são termos que se sobrepõem, e nenhuma designação, por si só, demonstra melhor desempenho de corte.

É um equívoco comum.

Os sistemas DLC qualificados podem ajudar com o atrito e a adesão. Para maquinagem exigente de aço ou temperaturas de corte elevadas, pode ser preferível um revestimento adequado à base de nitretos. A formulação exata, o substrato, a preparação da aresta e o processo determinam o resultado.

Por exemplo:

• Para maquinar alumínio, o DLC é frequentemente uma boa opção.
• Para maquinar aço, um revestimento PVD TiAlN ou AlTiN pode ser melhor.
• Para aço inoxidável, a seleção depende da velocidade de corte, do refrigerante e da geometria da ferramenta.
• Para maquinar grafite, pode considerar-se DLC ou diamante consoante a aplicação.

Por isso, o revestimento deve ser selecionado segundo as condições reais de trabalho.

Antes de escolher um revestimento, confirme o seguinte:

1. Que material será maquinado?
2. Trata-se de desbaste ou acabamento?
3. A velocidade de corte é elevada ou baixa?
4. Será utilizado refrigerante?
5. A adesão do material é um problema?
6. O desgaste deve-se sobretudo ao calor, ao atrito ou à abrasão?
7. Que acabamento superficial é necessário?
8. Que tipo de ferramenta é necessário?

Se o principal problema for adesão de material, aresta postiça ou mau acabamento em alumínio ou materiais não ferrosos, o DLC pode ser a melhor opção.

Se o principal desafio for o calor de corte, um material duro, ou o desgaste abrasivo, compare revestimentos PVD qualificados à base de nitretos com outros sistemas de ferramentas adequados. Ajuste a escolha ao mecanismo de desgaste e aos limites operacionais; o método de deposição, por si só, não basta.

Selecione o sistema de revestimento para a necessidade real de maquinagem. O DLC identifica uma família de materiais e pode ser depositado por PVD; as comparações aqui dizem respeito a revestimentos DLC específicos e a revestimentos convencionais para ferramentas à base de nitretos.

• Baixo atrito
• Boa resistência à adesão
• Melhor acabamento superficial
• Maquinagem de alumínio
• Maquinagem de cobre
• Maquinagem de grafite ou compósitos
• Corte de materiais não ferrosos

• Boa resistência ao desgaste
• Melhor resistência à temperatura
• Maquinagem de aço
• Maquinagem de aço inoxidável
• Maquinagem de ferro fundido
• Corte CNC de uso geral

Se tiver dúvidas sobre o revestimento adequado, comece por verificar o material, o processo de maquinagem, os parâmetros de corte e o tipo de ferramenta.

Como fabricante de ferramentas de corte, a Sundi pode fornecer ferramentas com revestimento DLC, ferramentas com revestimento PVD e ferramentas de corte com revestimentos personalizados de acordo com as diferentes necessidades de maquinagem.

Quer necessite de ferramentas com revestimento DLC preto, ferramentas com revestimento DLC colorido, ou de uma solução personalizada, podemos ajudar a escolher a opção adequada à sua aplicação de maquinagem CNC.

Nenhuma designação é universalmente melhor. O DLC é uma família de materiais que podem ser depositados por PVD. Os sistemas DLC adequados podem ajudar com o atrito e a adesão, enquanto determinados revestimentos PVD à base de nitretos podem ser adequados para cortar aço a temperaturas elevadas. Compare sistemas identificados com o material e as condições reais de corte.

As qualidades DLC adequadas podem ser consideradas para alumínio, cobre, latão, plásticos e determinadas aplicações em compósitos ou grafite. A grafite abrasiva e os compósitos podem exigir outros revestimentos qualificados ou ferramentas de diamante. Confirme o comportamento ao desgaste, a geometria da aresta, a gestão de poeiras ou aparas e os dados do fabricante.

Na maioria dos casos, as ferramentas DLC não são a primeira opção para aço. O seu corte gera normalmente mais calor, e certos revestimentos PVD como TiAlN ou AlTiN podem ser mais adequados. A escolha final depende do material exato e das condições de corte.

Preto ou colorido descreve o aspeto, não uma classe normalizada de desempenho DLC. A estrutura de camadas, a espessura, o acabamento superficial e os efeitos óticos podem influenciar a cor. Verifique a especificação real e os dados de aplicação do revestimento, em vez de inferir a composição ou a adequação pela cor.

As ferramentas DLC comuns incluem fresas DLC, brocas DLC, alargadores DLC, pastilhas DLC e ferramentas de corte DLC personalizadas. São frequentemente utilizadas para alumínio e materiais não ferrosos.

Um sistema DLC adequado pode ser útil para maquinar alumínio, pois reduzir o atrito e a adesão pode limitar a aresta postiça. Os resultados dependem da composição da liga, do tipo de revestimento, da geometria da aresta, das condições de corte e do refrigerante. Valide o acabamento e a vida útil na operação prevista, em vez de pressupor que todas as qualidades DLC são adequadas.