O desenvolvimento e composição de revestimentos para ferramentas de corte

Recentemente, a atenção tem sido dada à pesquisa e aplicação de revestimentos multicamadas e nanocompósitos.

Rachel Israel, cientista-chefe e desenvolvedora de revestimentos da Vargus, com sede no Reino Unido, discute várias tendências na tecnologia de revestimentos e como a empresa está pesquisando e desenvolvendo revestimentos de última geração para atender às demandas do mercado.

Raquel Israel: A tendência cada vez maior em relação à produtividade (velocidade de usinagem) e à qualidade dos componentes usinados, juntamente com o atendimento aos padrões ecológicos (mínima ou nenhuma lubrificação) abrem grandes demandas nos materiais de revestimento (ferramentas). Além da alta dureza, são necessárias alta resistência à oxidação e estabilidade térmica.

Há um grande desenvolvimento no que diz respeito à composição química. Tornou-se mais complicado à medida que mais de um ou dois elementos são usados ​​para depositar diferentes revestimentos. Recentemente, temos visto revestimentos à base de titânio-silício [TiSi] que estão se tornando cada vez mais resistentes.

Existem fortes atividades para aumentar a resistência à oxidação de revestimentos de boreto pulverizados, como diboreto de titânio [TiB2], diboreto de cromo [CrB2], diboreto de tântalo [TaB2]. Os revestimentos de diboreto com diferentes elementos são projetados para materiais difíceis de usinar, como liga aeroespacial TiAl6V4 e ligas de alumínio.

O revestimento TiB2 com conjunto otimizado de características mostra-se muito promissor para a usinagem de ligas de Ti.

Grande progresso foi alcançado e os fornecedores de alvos são capazes de ligar o alvo com silicone, contendo diferentes compostos como siliceto, silício de titânio [TiSi2] e silício de cromo [CrSi2]. Com eles, eles podem colocar o silicone no revestimento de boreto depositado mais próximo. O silício aumenta drasticamente a faixa de temperatura do revestimento; dá mais estabilidade.

A redução do desgaste e da corrosão, juntamente com o aumento da estabilidade térmica de ferramentas e componentes mecânicos, apresenta desafios industriais que exigem o desenvolvimento contínuo de novos materiais de revestimento e conceitos de design de revestimento. Recentemente, a atenção tem sido dada à pesquisa e aplicação de revestimentos multicamadas e nanocompósitos. Em nosso desenvolvimento mais recente, camadas de TiAlN e TiSiN foram depositadas alternativamente para produzir um revestimento nanocompósito de TiAlSiN em nanocamadas. Os revestimentos de camada única TiAlN e TiSiN foram depositados juntamente com o revestimento em nanocamadas.

Israel: Dois métodos são essencialmente usados ​​para fins de revestimento: revestimentos de Deposição Física de Vapor (PVD) e revestimentos de Deposição Química de Vapor (CVD). Os revestimentos CVD são a primeira escolha quando se trata de resistência ao desgaste, como para operações gerais de torneamento de aços inoxidáveis ​​e ao furar aço, onde os revestimentos CVD espessos proporcionam resistência ao desgaste de cratera. Eles também são usados ​​para classes de fresamento em ISO P, ISO M e ISO K.

A seleção da ferramenta de corte correta é baseada no material a ser usinado, na potência disponível na máquina, na estabilidade do acessório e na dinâmica da máquina, o que leva à seleção correta do material da ferramenta de corte, classes, geometrias, profundidade de cortes e avanços.

Israel: O principal objetivo do desenvolvimento de revestimentos tem sido proteger as ferramentas de corte do desgaste abrasivo e adesivo. No entanto, à medida que a tecnologia de revestimento continua a avançar, os desenvolvedores descobriram outras características que um revestimento pode oferecer, como resistência ao calor e redução de atrito.

Os revestimentos de camada única TiAlN e TiSiN foram depositados juntamente com o revestimento em nanocamadas.

Ao desenvolver diferentes tipos de revestimento, precisamos levar em consideração a aplicação utilizada, o material de corte, as condições de trabalho e muito mais. Como resultado, seremos capazes de aumentar a resistência ao desgaste, aumentar a resistência à oxidação, reduzir o atrito, aumentar a resistência à fadiga do metal e aumentar a resistência ao choque térmico.

Quando as ferramentas de corte são adequadamente revestidas e funcionam conforme projetado, o resultado para o usuário final são dados de corte mais elevados, maior vida útil da ferramenta e a possibilidade de usinagem a seco.