Ultrapassando os Limites com Cerâmica

O desenvolvimento de oportunidades inovadoras de classes de metal duro na usinagem está praticamente esgotado, de acordo com Bernie McConnell, vice-presidente executivo comercial da Greenleaf Corp., Saegertown, Pensilvânia.

“Além de fazer coisas diferentes com revestimentos, geometria e preparação de arestas, existem muitas maneiras de misturar e combinar os materiais de metal duro”, disse ele. “A maior parte do excitante desenvolvimento tecnológico vem do lado cerâmico do negócio.” Isso vale tanto para ferramentas de corte quanto para peças. “Quer você esteja falando sobre ir super rápido, enfrentar calor extremo ou características de desgaste abrasivo, a cerâmica está inovando em diversas aplicações. As capacidades atuais da cerâmica são inacreditáveis ​​e continuam a melhorar.”

A cerâmica continua sendo uma excelente solução para ligas de alta temperatura e materiais abrasivos, com a capacidade de atingir taxas impressionantes. Na verdade, as velocidades de fresamento em ligas de alta temperatura variam de 2.800 a 4.400 pés superficiais por minuto (SFM), de acordo com Robert Navarrete, especialista nacional de produtos para cortes, canais e torneamento da Iscar EUA.

“Para fresamento, eu normalmente começaria em torno de 3.400 SFM, mediria o desgaste na pastilha e ajustaria os parâmetros adequadamente”, explicou ele. “Para torneamento, dependendo da capacidade da máquina, você teria entre 600 e 1.100 SFM em ligas de alta temperatura.”

Mas isso não é nada novo. Navarrete observou que várias lojas estão familiarizadas com essas capacidades com base na experiência com cerâmica reforçada com whisker, que é uma tecnologia com décadas de existência. Em vez disso, ele elogiou as cerâmicas mais recentes de silício, alumínio, oxigênio e nitrogênio (SiAlON). “Você pode executar os mesmos parâmetros semelhantes aos bigodes a um custo menor, porque os SiAlONs são mais baratos de produzir do que os bigodes”, disse Navarrete. “Nunca entrei em uma loja, especifiquei e cotei um SiAlON e fiquei mais caro que um bigode. Isso não aconteceu.”

A diferença de preço pode facilmente ser de 25 a 30%, acrescentou ele, citando o caso de uma cerâmica reforçada com whisker que tem uma vida útil de sete minutos, contra seis minutos para o SiAlON. Mas, com um preço 25% menor, isso representa uma economia de 7% em favor do SiAlON. “Em um ano de uso, representa uma economia enorme”, afirmou Navarrete. “A cerâmica não é barata.”

Outra vantagem: os SiAlONs são “muito mais tolerantes do que um bigode”, continuou ele, e como resultado, eles podem funcionar em velocidades mais baixas, sem a plastificação que normalmente é necessária para o corte da cerâmica whisker. “Se eu tivesse uma peça com corte interrompido, como uma forja com escama ou qualquer tipo de crosta, usaria um SiAlON, em vez de um bigode.”

A Iscar oferece SiAlONs “resistentes” e versões “duras”. Este último é anunciado como “semelhante a um bigode”, porque imita a natureza dura e quebradiça da cerâmica reforçada com bigode.

Enquanto isso, as cerâmicas reforçadas com whisker de desempenho premium da Greenleaf continuam a ter aplicações de valor agregado, devido à sua maior dureza a quente e capacidades de taxa de alimentação mais amplas, de acordo com Martin Dillaman, gerente global de engenharia e aplicações da empresa. Por exemplo, ele disse, “normalmente você não faria o acabamento com SiAlON em ligas resistentes ao calor, porque elas funcionam a uma taxa de avanço mais alta que excede o requisito de acabamento superficial da peça. Então você tem que usar uma cerâmica reforçada com bigode se quiser manter a velocidade e o acabamento.”

Dillaman acrescentou que muitas empresas aeroespaciais realizam testes sônicos em suas peças de liga resistente ao calor, verificando pequenas imperfeições na superfície. Mas em todos os casos que ele conhece, “o acabamento superficial deixado por um SiAlON não passará nos testes sônicos, enquanto nossa cerâmica WG300 e WG600 revestida com whisker reforçado foram aprovadas para estes testes. Portanto, há definitivamente algumas áreas onde os bigodes não serão substituídos por um SiAlON.”

Greg Bronson, diretor de vendas da Greenleaf para as Américas, elaborou. “Como a borda da cerâmica bigode se mantém melhor, você não obtém o mesmo nível de geração de calor e manchas de material que poderiam fazer com que as peças falhem em testes de superfície adicionais.”