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20 Jun

Metal duro

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Metal duro é o nome dado a uma liga de carboneto de Tungstênio, produzido por metalurgia do pó. O produto é obtido pela prensagem e sinterização de uma mistura de pós de carboneto e outros materiais de menor ponto de fusão, chamados ligantes (Cobalto, Níquel, Titânio, Cromo ou uma combinação deles).

Após a prensagem, ou seja, o pó compactado com a forma do molde, o composto já tem consistência suficiente para ser usinado na forma desejada, ou bem próximo dela. Ocorre a seguir o processo de sinterização, aquecimento a uma temperatura suficiente para fundir o metal ligante, que preenche os vazios entre os grãos dos carbonetos. O resultado é um material de dureza elevada, entre 75 e 95 HRA, dependendo do teor de ligante e do tamanho de grão do carboneto. As maiores durezas são conseguidas com baixos teores de ligante e tamanho de grão reduzido. Por outro lado maior tenacidade é obtida aumentando o teor de ligante e/ou aumentando o tamanho de grão.

Durante o processo de sinterização, ocorre uma perda de volume que ocasiona uma contração. Linearmente essa contração pode ocasionar redução de 14% a 26% (45% a 60% em volume). A densidade do metal duro é bem alta, podendo o seu peso específico ser considerado o dobro, comparado ao aço. A dilatação térmica porém, sofre um efeito inverso, podendo seu coeficiente ser considerado a metade em comparação ao do aço.

As ferramentas de corte, onde a propriedade desejada é elevada dureza, tem teores baixos de ligante, menos de 5%. Já em discos de laminação, onde a resistência ao impacto passa a ser vital, é necessário perder um pouco da dureza para conseguir um mínimo de tenacidade. Nesse caso, dependendo da aplicação, o teor de ligante pode chegar a 50 ou 70%. Seu advento no final da década de 20, na Alemanha, quando Karl Schröter conseguiu produzir em laboratório WC um material com pó de carboneto de Tungstenio misturado ao de outros materiais como Níquel ou Cobalto, compactá-lo e após sinterizado verificar que tinha muito boas propriedades como baixa porosidade, alta dureza e boa resistência ao desgaste. Isso provocou o segundo grande impulso na área dos materiais de ferramenta de corte (o primeiro foi com o surgimento do aço rápido).

Em 1927 o metal duro passou a ser usado em ferramentas de corte, introduzido pela Fried. Krupp AG com o nome widia (de wie diamant do alemão, como diamante), fazendo referência à semelhança das propriedades desse material com as do diamante, o que até certo ponto é um exagero. Materiais descobertos posteriormente como o CBN (nitreto cúbico de boro) merecem mais essa honraria.

Com os metais duros, as velocidades de corte das ferramentas puderam ser aumentadas na usinagem de aço comum, e trouxe ao mercado, na década de 30, um dos mais fantásticos grupos de materias de ferramentas de corte. Passou a ser possível a usinagem de materiais endurecidos como cilindros de ferro fundido para laminação. Novamente, as velocidades de corte puderam ser aumentadas, dessa vez de tal maneira que passaram praticamente de 35 m/min com os aços rápidos para 250 a 300 m/min com os metais duros. Devido sua alta dureza, elas tendem a quebrar, submetidas a paradas repentinas ou esforços muito grandes, para minimizar o problema, várias soluções foram apresentadas novas coberturas e geometrias de corte para seu maior rendimento e vida útil. As peças de metal duro revolucionaram a indústria, pois permitem avanços e velocidades de corte maiores no processo de usinagem, e também foram aplicadas na fabricação de discos e anéis para cilindros de laminação com capacidade de laminar até 10 vezes mais entre reusinagens que os equivalentes em ferro fundido, reduzindo assim os câmbios de cilindros que interrompem a produção.

As grandes aplicações do metal duro, que é fabricado pelo processo de metalurgia do pó, devem-se ao fato de possuír uma combinação de resistência ao desgaste e resistência à compressão em altos níveis.

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Última modificação em Quarta, 20 Junho 2012 19:50
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