Modern materials for forming and cutting tools – overview

Abstract

Materials are an ever-changing field of science with high innovation potential. The knowledge in this subject is fundamental for manufacturing industry. Future products play a decisive role in choosing materials. With new production and processing technologies the quality of materials was improved significantly. Modern heat treatments and high specialized coatings create properties, which lead for example to high speed machining with an excellent productivity. Under these conditions, it is necessary, to develop customized products. This paper presents an overview of the state of the art of modern materials for forming and cutting tools and depicts the investigation on tool steels, cemented carbides, ceramics and materials with very high hardness and describes some selected fields of innovation in these fields.

Compósitos de alumina com adições de NbC, TaC e TiC para aplicação em ferramentas de corte

“…O seu uso tem tido crescimento contínuo não apenas pelo advento de novas tecnologias, que permitem a produção de materiais de alto desempenho, mas também porque junto a este avanço houve a melhora na tecnologia de máquinas ferramenta, que permitiu aumento da velocidade de corte e a redução nas vibrações nas máquinas durante o processo de usinagem [10,13] . [13,17,18] Nas ferramentas de alumina há a separação entre os tipos de [12,13,15,18] . Na Tabela 2.2 são relacionadas as principais ferramentas comerciais de alumina comercializadas atualmente, assim como0 as principais aplicações mais indicadas de acordo com a literatura pesquisada.…”

“…Na Tabela 2.2 são relacionadas as principais ferramentas comerciais de alumina comercializadas atualmente, assim como0 as principais aplicações mais indicadas de acordo com a literatura pesquisada. Tabela 2.2: Tipos e aplicações das principais ferramentas de corte à base de alumina disponíveis atualmente no mercado [12][13][14][15][16][17]19] Material da ferramenta Propriedades principais Aplicação [19] HV: 20 GPa nanométrica [24] com desempenho elevado devido aos mecanismos de tenacificação por transformação de fase da zircônia, o que confere a estas ferramentas maior resistência ao desgaste.…”

“…Propriedades como, distribuição e tamanho de partícula, morfologia e interação química entre as fases têm influência direta nas características finais dos compósitos [7,15] . Em alguns casos o reforço também altera o comportamento de sinterização das cerâmicas, podendo ocorrer efeito de ancoramento, causando modificação na microestrutura da cerâmica.…”

“…The tool life of cutting tool produced with Al 2 O 3 / NbC composite was 13% higher when compared to a commercial ceramic cutting tool on machining of gray cast iron. [15] [31] [33] [37] [33] [31] [92] Escorregamento entre contornos; 3) Fluxo viscoso; 4) Difusão pela rede; 5) Difusão pelo contorno; 6) Deformação Plástica [88] Neste capítulo é apresentado o tema de estudo, a importância do desenvolvimento de materiais cerâmicos no mercado de ferramentas de corte e a contextualização desta pesquisa.…”

“…E para cada processo usinagem são necessárias ferramentas com características distintas, Tabela 2.1. Tabela 2.1 Propriedades mecânicas mínimas estimadas para ferramentas de corte na usinagem de materiais a base de ferro com dureza entre 45-65 HRC [10] Ferramenta Dureza [11,12,13,14] Apesar da necessidade destas características não há um único material que combine simultaneamente todas as propriedades, principalmente elevada dureza e alta tenacidade, pois em boa parte dos materiais estas propriedades são mutuamente exclusivas [6] , desta forma a seleção da ferramenta de [11,15] Figura 2.1: Comparativo das propriedades dos principais materiais de ferramentas de corte [15] Neste gráfico verifica-se a relação entre propriedades como a tenacidade à fratura, resistência ao desgaste e propriedades mecânicas a altas temperaturas, com os parâmetros de torneamento como avanço e velocidade e corte. Assim, as diferenças entre os materiais e os parâmetros de corte ficam evidenciadas, existindo também uma indicação para a utilização das ferramentas cerâmicas em altas velocidades de corte.…”