1) O documento discute as propriedades e tipos de materiais usados em ferramentas de corte, incluindo o nitreto de titânio, óxido de alumínio e carbonitrreto de titânio. 2) A falha associada à propriedade de dureza à quente é a fluência, que ocorre sob tensão e altas temperaturas e pode modificar a geometria da aresta de corte. 3) A difusão atômica é importante para a estabilidade química, para evitar que átomos da

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3. Usinagem para
Engenharia
Um curso de mecânica do corte
Resolução dos exerícios
Anna Carla Araujo
Adriane Lopes Mougo
Fábio de Oliveira Campos

4. Usinagem para Engenharia 1𝑎
Edição
Capítulo 5 :
5.1 TiN – o nitreto de titânio é a camada mais externa e tem a função
de diminuir o atrito entre a ferramenta e a peça que está sendo
usinada; Al2O3 – óxido de alumínio é a camada intermediária e tem
a função de diminuir a condutividade térmica; TiCN – o carbonitreto
de titânio é a camada mais interna e tem a função de ligante entre
a ferramenta de corte e as demais camadas.
5.2 A falha associada com a propriedade de dureza à quente da fer-
ramenta de corte é a fluência. Este tipo de falha ocorre quando o
material metálico é submetido a tensão menor que a tensão limite
de escoamento por tempos longos e temperaturas elevadas. Na
usinagem as tensões são oriundas do contato ferramenta-peça, a
temperatura é gerada pelo atrito nas três zonas de cisalhamento e
a fluência pode modificar a geometria da aresta de corte.
5.3 A difusão atômica está associada com a estabilidade química do
material da ferramenta de corte. Se o material não apresentar esta
propriedade, a temperatura alcançada na região de corte pode ser
suficiente para que os átomos do metal usinado ocupem espaços
intersticiais e vacâncias na rede cristalina do metal da ferramenta
de corte e vice-versa. Caso o material da peça tenha quantidade
razoável de carbono na sua composição e este elemento sofra difu-
são, pode ocorrer a formação de carbonetos e o aumento da dureza
e fragilidade da ferramenta.
5.4 O material da ferramenta deve apresentar dureza maior que a peça
de trabalho, mas não tão alta ao ponto de fragilizar. Este material
deve ser capaz de trabalhar em alta velocidade de corte e de avanço,
o que confere maior produtividade, e deve se manter integro nes-
tas condições de trabalho por longo período de tempo. Se estas
condições não forem atendidas a ferramenta alcançará a vida útil
rapidamente e será necessário parar o processo para sua troca.
5.5 As ferramentas monobloco são de aço ferramenta e aço rápido. As
ferramentas inteiriças são fabricadas de aço ferramenta, aço rápido
e metal duro. Por fim, os insertos intercambiáveis abrangem uma
quantidade maior de materiais, como o metal duro, as cerâmicas, o
CBN e o diamante.
5.6 Nos trabalhos manuais utiliza-se normalmente ferramentas fabri-
cadas com aço endurecido ou aço ferramenta. Esta ferramenta
suporta até aproximadamente 200 C e portanto deve ser aplicada
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5. em trabalhos manuais, onde não se alcancem altas velocidades de
corte e temperaturas.
5.7 A dureza nas ferramentas de aço rápido é alcançada por tratamento
térmico, com aquecimento até a temperatura de austenitização
seguida de rápido resfriamento em água para produzir a fase mar-
tensítica. Pode sofrer o tratamento térmico de revenido após a
têmpera para aumentar a tenacidade, mas com isso reduz a dureza
da ferramenta, o que prejudica seu rendimento.
5.8 As principais propriedades das ferramentas HSS são elevadas du-
reza em altas temperaturas, resistência ao desgaste e abrasão,
estabilidade dimensional e boa tenacidade. Devido à estas carac-
terísticas esse material é usado para ferramentas com ângulos de
saída positivos, em máquinas-ferramentas com baixa rigidez e em
processos de usinagem cuja ferramenta tem geometria complexa
como brocas, alargadores e machos.
5.9 Considerando as condições de trabalho e que a quantidade de car-
bono e silício presentes na composição trata do ferro fundido cin-
zento, a ferramenta de corte mais indicada é de metal duro (clas-
sificação K, cor vermelho e podendo alcançar até 90% de WC) e
ferramentas em cerâmicas.
5.10 O diamante é uma forma alotrópica do carbono que se estabiliza
em condições de alta pressão e temperatura. Devido a sua composi-
ção, esta ferramenta não possui estabilidade química com ligas de
ferro-carbono devido a possibilidade de difusão atômica e, portanto,
outras ferramentas devem ser utilizadas, como as de Nitreto Cúbico
de Boro - CBN.
5.11 A fratura dos grãos, o desgaste por abrasão e a fratura do aglome-
rante.
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