Como escolher o revestimento adequado para a ferramenta

Escolher o revestimento adequado pode parecer complexo, mas é crucial para eficiência e vida útil. Principiantes e profissionais podem decidir melhor se compreenderem as variáveis que influenciam a escolha.

Comece por considerar o material das próprias ferramentas.

• Ferramentas de metal duro

As ferramentas de metal duro utilizam diferentes sistemas de revestimento selecionados para a peça e a operação. O TiN e o carbono tipo diamante (DLC) respondem a necessidades diferentes; nenhum é uma escolha universal. Avalie o conjunto de substrato, revestimento e geometria da aresta, em vez de assumir que qualquer revestimento adicional melhora o desempenho.

• Ferramentas de aço rápido (HSS)

As ferramentas de HSS podem beneficiar de revestimentos adequados, incluindo TiAlN em aplicações apropriadas. O processo de deposição deve ser compatível com o substrato de HSS e o respetivo tratamento térmico. Selecione o sistema para a operação, em vez de assumir que o HSS é sempre mais versátil ou que o revestimento elimina os seus limites de temperatura.

Revestimentos como TiN e CrN podem melhorar o comportamento superficial ao desgaste em aplicações adequadas. A dureza do revestimento não aumenta automaticamente a tenacidade de toda a ferramenta. Compare os sistemas segundo a compatibilidade com o substrato, a aderência, a preparação da aresta, o material da peça e as condições de serviço.

• Revestimento de nitreto de titânio (TiN):

TiN pode ser depositado por deposição física em fase de vapor (PVD) e é utilizado em ferramentas adequadas de corte e conformação, incluindo algumas de HSS. Pode melhorar o comportamento ao desgaste quando o substrato e a aplicação são compatíveis. A temperatura de utilização e o desempenho dependem do sistema específico; não garante qualidade de maquinagem nem maior tenacidade do corpo da ferramenta.

• Revestimento de carboneto de titânio (TiC):

O TiC é utilizado em sistemas de revestimento de ferramentas pela resistência ao desgaste. A aderência e o desempenho dependem do substrato, do processo de deposição, da arquitetura das camadas e das condições de corte. Não deduza uma temperatura ou esforços inferiores nem adequação a todos os cortes contínuos apenas da química do revestimento.

• Revestimento de carbonitreto de titânio (TiCN):

TiCN é um revestimento de carbonitreto de titânio utilizado em diferentes sistemas e aplicações. A dureza, o comportamento ao atrito e a capacidade térmica dependem da composição e do processo de deposição. O carbono do revestimento não é simplesmente um lubrificante livre, e um único limiar de temperatura não define os limites de todas as ferramentas revestidas com TiCN.

• Revestimento de nitreto de titânio e alumínio (TiAlN/AlTiN):

TiAlN e AlTiN designam famílias de revestimentos de nitreto de titânio que contêm alumínio. A composição e a arquitetura influenciam a estrutura, a dureza a quente e o comportamento à oxidação. Pode formar-se uma camada protetora de óxido em condições adequadas, mas o revestimento acabado de depositar não deve ser descrito simplesmente como contendo uma barreira térmica de alumina. Selecione o produto para o material e a estratégia de corte a seco ou com fluido.

• Revestimento de nitreto de alumínio e titânio (AlTiN):

AlTiN designa habitualmente um revestimento de nitreto de titânio e alumínio rico em alumínio, embora a nomenclatura varie por fornecedor. Mais alumínio, por si só, não garante maior resistência ao desgaste nem capacidade para corte interrompido. Compare o revestimento especificado, o substrato, a preparação da aresta e a aplicação prevista.

• Revestimento de nitreto de crómio (CrN):

Os revestimentos CrN podem proporcionar propriedades úteis relacionadas com desgaste, corrosão e adesão em aplicações adequadas. A retenção de lubrificante não é uma consequência universal da estrutura de grão do CrN. Confirme o produto específico para cortar titânio, alumínio ou outros materiais, em vez de considerar CrN a escolha preferida para todos.

• Revestimento de diamante:

Os revestimentos de diamante CVD podem ser adequados para determinados materiais não ferrosos abrasivos, grafite e compósitos quando o substrato e o revestimento são compatíveis. O diamante já é carbono; as suas limitações não devem ser descritas como carbonização. A interação química com o ferro a temperatura elevada pode causar desgaste rápido, pelo que as ferramentas convencionais revestidas de diamante geralmente não são escolhidas para aço. Os limites dependem da ferramenta e do processo completos.

• Nitreto de boro cúbico (c-BN): distinguir material da ferramenta e revestimento

As pastilhas de PCBN são distintas dos revestimentos finos de c-BN. A utilização estabelecida de qualidades de PCBN na maquinagem de materiais endurecidos não demonstra desempenho equivalente numa ferramenta revestida de c-BN. Especifique um produto verificado e dados de aplicação antes de o recomendar; não apresente os revestimentos de c-BN como a melhor escolha geral para aços endurecidos, ferros fundidos ou superligas.

Os revestimentos podem ter arquiteturas monocamada, multicamada, graduadas ou nanocompósitas. O benefício depende da ferramenta completa e da aplicação, não apenas do número de camadas. Consulte as recomendações do fornecedor para corte, furação, corte de engrenagens ou roscagem.

O setor industrial, por si só, não determina o revestimento. As peças aeroespaciais e automóveis abrangem diferentes materiais e operações; comece pelo requisito real de maquinagem.

Compare o custo do revestimento com a vida útil medida, o tempo de ciclo, a qualidade da peça e os custos de recondicionamento. Um preço superior ou a designação de material superduro não demonstra melhor desempenho. Separe a economia das pastilhas de PCBN das afirmações sobre revestimentos finos de c-BN.

Escolher o revestimento adequado exige equilibrar o tipo de ferramenta, o material maquinado, o ambiente e a aplicação específica. Considerar estes fatores pode melhorar significativamente o desempenho e a vida útil das ferramentas.

P: Qual é o melhor revestimento para ferramentas de aço rápido?

R: Não existe um revestimento universalmente melhor para HSS. Escolha um processo de deposição e um revestimento compatíveis com o tratamento térmico da ferramenta, a peça, a operação e as condições de arrefecimento.

P: Qualquer revestimento de ferramenta pode ser utilizado para qualquer material?

R: Não. A compatibilidade depende do substrato da ferramenta, da peça e das condições de corte. Os revestimentos de diamante podem servir determinadas aplicações abrasivas não ferrosas, mas não são uma opção universal para todos os materiais.

P: Como escolher um revestimento para maquinagem a seco?

R: Confirme primeiro que a maquinagem a seco é adequada para a ferramenta e a operação. Utilize depois as recomendações do fornecedor para o sistema completo de substrato e revestimento; os revestimentos do tipo TiAlN podem ser candidatos em aplicações apropriadas, mas não garantem um processo a seco bem-sucedido.

P: Qual é o revestimento de ferramenta mais económico?

R: Compare o custo por peça conforme com os mesmos requisitos de qualidade. O TiN pode ser económico em algumas aplicações, enquanto outro revestimento ou uma ferramenta sem revestimento pode ter melhor desempenho noutras.

P: Existem revestimentos de ferramentas amigos do ambiente?

R: O desempenho ambiental exige evidências que abranjam a deposição, a vida útil, o consumo de energia e fluidos e o tratamento no fim de vida. A designação DLC, por si só, não demonstra menor impacto ambiental.